СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ Российский патент 2003 года по МПК G01N27/60 

Изобретение относится к органической химии и может найти применение при контроле загрязненности ионообменных смол, в частности, в водоподготовительных установках тепло- и гидроэлектростанций.

Для очистки воды от ионных примесей используются ионообменные смолы (иониты).

Очистка воды происходит за счет адсорбции ионных примесей на поверхности ионообменной смолы.

В процессе использования смолы происходит загрязнение ее поверхности и снижение эксплуатационных свойств, поэтому периодически смолу подвергают очистке (регенерации).

Эксплуатационные свойства смолы зависят от ее типа и технологических особенностей ее синтеза, а в процессе эксплуатации во многом определяются качеством ее регенерации. При длительном использовании смолы, несмотря на проводимые регенерации, из-за необратимой адсорбции примесей накапливается остаточная загрязненность, снижающая ее эффективность.

Известен способ контроля загрязненности ионообменных смол, при котором периодически в процессе эксплуатации смолы определяют значение обменной емкости, сравнивают его с указанным в сертификате на смолу значением и по снижению обменной емкости определяют загрязненность смолы [1].

В сертификате указывается значение динамической обменной емкости, определенное только по хлоридам.

В результате не учитывается влияние других ионов на значение обменной емкости.

Кроме того, способ по [1] не учитывает зависимость адсорбционных свойств ионита от условий синтеза, поэтому смолы с одинаковыми значениями динамической обменной емкости (по сертификату) могут иметь различные эксплуатационные свойства при одинаковых условиях эксплуатации.

В эксплуатационных условиях значение динамической обменной емкости зависит от ионного состава фильтруемой воды и ряда технологических факторов эксплуатации.

Поэтому реальное значение динамической обменной емкости можно определить только после эксплуатации смолы в течение определенного времени (фильтроцикла) по количеству адсорбционных примесей.

Известен также способ контроля загрязненности ионитов соединениями железа, при котором пробу высушенного ионита (1,0-1,5 г) подвергают разложению и методами химического анализа определяют содержание адсорбированного на ионите железа [2].

Недостатком способа по [2] является то, что он позволяет определить загрязненность ионита только соединениями железа, не учитывая загряненности ионита органическими соединениями.

При этом оба перечисленных выше способа характеризуются значительной трудоемкостью, сложностью реализации и, следовательно, не позволяют оперативно сделать вывод о загрязненности смолы, принять меры по снижению негативного воздействия загрязнения смолы. В частности, способ по [1] позволяет оценить загрязненность смолы после окончания фильтроцикла, тогда как способ по [2] используется только для анализа причин снижения обменной емкости и не применим для оперативного контроля загрязненности смолы.

Изобретением решается задача создания способа контроля загрязненности ионообменных смол, характеризующегося простотой реализации при минимальных затратах времени на определение загрязненности и оперативным принятием решения по снижению негативного воздействия загрязнения, а также позволяющего определить реальное значение параметра до начала эксплуатации смолы.

Для решения поставленной задачи в способе контроля загрязненности ионообменных смол при очистке воды от ионов, при котором периодически в процессе эксплуатации смолы отбирают пробу ионита, высушивают ее, определяют значение параметра, характеризующего физико-химические свойства смолы, и сравнивают его с заданным значением, предложено согласно настоящему изобретению отобранную пробу ионита рассыпать на гигроскопичной основе кондиционировать в течение 20-25 часов при температуре 20-30^oС с последующим высушиванием при температуре 40-45^oС в течение 50-70 минут; при этом в качестве контролируемого параметра используют диэлектрическую проницаемость смолы, а в качестве заданного - используют значение этого параметра до начала эксплуатации смолы, и по уменьшению диэлектрической проницаемости судят о загрязненности смолы.

Периодичность опытов зависит от специфики решаемых задач, состоящих в:
- оценке технологической схемы эксплуатации ионитов;
- оценке качества регенерации;
- оценке свойств ионитов в зависимости от условий их синтеза и подготовки к эксплуатации.

Изобретение поясняется на примере выполнения:
1. Отобрали пробу ионита, рассыпали ее тонким слоем на гигроскопичной основе, в качестве которой использовали фильтровальную бумагу, и кондиционировали в течение 22 часов, поддерживая температуру в пределах 26^oС.

2. Высушивали пробу при температуре 45^oС в течение 50 минут.

3. Измеряли диэлектрическую проницаемость высушенной пробы. Результаты измерений представлены в таблице.

Значения динамической обменной емкости определены в различные периоды эксплуатации смолы: до начала эксплуатации и после регенерации.

Значения приведенных в таблице изменений соответствующих параметров (диэлектрической проницаемости в заявляемом способе и обменной емкости в способе по [1]) позволяют судить о высокой корелляции заявляемого способа со стандартизованным по [1].

Более того, заявляемый способ более чувствителен к загрязненности смолы, так как при одном и том же загрязнении изменение диэлектрической проницаемости в 2-5 раз больше изменения динамической обменной емкости.

Таким образом, заявляемый способ использует интегральный физический параметр смолы и позволяет оценить состояние смолы до начала ее эксплуатации и перед каждым фильтроциклом, своевременно скорректировать режим ее восстановления.

Заявляемый способ прошел экспериментальную проверку в АО "Свердловэнерго", подтвердившую его работоспособность и широкие возможности практического применения в будущем.

Литература:
1. Методические указания по применению ионитов на водоподготовительных установках тепловых электростанций РД 34.37.526-94, М., 1994, с. 19, 25.

2. ГОСТ 12868-77. Иониты. Методы определения железа.

Изобретение относится к органической химии и может найти применение при контроле загрязненности ионообменных смол, в частности, в водоподготовительных установках тепло- и гидроэлектростанций. Технический результат изобретения характеризуется простотой реализации при минимальных затратах времени на определение загрязненности и оперативное принятие решения по снижению негативного воздействия загрязнения, а также возможностью определить реальное значение параметра до начала эксплуатации смолы. Сущность: периодически в процессе эксплуатации смолы отбирают пробу ионита, высушивают ее, определяют значение параметра, характеризующего физико-химические свойства смолы, и сравнивают его с заданным значением. Предложено согласно настоящему изобретению отобранную пробу ионита рассыпать на гигроскопичной основе, кондиционировать в течение 20-25 ч при температуре 20-30^oС с последующим высушиванием при температуре 40-45^oС в течение 50-70 мин, при этом в качестве контролируемого параметра используют диэлектрическую проницаемость смолы, а в качестве заданного - используют значение этого параметра до начала эксплуатации смолы, и по уменьшению диэлектрической проницаемости судят о загрязненности смолы. 1 табл.

Способ контроля загрязненности ионообменных смол при очистке воды от ионов, при котором периодически в процессе эксплуатации смолы отбирают пробу ионита, высушивают ее, определяют значение параметра, характеризующего физико-химические свойства смолы, и сравнивают его с заданным значением, отличающийся тем, что отобранную пробу рассыпают на гигроскопичной основе, кондиционируют в течение 20÷25 ч при температуре 20÷30^o с последующим высушиванием при температуре 40÷45^o в течение 50÷70 мин, при этом в качестве контролируемого параметра используют диэлектрическую проницаемость смолы, а в качестве заданного - используют значение этого параметра до начала эксплуатации смолы, и по уменьшению диэлектрической проницаемости судят о загрязненности смолы.