Способ регенерации солевых форм катионитов,насыщенных аммиаком Советский патент 1983 года по МПК B01J49/00 

N

01

о со Изобретение относится к способам регенерации катионитов, используемых при очист ке газов или сточных вод от аммиака. Известен способ регенерации солевых форм катионитов, насыщенных аммиаком, путем десорбции последнего в вакууме или в токе сухого воздуха при 125 -130°С в течение 8 ч 1 . Недостатком этого способа является то, что аммиак переводят в газовую фазу, удаление его из которой требует дополнительной стадии. Кроме того, длительность процесса велика. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре.ультату является способ регенерации аммиаксодержащих солевых форм катионитов путем десорбции аммиака водой 2. При использовании этого способа аммиак достаточно эффективно десорбируется из непрочных комплексов, например из Mgформы катионитов, но емкость таких форм по NHj мала. Из прочных комплексов, образуемых NHj с катионитами в формах тяжелых металлов (Си, Ni, Zn и др.), десорбция аммиака водой неэффективна. Так, при водной десорбции NH из комплекса (NHj) на катионите КУ-2 вымывается 70% аммиака при удельном расходе воды 100 мл/г смолы. При этом образуются весьма разбавленные растворы ( г/л NHj), утилизация которых едва ли возможна. Кроме того, значительна потеря металла-комплексообразователя, частично переходяще1Ч) в фильтрат (от 2°/о из Zn-формы катио1П1та КУ-2 до 100/0 из Zn-формы КБ-2). Цель изобретения - повышение степени регенерации. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации аммиаксоде) солевых форм катионитов, основанному на обработке их промывным раствором, десорбцию аммиака осуществляют водным раствором формальдегида. Процесс осуществляется следующим образом. Через фильтр, содержаииш катнонит в солевой форме, насыщенный ноглон1еннь 1м аммиаком, пропускают водный раствор формальдегида (концентрацией до 15 мае. -/о). При этом протекает реакции образования уротропина (гексаметилентетра.мина) 4R2/V e (NHj) + бнСИз О - -i + n(CHj)N4 - бпНгО. где Me , Zn, . Образующийся уротронин переходи: в раствор, который собирают на выходе из фильтра. Степень десорбции аммиака из катионитов превыщает при стехиометрическом расходе формальдегида, что позволяет практически полностью восстановить сорбционную емкость катионита но а.ммиаку. Концентрация уротропина в получаемом рястворе зависит от концентрации применяемого раствора формальдегида и может достигать 10 мае. °/о, а при рециркуляции получаемых растворов на регенерацию (с добавлением формальдегида) - 20 мае. %, что позволяет утилизировать уротропин - нетоксичное соединение и ценный продукт, применяемый в производстве пластмасс и для других целей. Образование уротропина в растворе при регенерации подавляет гидролиз солевых форм катионитов, что практически исключает переход в раствор катионов металлов из катионитов. Пример. В колонку диаметром 25 мм помещают 9 г (в расчете на сухую смолу) катионита КБ-4 в Zn-форме, содержащего 5 мг-ион Zn на 1 г сухой смолы. Через колонку пропускают увлажненную (80отн.%) смесь воздуха с аммиако.м, содержащую 10 мг/л NHj, до проскока аммиака в очищенный воздух. Поглощено 2,45 г NHj (144 ммоль). Через колонку пропускают 10%-ный водный раствор формальдегида (3,4 М CHjO) со скоростью 3 мл/мин. Фильтрат, выходящий из колонки, анализируют на содержание (СН)(, N, CHj,O и NH . До появления в фильтрате CHjO было собрано 50 мл фильтрата, содержащего в среднем 67 г/л (СН2)б N4 (0,48 М) и 8,4 г ЫНз (0,50 М). Следующая фракция фильтрата (до исчезновения (СН) N в фильтрате) объемом 60 мл содержала в среднем 7 г/л (СЩ) N (0,05 /V) и 92 г/л CHiO (3,1 М). Концентрация металла-комплексообразователя (Zn) в первой фракции фильтрата 0,5 г/л, что составляет 1% от содержания в ионите; во второй фракции не обнаружен. Всего десорбировано аммиака (с пересчетом (СН2)б N4 на ЫНз) 133 ммоль, что соответствует степени десорбции . К первой фракции фильтрата добавляют 13 мл второй фракции для превращения 11з в уротропин и получают 63 мл чистого раствора уротропина, содержащего 70 г/л ( N4. В остальную часть второй фракции вводят формальдегид дп по.чучепия Ю /о-ного раствора и полученный распвор (3,4 М ClijO и 0,05 Ni {Cn-i,}f N4) используют и с.1гд ю1цем цикле регенерации, что нозИ1).-1ЯС-1 при ПОВТОреНИ циклов Д().1. )1 КОН:1ЛПтрацик) у|)отропина в первой фракцян 90 IM. в v-jv-qae проведения десо 1би11и более KOiiuiMiTpnpoBaiiHijiM (до 20 мае. /о) раство)ом ( получают раствор уротропина копнсмгграпие до 17°/о. Лна.:1огичны( результаты 6i).ni получены при испо;1ьз(мза11ии других катионитов (КУ-2, КУ-2.5) и других ионных 1)орм ((ц- и Ni формы). Рсзу.1ьтаты опытов, 11 кжеденных в условиях, аналогичных пч/ю/ксчщым в примере.

представлены в таблице. При десорбции NHj из катионитов КУ-2 и КУ-23 переход металла-комплексообразователя в раствор не превышал 0,1%Предлагаемый способ позволяет повысить степень регенерации катионитов с 70 до 90-95% соответственно на 20-25% увеличивается активная емкость ионитов как сорбентов аммиака. Извлекаемый при регенерации аммиак, как и расходуемый формальдегид, превращается в ценный продукт - уротропин (нетоксичное соединение), который может быть выделен из получаемого 5 концентрированного раствора. Исключается образование сточны.х вод, содержащих токсичный а.ммиак. Резко сокращается (не менее чем в 10 раз) десорбция металла-комплексообразователя из ионитов.

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ СОЛЕВЫХ ФОРМ КАТИОНИТОВ, НАСЫЩЕННЫХ АММИАКОМ путем обработки их промывным раствором, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации, в качестве промывного раствора используют водный раствор формальдегида.

30 25

3,1

133

93 93 91

0,05

0,50 0,08 0,42 2,9

146 0,06

123

60 50 3,0 0,38 0,28 0,10

86 2,8 0,10 0,30

71 2,8 0,10

82 0,26 2,8 0,10

74 г, 34 2,8