Способ регенерации катионита и анионита Советский патент 1986 года по МПК B01J49/00 

Изобретение относится к способам регенерации ионитов и может быть использовано на тепловых электрических станциях, котельных и других про мьшшенных предприятиях, именщих в своем составе водоподготовительные установки, работакнцие по схеме натрий-хлор-ионирование.

Цель изобретения - снижение концентрации ионов кальция в растворе соли, упрощение и удешевление процесса за счет совместной регенерации анионита и катионита.

П р и м е р. Катионит КУ-2-8 в натрий-форме и анионит АВ-17 в хлор- форме загружают в колонки диаметром 16 и 20 мм с высотой загрузки 130 и 180 мм соответственно, через которые затем фильтруют воду, имеющую состав, представленньй в табл.1, до отработки ионитов.

Т а б л к ц а 1 состав, мг-экв/л

D 1

7,3 2,2 1,8 5,3 4;7 1,3

« д,ити иим1 итг1ии « м.« ип1ти тмг т1« г жт- ги 1и и ||.1«

Заработанные ионирниты регенерируют следуюпрш образом.

Исходный регенерацион- ный раствор

1,0

Отработанный регенера- ционный раствор

Na-Cl-фильтров

включая слаборастворимые соединения

1.1

1 аствор соли, имеющий состав, представленный в табл. 2, насыщают углекислым газом до концентрации 170 мг-экв/л. Процесс ведут при IS C и давлении 0,17 МПа. После насыщения раствор соли направляют сначала на регенерацию анионита, а затем - катионита. Из отработанного регенерационного раствора, об Лазукяде гося в результате регенерации катионита, ведут восстановление раствора соли. Отработанный раствор подают в отстойник, в котором происходит выпадение в осадок CaSOt,, а также в результате снижения давления до атмосферного В1|тадение СаСО. После отделения осадка раствор аэрируют в течение 30 мин и далее проводят его известкование. Восстановленный таким образом раствор смешивают с ионированной водой или концентратом испарителя, работающего на воде, прошедшей стадию натрий-хлор-ионирова- ния, насыщают углехислш( газом под давлением 0,17. МПа и снова направляют на регенерацию.

Все этапы регенерации и восстановления регенерационного раствора при осуществлении известного и предложенного способов в одинаковых условиях приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Са +МрГ 2

Щ 1,5

Щ 2,5

295

SO

г 160

Na-фильтра

1+ Са 194

59

Щ 165

1,1

Щ 2,5

после выпадения слаборастворимых

В результате сброса давления

Значения щелочности (Щ) приведены в числителе по фенолфталеину, в знаменателе - общая.

Как следует из табл. 2, при предлагаемом способе после сбрасьшания давления в отработанном растворе обеспечивается более низкое остаточ- ное содержание Са в результате совместного осаждения CaGOj и CaSO из более концентрированного раствора.

Продолжение табл.2

390

Ct-фильтра

255

В результате кристаллизации и смешения

При известном способе при кристаллизации отработанного раствора Na- фильтров и смешении его с отработанным раствором С -фильтров происходит осаждение только CaSO . Карбонат кальция при этом не осаждается и снижение концентрации щелочности

происходит только за счет разбавлени

Таким образом, перед аэрацией при предлагаемом способе раствор характеризуется более высокой щелочное- тью (106 мг-экв/л против 80 мг-экв/л)

л .,

и более низким содержанием Са (39 мг-экв/л против 64 мг-экв/л). Вследствие этого в процессе аэрации по предлагаемому способу содержание Са снижается до 2 мг-экв/л, а по известному - до 10,5 мг-экв/л.

После аэрации по предлагаемому способу раствор характеризуется таким соотношением щелочности и Мй и таким соотношением карбонатной и бикарболатной щелочности, что вводимое с известью (из расчета на осаждение Mg ) количество Са не превышает образующийся щелочной резерв раствора (по карбонатам) и вследствие этого также выводится из раствора, т.е. состав отработанного раствора по предлагаемому способу позволяет только аэрацией и известкованием до- биться его глубокого умягчения.

По известному способу раствор после аэрации характеризуется .недостаточным щелочным резервом и повышенным содержанием Са. Поэтому при из- вестковании вводимое (из расчета на осаждение Mg ) количество Са превышает образующуюся карбонатную щелочность. Вследствие этого имекицееся содержание Са не только не снижает- ся, а, наоборот, увеличивается. В связи с этим при известном способе требуется дополнительно содирование раствора.

При использовании предлагаемого способа достигается более глубокое умягчение отработанного раствора на всех стадиях: непосредственно после регенерации (т.е. после сброса дав- ления), после аэрации, после известкования . Это позволяет смешивать отработанный раствор (при его избытке в системе) с Na-CI-ионированной водой, подаваемой в теплосеть, даже после стадии аэрации, т.е. без затрат реагентов на обработку. При этом в теплосеть вносится меньшее количество лимитируемых накипеобра- зующих ионов кальция. Это позволяет также непосредственно после известкования направлять раствор на повторную регенерацию Na-CJt-фильтров.

При этом самопроизвольно осаждатся основное количество катионов альция порядка 79% от исходного нионами сульфатов и карбонатов, одержащихся в регенерационном расторе, т.е. без затрат реагентов. ри известном способе эта 1величина оставляет 34%, вследствие чего для саждения оставшегося количества атионов жесткости требуется несколько больший расход извести, а также расход соды.

При предлагаемом способе возможно Na-Cl-ионирование в одном фильтре смешанного действия и осуществление регенерации без разделения ионитов. Это сокращает капитальные затраты и упрощает технологию обработки. При этом объемный расход регенерационно- го раствора вдвое меньше. При достаточном количестве натриевых солей на регенерацию (как, например, при использовании в качестве регенерата только концентрата - испарителей, работакйцих на Na-CE-ионированной воде) возникает необходимость в утилизации отработанного раствора путем его концентрирования до рассолов в электродиализных концентратах или выпарных аппаратах. Меньший объем сбросных рёгенерационных растворов облегчает условия утилизации, требует меньших капитальных и эксплуатационных затрат.

В каждом Цикле регенерации даже при дренировании водяного объема фильтра неминуемо происходит разбавление регенерационного раствора. В связи с этим при повторном и многократном использовании регенерационного раствора требуется его концентрирование во избежание непрерывного увеличения объема. При предлагаемом способе степень разбавления регенерационного раствора меньше в результате осуществления совместной регенерации.

На основании экспериментальных данных содержание Ca(HCOj) в отработанном растворе Na-CJE-ионитных фильтров может быть в пределах 70-180 мг-экв/л в зависимости от сое тава исходной воды, степени истощения Na-Cl-фильтров и степени разбавления рёгенерационных растворов.

Указанные концентрации Са(НСО ). достигаются при условии присутствия в растворе эквивалентного этой кон71238784

центрации количества свободной равновесной углекислотыСО,2.РастворимостьCQj в своюочередь,существенно зависит не только отдавления,но и температуры. В табл. 3 приведены экспериментально полученные значения растворимости Са(НСО

п п ны

72 91 130 178 221 269 313

78 115 15А 190 228 275

71 103 135 170 202 236

Редактор И. Николайчук

Составитель О. Кузнецов

Техред М.Ходанич Корректор ,Ё. Сирохман

3324/3

Тираж 527 ЕШООБ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная,4

8

Из табл. 3 следует, что для предотвращения выпадения Са в процессе регенерации для различных температур следует поддерживать различные интервалы давлений: для t 15 C ,05-0,2 МПа, для t 20 c ,10,24 МПа, 0,27 МПа.

для t 25 С ,1

Без разграничения по температурам и давлениям общий интервал концентрации свободной равновесной углекислоты составляет 72-202 мг-экв/л и охватывает весь интервал характерного содержания бикарбоната кальция в от- . работанном регенерациойном растворе .

Таким образом, предложенный способ по сравнению с известным позволяет уменьшить концентрацию ионов кальция в восстановленном регенера- ционном растворе до 1-2 мг-экв/л без добавления соды и вести регенерацию анионита и катконита в одном фильтре смешанного действия без разделения ионитов.

Подписное