Способ регенерации Н-катионитовых фильтров систем водоподготовки Советский патент 1990 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/00 C02F103/34 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности на химводо- подготовках ТЭС, котельных энерго- и химпредприятий и может быть использовано для регенерации Н-кати- онитовых фильтров.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью электрического разряда в плазмотроне нагревают подаваемый в него воздух и полученную низкотемпературную плазму направляют в реакционную камеру вместе с дополнительным холодным воздухом, где синтезируют окислы азота из воздуха. Образовавшийся нитрозный газ быстр охлаждают впрыскиванием воды в закалочной камере и полученную смесь направляют для дальнейиего охлаждения в частичной абсорбции окислов водой в холодильник-конденсатор, откуда двухфазную газ о-жидкостную смесь плазмохимических окислов азота и азотной кислоты подают на регенерацию катионита в катионитовый фильтр. При движении этой смеси че- реЪ зерна катионита возрастает межфазная поверхность и значительная часть плазмохимических окислов азота образует в результате абсорбции дополнительное количество азотной кислоты. Водородные ионы этой кислоты вместе с водородными ионами жидкой фазы двухфазного регенерирующего раствора активно замещают ионы кальция и магния, захваченные катионитом в процессе обработки исходной воды. Этому способствует и микровибрация зерен катионита под действием движущихся через загрузку пузырьков газовой фазы

2

О5 Јь СО

регенерирующего раствора. Обменная реакция ионов приводит к образованию нитратов кальция и магния. Раствор этих нитратов вместе с непрореагировавшим газом и азотной кислотой направляют в реактор удобрений, где осуществляют дополнительную абсорбцию окислов азота.

Пример 1. Исходную воду, со- держэщую 28,6 мг/л ионов кальция и 8,5 мг/л ионов магния, пропускают в течение 12 ч с расходом 112,5 м /ч через Н-катионитовый фильтр объемом 7 мэ с катионитом КУ-2-8. Отключают фильтр от линии исходной воды и раствором жидких азотных удобрений вытесняют оставшуюся в нем воду и рыхлят катионит в течение 15 мин при линейной скорости 20 м/ч, с последующим возвратом раствора в реактор удобрений. Регенерацию катионита осуществляют в течение 10 ч с линейной скоростью по жидкой фазе 10 м/ч. Двухфазную газо-жидкостную смесь плазмо- химических окислов азота и азотной кислоты вырабатывают на непрерывно действующей плазмохимической установке мощностью 190 кВт, производящей 346 м5/ч плазмохимических окислов азота 1% концентрации и 37,8 кг/ч азотной кислоты 20% концентрации. 134 кВт вложенной мощности утилизируют путем нагрева в холодильнике- конденсаторе умягченной воды перед подачей ее потребителю. 343 м /ч отработанной газовой фазы регенерата с концентрацией окислов 0,15% из катионитового фильтра направляют в реактор удобрений для абсорбции окислов азота и после очистки 342,5 м /ч отработанного газа выбрасывают в атмосферу. Из реактора удобрений отводят потребителю 61,4 кг/ч жидких азотных удобрений с концентрацией питательного вещества (азота) 3,7%.

По окончании регенерации отключаю катионитовый фильтр от трубопровода подачи регенерирующего раствора и отмывочной водой вытесняют регенерат в реактор удобрений. После промывки катионитовый фильтр готов к приему исходной воды для ее умягчения.

0

5

0

5

0

5

0

Пример 2. Двухфазную смесь, , содержащую 130 вес.ч. 20%-ной азотной кислоты и 35 вес.ч. плазмохимических окислов азота 1%-ной концентрации подают на регенерацию катионита КУ-2 объемом 7 м в течение 12 ч с расходом по 100%-ной азотной кислоте 13,75 кг/ч. В результате регенерации получают 1100 кг жидких азотных удобрений с концентрацией питательного вещества (азота) 3,7%.

Регенерирующий раствор представляет собой сложную газожидкостную систему, в которую входят активные, с точки зрения процесса регенерации катионитовых фильтров, элементы: азотная и азотистые кислоты, растворенные в жидкой фазе окислы азота и кислород, газообразные оксид и диоксид азота, кислород. Химическая активность этих элементов направлена на восстановление расходуемых при регенерации .катионитао ионов водорода, т.е. регенерирующий раствор обладает свойством самоподдержания концентрации замещающих ионов водорода на оптимальном уровне за счет вовлечения в реакцию плазмохимических окислов азота, исходная концентрация которых регулируется режимом работы плазмотрона.

Способ позволяет повысить экономичность процесса водоподготовки за счет получения на месте регенерирующего раствора и за счет получения дополнительного товарного продукта - жидких азотных удобрений.

Формула изобретения

Способ регенерации Н-катионитовых фильтров систем водоподготовки, включающий взрыхление, отмывку и обработку фильтров раствором азотной кислоты с последующим получением товарного продукта - жидких азотных удобрений, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, раствор азотной кислоты используют в виде двухфазной газожидкостной смеси, причем в качестве газовой фазы применяют плазмохимические окислы азота.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности для химводоподготовок ТЭС, котельных энерго- и химпредприятий, и может быть использовано для регенерации Н-катионитовых фильтров с целью повышения эффективности процесса. Регенерацию Н-катионитовых фильтров осуществляют раствором азотной кислоты в виде двухфазной газожидкостной смеси, причем в качестве газовой фазы используют плазмохимические окислы азота. При регенерации осуществляется одновременно процесс абсорбции диоксида азота водой с образованием азотной и азотистой кислот в процесс замещения ионов кальция и магния ионами водорода азотной и азотистой кислоты.