Катионитовые фильтры и солерастворители

Катионитовый фильтр (рис. 8) состоит из стального цилиндрического резервуара с выгнутым наружу сферическим днищем и такой же крышкой. В нижней и верхней частях фильтра смонтированы дренажные системы, которые предназначены для равномерной подачи и выпуска воды и раствора соли по всей площади фильтра.

Рис. 8. Катионитовый напорный фильтр: 1 - патрубок спуска промывочной воды; 2 - патрубок для подвода обрабатываемой воды; 3 - патрубок для подвода раствора соли; 4 - патрубок для подвода промывочной воды; 5 - патрубок для выхода умягченной воды; 6 - воздухопровод; 7 - верхнее дренажное устройство для воды; 8 - дренажное устройство для раствора соли; 9 - катионит; 10 - люк для гидравлической выгрузки катионита; 11 - нижнее дренажное устройство; 12 - бетон

Фильтр снабжен двумя смотровыми люками, расположенными в нижней и верхней частях корпуса фильтра. Они необходимы при монтаже и ремонте дренажных систем и для осмотра состояния внутренней поверхности катионита в процессе эксплуатации. Основные данные серии промышленных катионитовых фильтров [17], приведены в табл. 5. Фильтры каждого диаметра изготовляют двух видов, низкие с высотой загрузки 2 м и высокие с высотой загрузки 3 м.

Таблица 5. Основные данные катионитовых фильтров с рабочим давлением до 9 ^кГ/_см²

Примечания:

1. Расстояние от пола до днища у фильтров диаметром 0,377 м равно 0,2 м, у остальных фильтров 0,25 м.
2. Расстояние от пола до оси кранов у фильтра диаметром 0,377 м и высотой 3,21 м равно 1,1 м, у остальных фильтров - 1,6 м.

Днище и нижнее дренажное устройство фильтра. Обычно фильтры рассчитывают на давление до 8 ^кГ/_см². К днищу приваривают достаточно прочные опорные лапы из швеллеров, угольников, труб для установки фильтра в вертикальном положении. В нижней части фильтра на днище располагают щелевое дренажное устройство (рис. 9). Эта система состоит из отрезка трубы широкого сечения - коллектора 2 и трубок-ответвлений 1, прикрепленных к нему в горизонтальной плоскости. Это обеспечивает равномерное распределение потока воды по всей площади фильтра. Трубу 4, подводящую воду к коллектору, приваривают сбоку в нижней части корпуса фильтра (см. рис. 8) или в середине днища (см. рис. 9). В верхней части трубчатых ответвлений прорезают круглые отверстия, на которые приваривают ниппели 3 высотой 25 мм, изготовленные из трубы ∅¹/₂". Ниппели приваривают строго вертикально на равных расстояниях в шахматном порядке. Свободные концы ниппелей должны лежать на одном уровне, а все дренажное устройство укреплено в строго горизонтальной плоскости.

Рис. 9. Схема нижнего дренажного устройства с колпачками

Перед вводом в эксплуатацию фильтра наниппели навертывают заглушки, которые оставляют на них до полного окончания монтажа. Затем на ниппели навертывают дренажные колпачки. Имеется несколько видов колпачков: из пластмассы ВТИ-К и из фарфора ВТИ-5 и др. В эксплуатации более надежны пластмассовые колпачки. Колпачок ВТИК (рис. 10) (В нижней части имеет трубную резьбу 1 ∅¹/₂", с помощью которой он должен свободно навертываться на ниппель. На боковых поверхностях колиачха имеется 24 щели 2 шириной 0,4 мм.

Рис. 10. Дренажный колпачок ВТИ-К

Верхнее дренажное устройство фильтра. В промышленных фильтрах верхнее дренажное устройство обычно состоит из двух частей (см. рис. 8). Одна из них - 7 предназначена для подачи и сброса воды, а другая 8 - для подачи раствора соли. Дренажное устройство для воды представляет собой металлическую воронку достаточно широкого диаметра, установленную расширением вверх. На краях воронки делают пропилы по всей окружности на одинаковую глубину. При этом поток воды, поступающий снизу, разбивается на количество струй по числу пропилов. В некоторых конструкциях пропилов на воронке не делают. Дренажное устройство 8 для раствора соли, изготовляют из трубы, согнутой в виде кольца, в нижней части которого просверливают отверстия в достаточном количестве, чтобы раствор поступал равномерно по окружности. Верхнее дренажное устройство для воды изготовляют из нескольких частей, которые монтируют на фланцах через верхний смотровой люк. Для выпуска воздуха в верхней части фильтра устанавливают трубу - воздухопровод, которую одним концом подводят к самой верхней точке фильтра, а снаружи опускают вниз. Оканчивается "воздушка" вентилем.

Для получения умягченной воды можно использовать также и напорные вертикальные фильтры, выпускаемые промышленностью для осветления (фильтрования) воды. Конструкция позволяет наполнять их катионитом и применять для умягчения воды.

Фильтры промышленного изготовления обычно снабжают полным комплектом всех труб, вентилей, кранов, манометров и т. д.

Устройство солерастворителя. Солерастворитель предназначен для приготовления раствора поваренной соли, необходимого для регенерации катионита. Основные данные промышленных солерастворителей с наружными диаметрами от 0,194 м до 1,03 м приведены в табл. 6.

Таблица 6. Основные данные солерастворителей с наружным диаметром от 0,194 до 1,03 м

Солерастворитель (рис. 11) состоит из цилиндрического сосуда со сферическим днищем и такой же съемной крышкой. Днища такой формы необходимы, во-первых, для обеспечения достаточной прочности конструкции, а, во-вторых, для устранения "мертвого пространства" в углу между днищем и корпусом. В этом кольцеобразном пространстве может застаиваться раствор поваренной соли, который будет ухудшать работу солерастворителя. При диаметре до 0,4 м днище делают плоским. В центре днища прорезают отверстие, к которому приваривают патрубок, через который раствор соли в случае необходимости спускают в дренажный канал. Спереди корпуса солерастворителя приваривают патрубки, снабженные кранами и манометрами. Краны позволяют подавать воду сверху вниз (при приготовлении раствора соли) и снизу вверх (при промывании солерастворителя). Манометры позволяют контролировать давление воды и раствора соли в процессе его приготовления, регенерации и при отмывании солерастворителя.

Рис. 11. Солерастворитель промышленного типа

Внутри солерастворителя на некотором расстоянии от днища помещают дренажное устройство в виде круглого стального листа с отверстиями. На этот лист загружают фильтрующий материал из гравия, щебня или измельченного антрацита. Отверстия в дренаже делают несколько меньше самых крупных кусков фильтрующего материала. Дренажное устройство должно свободно размещаться внутри корпуса солерастворителя и необходимо для того, чтобы фильтрующий материал не попадал в нижний патрубок и краны, соединенные с ним. Высота слоев и размеры кусков фильтрующего материала показаны в табл. 7. К боковой части корпуса приваривают люк, через который солерастворитель при монтаже или после ремонта заполняют фильтрующим материалом. К днищу приваривают три опорные лапы, на которых солерастворитель устанавливают в вертикальном положении на фундаменте. У солерастворителей малого диаметра, (до 0,5 м) опорные лапы приваривают к корпусу.

Таблица 7. Загрузка солерастворителей

Примечание. Данные таблицы являются ориентировочными и на практике могут несколько изменяться и по толщине слоев, и по размеру частиц.

Крышку солерастворителя делают или сферической, или в виде усеченного конуса, направленного вершиной вверх. Крышка должна легко открываться и между ней и фланцами корпуса помещают резиновую прокладку. Отверстие под крышкой должно быть достаточно широким для того, чтобы через него удобно было загружать соль. Крышки снабжают запором любой конструкции, обеспечивающим герметичность. Для удобства загрузки солерастворителя солью в верхнее отверстие вставляют воронку из оцинкованного железа. Нижнюю часть воронки делают короткой и широкой, чтобы она свободно проходила в отверстие для загрузки. В верхней части солерастворителя приваривают трубку, снабженную вентилем для спуска воздуха, накапливающегося в процессе работы. Солерастворитель снабжают также краниками для отбора проб раствора соли и для контроля полноты промывки.