Способ регенерации N @ -катионитного фильтра Советский патент 1990 года по МПК B01J49/00 

Изобретение относится к способам peie нерации ионообменных материачов восста новленным раствором соли и может быть использовано в теплоэнергетике химиче. юой и целлюлозно бумажной промышленное ти при регенерации натрий катионитных фильтров водоподготовительных установок исчерпавших свою емкость в режиме мяг чения воды

Целью изобретения явтяется повышение степени регенерации ионита и уменьшение Сгзпени загрязнения окружающей среды

Способ регенерации Na катионита вк по чает его взрыхление, пропускание раствора поваренной соли с последующей отмывкой восстановлением отработанного раствора со ли и его возвратом на регенерацию элект родиализ отмывочной воды с полччением дилюата, при этом вфыхтсьие ос шествтяют

в три стадии сначаы раствором сот при скорости 3 1 м ч to вытеснения из ионита умягченной вот.ы затем повторно раствором соли причем скорость при повторном взрых пении превышает перыонача ьную в 2- 5 раз, посте чего взрыхтение проводят вытеснен ной и ионита частично умягченной воюй а отмывк ионита хитюатом Взрых ление ионита вытесненной из него частич но чмягченнои во той проводят со скоростью 5 Км/ч Отработанные на 1 и 2 стадиях взрыхления растворы LO ж погают на вое становтение и талее исгкмьзуют ия сов мешенной стадии взрых тениярегене

рации

При проведение ре1 нерапии а кагиони та по пре ьтагаемому способу взвешенные вещества удатяемые из за ру зки потно стью попа ыют в наибо iee концентриро

СП

со ел

о

N3

G3

ванную часть отработанного регенерационно- го раствора, который в дальнейшем обрабатывается известью и содой и затем удаляется совместно с выделенным при обработке осадком карбоната кальция и гидрокси- да магния, что ведет к предотвращению загрязнения окружающей среды взвешенными веществами Взрыхление раствором соли (peiенерационным раствором) в два этапа приводит к увеличению степени регенерации

татов с данными по способу-прототипу, представлены в таблице.

Из сравнения результатов следует, что осуществление процесса регенерации по предлагаемому способу обеспечивает вынос взвешенных веществ в объем ОРР, дает возможность поддерживать в данных условиях концентрацию солей в отмывочной воде 5,3-5,5 г/л за счет невысокой степени разбавления ОРР - 6,4-11,2% и рабочую

ионита При этом стадия регенерация сов- ю обменную емкость ЕР 230-240 г-экв/м3.

мещена со ззрыхлением ионита раствором соли Кроме того, создаются оптимальные условия для работы электродиализной установки, а также значительно уменьшается

Кроме того, степень регенерации ионита по прототипу составляет 83%, в предлагаемом способе при м/ч степень регенерации составляет 92%, при м/ч -

разбавление отработанного регенерационно-96%, но при этом происходит увеличение

го раствора что способствует уменьшениюобщего времени регенерации: при Уз 14 м/ч

концентрации солей в водах, подвергаемыхи при м/ч степень регенерации соэлектродиали п и снижению энергозатрат наставляет 88%, однако в последнем случае

электродиа.нн Последующее взрыхление вы- происходит активный вынос загрузки. тесненной us ионита водой дает возмож-Следовательно, наиболее оптимальной

ность вытеснения из фильтра наиболее 20 величиной является скорость пропускания

умягченной воды при взрыхлении ионита на III стадии в пределах 5-14 м/ч.

На первом этапе взрыхления катионита раствором соли происходит полное удаление из фильтра частично умягченной воды. По мере вытеснения воды начинается процесс регенерации катионита с одновременным образованием отработанного регенера- ционного раствора. Скорость первого этапа взрыхления подобрана таким образом, чтоконцентрированной части отработанного регенерационного раствора, содержащей вшешенные вещества в реактор ио время проведения первого этапа отмывки, что способствует предотвращению загрязнения окружающей среды

25

Пример

Исходную воду жесткостью 3- 4 мг-экв/л пропускают через натрий-катионитный

фильтр диаметром 2,0 м, загруженный 3Q бы из катионита в частично умягченную сульфоуглем на высоту 2,0 м После ис-воду не происходило попадание механикмцения зафузки натрий-катионитного филь- ческих включений и продуктов разрушения

катионита При скорости взрыхления ионита на первой стадии меньше 3 м/ч происходит увеличение общего времени на протра осуществляют его взрыхление сначала раствором NaCl концентрацией 3% со скоростью NI, равной 3 -4 м/ч до полного

вытеснения мягченной воды из фильтра. 35 цесс регенерации Na-катионитового фильтра, Воду в объеме 6,3 м , вытесненную из фильтра, собирают ь отдельную емкость Затем осуществляют повторное взрыхление фильтра тем же раствором поваренной соли, но со скоростью Nb в 2 5 раз больше первоначально степень регенерации фильтра при этом остается высокой - 96%

При высоких скоростях движения регенерационного раствора, на первом этапе

ной Отработанный раствор соли (ОРР), 40 взрыхления происходит его интенсивное смевытесняемый ш фильтра после этой операции, собирают в реактор После этого взрыхление проводят умягченной водой, собранной в емкости, со скоростью Vj, равной

шение с водой, заключенной в порах ионита, а также вынос взвешенных частиц в водяную подушку фильтра, что приводит к необходимости отбирать в реактор, помимо ОРР,

5- 14 м/ч Отработанный раствор соли, вы-воду водяной подушки фильтра, загрязнентесненный из фильтра после указанной операции, также подают в реактор Затем проводят отмывку фильтра сверху вниз ди- люагом и вытесняют его исходной водой в количестве 10 м Отмывочные воды подвергают электродиализу с получением рассола и дилюата, рассол направляют в реактор Затем в реактор добавляют стехио- метрические количества извести и соды. Iloi.it1 чмямюния отсгоенный освещенный раствор из реактора подают на взрыхление и регенерацию фильтра

Влияние параметров обработки Na-катио- нита на степень его регенерации, а также сравнительый анализ полученных резуль

ную взвешенными веществами В результате, для обеспечения сохранения постоянного объема восстановленного раствора соли последние порции ОРР смешивают с отмы- вочными водами, что приводит к значитель5Q ному ( в 2 раза) увеличению расхода электроэнергии на электродиализ В предлагаемом способе электродиализу подвергают отработанный регенерационный раствор, содержащий 16-18% соли (по прототипу этот раствор содержит 20-45% соли)

55 Первый этап взрыхления завершают после полного удаления воды из пор катионита и всего фильтра в целом. По завершении первого этапа над катионитом в фильтре

татов с данными по способу-прототипу, представлены в таблице.

Из сравнения результатов следует, что осуществление процесса регенерации по предлагаемому способу обеспечивает вынос взвешенных веществ в объем ОРР, дает возможность поддерживать в данных условиях концентрацию солей в отмывочной воде 5,3-5,5 г/л за счет невысокой степени разбавления ОРР - 6,4-11,2% и рабочую

обменную емкость ЕР 230-240 г-экв/м3.

Кроме того, степень регенерации ионита по прототипу составляет 83%, в предлагаемом способе при м/ч степень регенерации составляет 92%, при м/ч -

96%, но при этом происходит увеличение

цесс регенерации Na-катионитового фильтра,

но степень регенерации фильтра при этом остается высокой - 96%

При высоких скоростях движения регенерационного раствора, на первом этапе

взрыхления происходит его интенсивное смешение с водой, заключенной в порах ионита, а также вынос взвешенных частиц в водяную подушку фильтра, что приводит к необходимости отбирать в реактор, помимо ОРР,

ную взвешенными веществами В результате, для обеспечения сохранения постоянного объема восстановленного раствора соли последние порции ОРР смешивают с отмы- вочными водами, что приводит к значительQ ному ( в 2 раза) увеличению расхода электроэнергии на электродиализ В предлагаемом способе электродиализу подвергают отработанный регенерационный раствор, содержащий 16-18% соли (по прототипу этот раствор содержит 20-45% соли)

5 Первый этап взрыхления завершают после полного удаления воды из пор катионита и всего фильтра в целом. По завершении первого этапа над катионитом в фильтре

содержится только отработанный регенера- ционный раствор соли.

При повторном взрыхлении ионита раствором соли со скоростью, в 2-5 раз превы тающей первоначальную, продолжается процесс регенерации и начинается удаление ме- ханических включений и продуктов разрушения катионита. Поскольку в фильтре над катионитом содержи гея то IBKO отработанный регенерационный раствор соли, то все механические включения могут попасть только в последний. По завершении этой операции над кагионитсм сосредоточится неразбавленный отработанный ре-енерационный раствор соли, содержащий взвешенные вещества.

При скорости взрыхления на второй стадии меньше 3 м/ч происходит неполный вы- нос взвешенных веществ из загрузки фильтра, что со временем приводит к заработке загрузки фильтра, т е. к снижению ею обменной емкости, например, при скорости м/ч содержание взвешенных веществ в ОРР ( оставляет 5- 6 мг-л, при м/ч содержание взвешенных веществ в ОРР - 10--1I MI/л. Это показывает, что при сно рости взрыхления 7 м/ч часть взвешенных веществ отчается R sarp ке.

Последующее вфыч.нние катионита вытесненной из фильтра водой, ссд жащей 0,05- 0,10 MI экг;-л ео Н Н жесткости, предназначено для удаления без разбавления отработанного регенерационного раствора соли, содержащего взвешенные вещества, в реактор. Это обеспечивается тем, что вода прежде всего вытесняет ОРР из пор фильтра, не вступая в контакт с той его частью, в которой содержатся взвешенные вещества

Таким образом, предложенный способ позволяет сосредоточить все механические примеси в наиболее кон ценiрированной неразбавленной части отработанного регене- рационного раствора и за(ем удалить их в реакторе с осадком

Возврат дилюата в фильтр для ею отмыв- ки является существенным с точки зрения поставленной целиуменьшения зафязнения окружающей среды по следующим причинам. Количество солей в единицу времени, которое несет в споем составе дилюат, составляет QI- С , где Qi и С- - соответственно расход и концентрация солей в ди- люате Это количество значительно превышает содержащееся в исходной воде. Например, при содержании хлористого натрия в исходной Boat.1 60 г/м и в дилюаге

0

0

о

0

Q

5

500 T/MJ (меньшую концентрацию в дилю зте получать электродиализом экономически нецелесообразно) это превышение составляет 440 r/MJ. При количестве отмывочных вод 200 MJ/cyT они несут в своем составе 88 кг/сут избытка хлористого натрия. Утилизация дилюата известными путями, например, смешение с исходной водой, приводит к попаданию избытка в умягченную воду, а затем в окружающую среду с продувкой парового котла или потерями сетевой воды в случае водогрейных котлов. Указанному количеству отмывочных вод соответствует суточный расход хлористого натрия на ре генерацию 900 кг/сут. В известном способе около 10% соли, используемой для регенерации, попадает в окружающую среду с от- мывочными водами. В предложенном способе возврат дилюата на отмывку катионита позволяет этого избежать.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды, повысить степень регенерации ионита на 5-10% и уменьшить энергозатраты на процесс электроднализа в 2 раза.

Формула изобретения

1.Способ регенерации Na-катнонитного фильтра истощенного в режиме умягчения воды, включающий взрыхление ионита, пропускание раствора поваренной соли, отмыв- к ионита, восстановление отработанного раствора соли и его возврат на регенерацию, электродиализ отмывочной воды с получением дилюата, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации ионита и уменьшения степени загрязнения окружающей среды, взрыхление ионита осуществляют в три стадии: сначала раство ром соли при скорости 3-4 м/ч до вытеснения из истощенного ионита частично умягченной воды, затем раствором соли при скорости в 2-5 раз больше первоначальной и далее вытесненной из ионита на первой стадии взрыхления водой, при этом отмывку ионита ведут дилюатом.

2.Способ по п. 1, Отличающийся тем, что взрыхление ионита вытесненной из нею на первой стадии частично мягчен- ной водой ведут при скорости 5- 14 м/ч.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанные на первой и второй ста дия взрыхления растворы соли подают на восстановление.

Изобретение относится к способам регенерации ионообменного материла, исчерпавшего свою емкость, восстановленным раствором соли и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и целлюлозно-бумажной промышленности при регенерации натрий-катионитных фильтров водоподготовительных установок, работающих в режиме умягчения воды. Цель - повышение степени регенерации NA-катионита и уменьшение степени загрязнения окружающей среды. Способ регенерации NA-катионитного фильтра, истощенного в режиме умягчения воды, осуществляют путем взрыхления ионита в три стадии: сначала раствором поваренной соли при скорости 3-4 м/ч до вытеснения из истощенного ионита частично умягченной воды, затем раствором соли при скорости в 2 - 5 раз больше первоначальной и далее вытесненной из ионита на 1 стадии взрыхления водой при скорости 5 - 14 м/ч. Далее осуществляют восстановление отработанных на 1 и 2 стадиях взрыхления растворов соли и их возврат на взрыхление, отмывку ионита, электродиализ отмывочной воды с получением дилюата и его возвратом на отмывку ионита. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.