СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ИЗ ВОДЫ КИСЛОРОДА Российский патент 2003 года по МПК C02F1/20 C02F1/42 B01J47/00 

Изобретение предназначено для удаления кислорода из воды на химводоочистках (ХВО) котельных производственных и иных предприятий, получающих горячую сетевую воду. Особенно перспективно применение изобретения в производстве Na-катиониро-ванной воды для питания (или подпитки) паровых котлов.

Наиболее универсальным методом удаления из воды растворенного кислорода для обработки большинства водопроводных вод является вакуумная деаэрация /Лосев В. Л. Электрохимическое обескислороживание воды в системах горячего водоснабжения. Водоснабжение и санитарная техника, 1965, N3, с. 18-23/.

К недостаткам метода относятся значительные габариты аппаратов, что вынуждает увеличивать помещение теплового пункта по площади и высоте и высокие стоимостные показатели сооружения установки.

Известен способ удаления растворенного в воде кислорода путем применения специальных электронообменных смол с введенными в них катионами железа или меди. Выпускаемая промышленностью электронообменная смола ЭИ-12 имеет поглотительную способность по кислороду 45 кг O₂/м³ /Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий. -М.: Стройиздат, 1977, c.230/.

Недостатком данного способа является низкая поглотительная способность материала, приводящая к частому осуществлению операции регенерации ЭИ-12, и низкая химическая устойчивость электронообменного ионита относительно востановителей. Так, регенерация отработанного ЭИ-12 осуществляется растворами сульфита или тиосульфата натрия концентрацией не выше 1-2%. Применение для регенерации таких разбавленных растворов приводит к увеличению продолжительности операции регенерации и объемов сбрасываемых промывных вод.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности удаления из воды кислорода путем пропускания исходной воды через высокоосновной анионит AM гелевой структуры, получающийся последовательно реакциями хлорметилирования и аминирования триметиламином гранульного сополимера стирола с 4-8% ДВБ (Ласкорин Б.Н., Иоанисиани П.Г., Никульская Г.Н. Синтез новых ионитов. - В кн. :Ионообменные сорбенты в промышленности. Изд-во АН СССР, 1963, с.21-31), находящийся в рабочей сульфитной форме. Причем время контактирования воды с анионитом составляет не менее 7,5 минут, так как при меньшем времени контактирования происходит резкое увеличение содержания кислорода в фильтрате даже при относительно небольшом количестве пропущенной воды, обусловленное, вероятно, уменьшением эффективности диффузии кислорода к поверхности анионита из-за сокращения времени контакта последнего с водой.

Регенерация отработанного анионита осуществляется раствором сульфита натрия концентрацией не выше 8%. При концентрации регенерирующего раствора сульфита натрия более 8% происходит заметное снижение емкости анионита по сульфит-иону (табл.2), изменение цвета анионита от желтого до черного, обусловленное разрушением последнего при контакте с высококонцентрированным раствором восстановителя.

Пример. Через высокоосновной анионит гелевой структуры AM, находящейся в сульфитной форме, пропускалась водопроводная вода (СO₂ - 9,2 мг/дм³ при 21,2^oС) со скоростью 75 см³/ч. Время контакта 7,5 мин. Объем анионита в колонке диаметром 10 мм составлял 10 см³. Регенерация отработанного анионита осуществлялась (после появления фильтрата с содержанием растворенного кислорода 1,0 мг/дм³) раствором 8% сульфита натрия. В табл.1 и 2 представлены результаты экспериментов.

При фильтровании исходной воды через слой анионита AM, находящейся в сульфитной форме, происходит окисление растворенным в воде кислородом - сульфит-иона анионита до SО₄. Эффективность массообменного процесса обеспечивает низкое содержание кислорода в обработанной воде (не более 1,0 мг/дм³) в течение значительной продолжительности фильтроцикла. Регенерация анионита осуществляется по достижении им значения поглотительной способности по кислороду не более 180 мг О₂/дм³. При больших значениях поглотительной способности анионита возможно ухудшение качества фильтрата по кислороду (более 1,0 мг О₂/дм³). Высокая химическая устойчивость анионита в востановительной среде позволяет осуществлять регенерацию анионита AM раствором сульфита натрия концентрацией 8%, что в четыре-восемь раз превосходит концентрацию раствора для случая регенерации материала прототипа (ЭИ-12). При больших концентрациях раствора Na₂SO₃ происходит заметное снижение содержания сульфит-иона в анионите (емкости), а следовательно, и поглотительной способности анионита по кислороду.

Изобретение может быть использовано на химводоочистках котельных производственных и иных предприятий, получающих горячую сетевую воду, в производстве натрийкатионированной воды для питания паровых котлов. Для осуществления способа ведут фильтрацию воды через высокоосновной анионит AM гелевой структуры в SO₃-форме. Время контакта воды с ионитом не менее 7,5 мин. Регенерацию отработанного анионита производят раствором сульфита натрия с концентрацией не выше 8%. Способ обеспечивает повышение эффективности удаления из воды кислорода. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ удаления из воды кислорода, заключающийся в фильтрации воды, содержащей растворенный кислород, через ионит с последующей регенерацией, отличающийся тем, что фильтрацию осуществляют через высокоосновный анионит AM гелевой структуры в SО₃-форме, а регенерацию отработанного анионита производят раствором сульфита натрия с концентрацией не выше 8%.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время контакта исходной воды с ионитом составляет не менее 7,5 мин.