Способ регенерации катионитных и анионитных фильтров первой и второй ступеней в процессе обессоливания воды Советский патент 1986 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/00 C02F103/34 

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано в теплоэнергетике, лимической и нефтехимической промьштённости при регенерации ионитных фильтров в процессе обессоливания и очистки воды.

Известен способ регенерации катионитньк и анионитных фильтров кислотным и щелочным реагентами соответственно 1.

Недостатками этого способа являются большие расходы кислоты и щелочи, низкая обменная емкость ионитов и наличие значительных количеств агрессивных стоков.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации катионитных и анионитных фильтров первой и второй ступеней в процессе обессоливания воды кислотным и щелочным реагентом соответственно, заключающийся в том регенерациюкатионитных фильтров производят путемпропускания стехиометрического количества 1-2%-ного расд-вора серной кислоты через вторуюи первую ступени соответственно. Регенерацию анионитных фильтров производят путем последовательного пропускания через вторую и первую ступени, сначала отработанного регенерационного раствора анионитного фильтра первой ступени предыдущей регенерации, содержащего щелочь в количестве 30-70% от общего количества анионов сильных кислот, сор.бируемых из обрабатываемой воды, а затем 2-4%-ного раствора едкого натра в количестве, равном 100% от поглощенных анионов сильных кислот исходной воды. Отработанньй раствор анионитных фильтров первой ступени, содержащий щелочь в количестве 3070% ОТ общего количества анионов сильных кислот, сорбируемых за фильтроцикл из обрабатываемой воды, собирают в бак и используют в следующем цикле для предварительной регенерации анионитных фильтров 21. Недостатком известного способа является относительно малая обменна емкость ионитов.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет увеличения обменной емкости ионитов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерадни катионитных и анионитных фильтров первой и второй ступеней в процессе обессоливания воды кислотным и щелочным реагентами соответственно,

включающему предварительное пропускание через анионитный фильтр первой ступени (А ) отработанного регенерационного. раствора анионитного фильтра первой ступени (А) предыдущей регенерации через анионитньй фильтр второй ступени (А,) 1-2%-ного раствора серной кислоты с последующим пропусканием 6-12%-ного раствора щелочи сначала через анионитный

фильтр второй ступени, затем - через анионитный фильтр первой ступени, а полученный отработанный раствор анионитного фильтра второй ступени, содержащего соляную кислоту, пропус0 кают через катионитные фильтры второй (Н) и первой (Н) ступеней, причем через катионитньй фильтр второй ступени раствор пропускают прямотоком, а через катионитный фильтр первой ступени - противотоком ,через

анионитньй фильтр второй ступени предварительно пропускают 1-2%-ный раствор серной кислоты и полученньш Отработанньй раствор анионитного

фильтра второй ступени, содержащий соляную кислоту, пропускают через катионитные фильтры второй и первой ступеней.

При этом через анионитные фильтры

5 второй ступени последовательно пропускают 6-12%-ньй раствор щелочи.

Кроме того, полученньй отработанньй раствор анионитного фильтра второй ступени, содержащий соляную «

0 кислоту, пропускают через катионитньй фильтр второй ступени прямотоком, а через катионитньй фильтр первой ступени противотоком.

В процессе обессоливания.воду 5 пропускают через противоточньй Н-катионитньй фильтр, первой ступени,загруженньй полифункциональным катионитом, работающим до проскока ионов жесткости в фильтрат, обеспечиваю50 щим сорбцию 50-95% катионов, содержапщхся в исходной воде, и декарбенизируют в декарбонизаторе. Далее декарбонизованную воду,представляющую собой смесь слабого раствора кисло55 ты и солей натрия, последовательно пропускают через анионитньй фильтр первой ступени, где поглощается i 65-98% а-нионов сильных кислот, со3держащихся в исходной воде, и Н-катионитный и ОН-анионитный фильтры второй ступени. При этом, в анионитном фильтре первой ступени происходит, в основном, поглощение суль фат-ионов, а на второй ступени катио нитного и анионитного фильтров проис ходит Поглощение соответственно катионов натрия и хлор-ионов, а также углекислоты и кремнекислоты. Обес- соленную воду направляют потребителю Регенерацию катионитных и анионитных фильтров первой и второй ступеней согласно предлагаемому способу осуществляют следующим образом. Сначала через анионитный фильтр первой ступени пропускают отработанный регенерах ионный раствор анионитного фильтра первой ступени предыдущей регенерации, содержащий щелочь в количестве 30-70% от общего количества анионов сильных кислот, сорбируемых за фильтроцикл из обрабатываемой воды, а через анионитньй фильтр второй ступени пропускают 1-2%-ный раствор серной кислоты, в результате чего происходит замещени хлор-ионов в анионите сульфат-иона,ми, содержащимися в растворе. Затем через анионитные фильтры второй и первой ступеней последовательно про пускают 6-12%-ный раствор щелочи. Регенерацию катионитных фильтров второй и первой ступеней ведут путем пропускания через них полученного отработанного раствора анионитного фильтра второй ступени, содержащего соляную кислоту, при этом указанный раствор пропускают через катионитный фильтр второй ступени прямотоком, а через катионитньм фильтр первой ступени - противотоком. Регенерация катионитного фильтра первой ступени противотоком обеспечивает более высокую степень регенерации выходных слоев по направлению движения обессоливаемой воды, а прямоточная регенерация второй ступени обеспечивает требуемую степень очистки воды. Увеличение обменной емкости анионитного фильтра второй ступени обусловлено тем, что при пропускании 12%-ного раствора серной кислоты, анионит переводится в сульфат-форму, который лучше регенерируется 612%-ным раствором едкого натра. Увеличение обменной емкости катионитных фильтров обусловлено тем. 50 что соляная кислота по сравнению с серной кислотой обладает более высокой регенерационной способностью по отношению к катиониту. В качестве второй ступени ионирования могут быть использованы фильтры смешанного действия с загрузкой сильнокислотным катионитом и сильноосновным анионитом. Использование 6-12%-ного раствора . щелочи обусловлено тем, что при концентрации щелочи менее 6% уменьшается эффективность регенерации анионита, а увеличение концентрации щелочи более 12% практически не приводит к увеличению обменной емкости анионита. Пропускание 1-2%-ного раствора кислоты обусловлено тем, что при концентрации кислоты менее 1% уве- личивается продолжительность регенерации и объем отработанных растворов, а при концентрации кислоты более 2% ухудшается процесс перевода анионитного фильтра второй ступени в сульфат-форму. Пример. Обессоливают воду, имеющую следующий состав, мг-экв/л: Са 3,5; Mg 1,3; Na 0,8; Cl 0,8; SO 2,0; HCOj2,8, путем пропускания через Н-катионитный фильтр первой ступени, загруженный сульфоуглем с объемом 5,1 л, а затем декарбонизируют. Далее декарбонизованную воду последовательно пропускают через анионитньв фильтр первой .ступени, загруженный анионито - АН-3 1, объемом 0,91, Н-катионитньй фильтр второй ступени с загрузкой сульфоуглем 1,8 л и анионитный фильтр второй ступени с загрузкой анионитом АВ-17-8 объемом 0,69 л. Процесс обессоливания осуществляют до проскока ионов жесткости в фильтрат Н-фильтра первой ступени, после чего фильтр отключают на регенерацию. При регенерации сначала через анионитный фильтр первой ступени пропускают отработанный регенерационный раствор анионитного фильтра первой ступени предьщущей регенерации, содержащий щелочь в количестве 60% от общего количества анионов сильных кислот, сорбированных за фильтроцикл из обрабатываемой воды, а через анионитный фильтр второй ступени пропускают 1,5%-ный раствор серной кислоты и отмывают. Затем через анионитные ильтры второй и первой ступеней 51 последовательно пропускают 10%-ный раствор щелочи в- количестве, равном количеству анионов, сорбируемых за фильтроцикл из обрабатываемой воды. В результате восстанавливают 1100 к-экв/м обменной емкости анионита АН-31 и 800 г-экв/м анионита АВ-17-8. Регенерацию катионитных фильтров ведут полученным отработанным раствором анионитного фильтра второй сту пени, содержащим соляную кислоту, Концентрация кислоты в отработанном растворе анионитного фильтра второй ступени в начале увеличивается до 1%5 затем при отмывке уменьшается. Общее количество кислоты, подаваемой на регенерацию катионита, с-оответствует Босстанавлению 100% рабочей обменной емкости катионитных фильтро второй и первой ступеней. Отработанный раствор катионитного фильтра первой ступени содержит нейтральные соли. В таблице приведены сравнительные данные по обменной емкости ионитов при осуществлении известного и предлагаемого способов. 4UO 235 1100 350 Известный Предло470 250 100 800 женный Как следует из приведенных в таблице данных, обменные емкости ионитов, загруженных в катионитные фильтры первой (Н) и второй () ступеней и в анионитный фильтр второй ступени (Aij), по сравнению с известным способом увеличиваются соответственно в 1,2; 1,06 и 2,3 раза. Технико-экономический эффект предлагаемого способа обусловлен удешевлением процесса за счет увеличения обменной емкости ионитов и, как следствие этого, уменьшения количества катионита и анионита для загрузки.

1. СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТИОИИТНЫХ И АНИОНИТНЫХ ФИЛЬТРОВ ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ СТУПЕНЕЙ В ПРОЦЕССЕ ОБЕССОЛИВАНИЯ BOflW кислотнь1м и щелочным реагентами соответственно, включаюЗД1Й предварительное пропускание через анионитный фильтр первой ступени отработанного регенерационного раствора анионитного фильтра первой ступени предьиущей регенерации и последующее пропускание раствора щелочи сначала через анионитный фильтр второй ступени, затем через анионитный фильтр первой ступени, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет увеличения обменной емкости ионитов, через анионитный фильтр второй ступени предварительно пропускают 1-2%-ный раствор серной кислоты и полученный отработанный регенерационный раствор анионитного фильтра второй ступени, содержащий соляную кислоту, пропускают через катионитные фильтры второй и первой ступеней, 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что через анионитные фильтры второй и первой ступеней с S последовательно пропускают 6-12%-ный раствор щелочи, 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный отработанный регенерационный раствор анионитного фильтра второй ступени, содержащий соляную кислоту, пропускают через катионитный фильтр второй ступени прямотоком, а через катионитный фильтр первой ступени противотоком.