Способ обескислороживания воды Советский патент 1988 года по МПК C02F1/20 C02F103/02 

со

о

00 СП 1C

Изобретение относится к способам удаления растворенного кислорода из воды и может быть использовано в процессах водоподготовки в различных отраслях народного хозяйства, в частности в теплоэнергетике и водоснабжении.

Целью изобретения является снижение скорости процесса и снижение расхода катализатора.

Процесс обескислороживания осуществляют путем связывания кислорода сульфитом натрия в присутствии катализатора при рН 6,5-10,0,

В качестве катализатора используют дихлоро-бис-2,2 -дипиридилкобальт или дигистидинатокобальт, или диакво ,10-фенантролкн кобальта (II) нитрат, или дихлороди-1,10-фенантролинжелезо при соотношении к сульфиту натрия, равном 1:(1-100),

Использование в качестве катализаторов комплексов кобальта и железа с азотсодержащими лигандами основано на их свойстве образовывать комплексы с молекулярным кислородом (окси- генированные комплексы), активированный кислород которых способен окислять ионы сульфита до сульфата, в результате чего происходит обескислороживание воды. Процесс оксигена- ции - деоксигенации многократен. После 100 циклов катализаторы не теряют СВОИХ свойств,

Способ осуп;ествляют следующим образом.

Величину рН обрабатываемой воды устанавливают в диапазоне 6,5-10,0 и с помощью кислородомера КЛ-115 определяют концентрацию растворенного кислорода, В воду вносят навеску катализатора и после полного растворения добавляют сульфит натрия при соотношении его к катализатору (1- 100) :-1, Раствор перемешивают и измеряют oCTafo4Hoe содержание кислорода. Полное обескислороживание воды при 21 с щ)оисх,о.дит за 2 мин,

Оценку каталитической способности используемых катализаторов, осуществляют с помощью аппарата Варбур- га (тип Wq 0110/016) путем измерения начальных скоростей поглощения кислорода (WO) в реакции каталитического окисления сульфита натрия.

Значения WO для используемых катализаторов при следующих условиях зксперимента: концентрация катализа

0

5

5

0

0

5

0

45

0

5

тора по металлу С,; 2,0-Ю моль/л, концентрация сульфита натрия 5,0-10 моль/г, соотношение катализатор: сульфит 1:2,5; рН 6,86, t 19,, приведены ниже, -10 моль/ /Л с: дихлоро-бис-2,2 -дипиридилкобальт 2,2; дигистидинатокобальт 2,3; диакводи-1,10-фенантролин кобальт (II) нитрат 2,9; дихлороди-1,10-фе- нантролинжелезо 2,7,

Пример 1, Стеклянную коническую колбу объемом 1 л, снабженную магнитной мешалкой, полностью заполняют водой с рН 6,5 и с помощь кислородомера КЛ-115 определяют концентрацию растворенного в воде кислорода, С 5 4,1 мг/л. Вводят навеску катализатора - диакводи-1,10-фенантролин кобальта (II) нитрата в количестве 155 мг. После полного растворения катализатора добавляют 34 мг . сульфита натрия. Раствор перемешивают в течение 30 с, после чего из - меряют остаточную концентрацию растворенного в воде кислорода.

Полное обескислороживание воды происходит за 2 мин. Процесс проводят при . Соотношение внесенных реагентов, катализатор:сульфат натрия, составляет 1:1,

П р и м е р 2, Стеклянную коническую колбу объемом 1 л, снабженную магнитной мешалкой, полностью заполняют водой при рН 8, Концентрация растворенного кислорода составляет 8,4 мг/л. Вводят катализатор дигистидинатокобальт в количестве 21 мг, После полного растворения катализатора в раствор вносят сульфит натрия в количестве 69 мг. Раствор переме- шивают в течение 30 с. При соотноше- НИИ катализатора и сульфита натрия 1:10 полное обескилороживание при происходит менее чем за 2 мин.

Пример 3, Стеклянную коническую колбу объемом 1 л, снабженную магнитной мешалкой, полностью заполняют водой при рН 10 и с помощью кислородомера КЛ-115 определяют концентрацию растворенного в воде кислорода, которая сортавляет 45,2 мг/л. Добавляют навеску катализатора - дихлоро-бис-2,2 -дипиридилкобальта в количестве 115 мг. После .полного растворения катализатора в раствор вносят сульфит натрия в количества

378 мг. Раствор перемешивают в течение 30 с, после чего измеряют концентрацию растворенного в воде кислорода .

Полное обескислороживание воды при соотношении катализатора и сульфита натрия 1:100 и температуре 21 С происходит за 2 мин.

П р и м е р А. Стеклянную коническую колбу емкостью 1 л, снабженную магнитной мешалкой, полностью заполняют водой при рН 6,5 и с помощью кислородомера КЛ-115 определяют концентрацию растворенного в воде кислорода, которая составляет 7,4 мг/л. Добавляют навеску катализатора - дихлороди-1,10-фенантролин- железо в количестве 6 мг. После полного растворения катализатора вносят в раствор навеску сульфита натрия 125 мг. Раствор перемешивают в течение 30 с и измеряют концентрацию растворенного в воде кислорода.

Время полного обескислороживания при соотношении катализатора-и сульфита натрия 1:100 и температуре 21°С составляет 2 мин.

В таблице представлены данные по расходу катализатора и времени процесса обескислороживание воды с использованием предложенных и известны катализаторов.

При значении ,5 снижается . содержание активной формы Тсатализато ра, при рН 10,0 катализатор подвер

гнется окислению, в результате чего снижается эффективнсоть процесса обескислороживания.

Интервал предлагаемого соотношения катализатора и сульфита натрия определяется способностью катализатора образовывать двухъядерную ок- сигенированную форму и его способ- . ностью к стократному присоединению и отщеплению кислорода. Формула изобретения

1.Способ обескислороживания воды, включающий обработку восстановителем в присутствии катализатора - комплексного соединения Зd-пepexoднo- го металла с азотсодержащим лиган- дом - в щелочной среде, о т л и ч а-

ю щ и и с я тем, что, с целью повышения скорости процесса и снижения расхода катализатора, в качестве восстановителя используют сульфит натрия, а в качестве катализатора -

дихлоро-бис-2,2 -дипиридилкобальт

или дигистидинатокобальт, или диакво- ди-1,lb-фенантролин кобальта (II) нитрат, или дихлороди-1,10-фенантро- лиижелезо,

2.Способ по п. 1,отлича- .

35

ю щ и и с я тем, что обработку осуществляют при рН 6,5-10,0,

3. Способ попп. 1и2, отли- ,чающий ся тем, что сульфит натрия и катализатор используют при соотношении (1-100):1,

Изобретение относится к способам удаления растворенного кислорода из воды, может быть использовано . в процессах водоподготовки и позволяет повысить скорость процесса и снизить расход катализатора. Кислород удаляют путем связывания его сульфитом натрия в присутствии катализатора при рН 6,5-10,0. В качестве катализатора используют дихлоро-бис-2,2 -дипиридилкобальт или дигистидинато- кобальт, или диакводи-1,10-фенантро- лин кобальта (II) нитрат, или дихло- роди-1,10-фенантролинжелезо при соотношении с сульфитом натрия 1:(1- . Затем в стеклянную коническую колбу, емкостью 1 л, снабженную магнитной мешалкой, полностью заполняют водой при рН 8,0. С помощью, кис- лородомера КЛ-115 определяют концентрацию растворенного в воде кислорода, которая составляет 8,4 мг/л. Вводят катализатор - дигист.идинато- кобальт в количестве 21 мг. После полного растворения катализатора в раствор вносят сульфит натрия в количестве 69 мг. Раствор перемешивают 30 с. Полное обескислороживание воды при температуре 21 С происходит менее чем за 2 мин. Способ позволяет в 5 раз ускорить процесс обескислороживания и снизить расход катализатора. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. $ (Л

Лиакводи-1,10-фенантролин кобальта (II) нитрат

Дигистидинатокобальт

Дихлоро-бис-2,2 -дипиридилкобальт

Дихлоро-ди-1,10-фенантро- линжелезо

7,0 8,0

10,0 6,5

3:1 10:1

100:1 100:1

2 2

В известном способе используют соотношение гидразин:катализатор.

Продолжение таблицы