Способ регенерации водород-катионитного фильтра первой ступени химобессоливания воды Советский патент 1991 года по МПК B01J49/00 

Изобретение относится к технике очистки воды ионитами и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургической, химической и электротехнической промышленности.

Цель изобретения - увеличение рабочей обменной емкости катионитов, загруженных в водород-катионитные фильтры первой ступени очистки воды при близких к стехиометрическим количествам серной кислоты и удешевление процесса обессоливания.

Способ регенерации водород-катионит-. ного фильтра первой ступени химобессоли- вания воды включает подачу раствора серной кислоты в основной корпус двухпоточно - сверху и снизу, отвод отработанного

регенерационного раствора через среднюю дренажную систему, установленную в слое катионита основного корпуса, и подачу его в предвключенный корпус катионитного фильтра через анионитныи фильтр, загруженный высокоосновным анионитом типа АВ-17-8 и включенный между предвключен- ным и основным корпусами катионитного фильтра в стадии обработки, через который пропускается 40-80% обьемэ обрабатываемой воды

На чертеже показана технология осуществления способа.

На стадии обработки исходную воду 1 пропускают через предвключенный корпус водород-катионитного фильтра 2 первой ступени в направлении соерху вниз. Потом

о VJ

CJ

ю о

VJ

часть фильтрата (40-80%) пропускается через анионитный фильтр 3 в направлении сверху вниз, смешивается с остальной частью (60-20%) и подается в основной корпус водород-катионитного фильтра 4 в направлении сверху вниз. Далее фильтрат 5 с целью обессолиоания подвергается необходимой обработке. Часть воды, пропускаемой через фильтр 3, определяется тем условием, что в момент отключения катио- нитного фильтра на регенерацию анионит АВ-17-8, загруженный в фильтр 3, полностью истощен по сульфат-иону, т.е. он находится в5042 -форме. При этом снижается сумма анионов сильных кислот в воде, поступающей в основной корпус, и увеличивается значение относительной щелочности в нем. В результате за счет предотвращения преждевременного проскока ионов натрия, остающихся после регенерации в слоях ка- тионита, находящегося вокруг средней дренажной системы, и уменьшения высоты работающего (защитного) слоя катионита повышается рабочая обменная емкость катионита, загруженного в основной корпус.

На стадии регенерации регенерацион- ный раствор серной кислоты 6 в стехиомет- рическом количестве подается в основной корпус 4 двумя потоками - сверху и снизу, отводится через дренажную систему, установленную в середине слоя катионита, и пропускается последовательно сначала через анионитный фильтр 3, а потом через предвключенный корпус катионитного фильтра 2 в направлении сверху вниз. Отмывка от продуктов регенерации производится по этой же схеме. При этом сначала происходит сорбция кислоты анионитом АВ-17-8 из отработавшего раствора основного корпуса и до появления кислотности на выходе фильтра 3 раствор, поступающий на предвключенный корпус, содержит только сульфат натрия.

Присутствие в отработанном растворе катионитов только ионов натрия и водорода обусловлено нахождением катионитов перед регенерацией кислотой в натрий-форме, достигаемым либо подачей на химобессоливание глубокоумягченной воды, приготовленной или Н-катионировани- ем, либо предварительной регенерацией катионитов растворами натриевых солей.

На стадии отмывки происходит десорбция поглощенной кислоты из анионитного фильтра 3 и в предвключенный корпус поступает раствор серной кислоты, имеющий низкое содержание ионов натрия.

Таким образом, за счет поступления в предвключенный корпус раствора кислоты, имеющего более высокое значение отношений H/(H+Na) по сравнению со способом без применения анионитного фильтра, повышается эффективность регенерации катионита, загруженнго в нем. В результате

повышается обменная емкость катионита, загруженного как в предвключенный корпус (за счет поступления более чистого раствора кислоты), так и в основной корпус (за счет более глубокого истощения на стадии обра0 ботки). Это обуславливает повышение удельного расхода кислоты на основной корпус при сохранении общего расхода кислоты на регенерацию катионитного фильтра, близким к стехиометрическому, что

5 позволяет получить фильтрат более высокого качества.

Через анионитный фильтр в зависимости от суммы анионов и соотношения хлор- и сульфат-ионов в обрабатываемой воде

0 пропускается 40- 80% обьема воды, обработанной за фильтроцикл, с тем условием, что в момент отключения Н-катионитного фильтра на регенерацию анионит АВ-17-8 находился полностью в сульфат-форме, а не

5 а- форме.

Возможен также пропуск всего количества воды через анионитный фильтр или в самом начале фильтроцикла, или при снижении кислотности фильтрата предключенно0 го корпуса.

Регенерационный раствор на основной корпус подается двухпоточно - сверху и снизу. Количество кислоты, пропускаемой сверху и снизу, соответствует обьему катио5 нита, находящегося над и под средней дренажной системой.

Дьухпоточная подача серной кислоты на основной корпус обеспечивает работу слоя катионита, находящегося под средней

0 дренажной системой, в противоточном режиме, что способствует получению фильтрата высокого качества, так как в последней фазе стадии обработки вода соприкасается с хорошо отрегенерированными слоями ка5 тионита. Поэтому регенерационный раствор серной кислоты готовится на воде, не имеющей противоионы (ионы жесткости, натрия), т.е. на Н-катионированной воде. В связи с отсутствием опасности загип0 сования катионита концентрация регенера- ционного раствора серной кислоты принимается 4-6%, что позволяет снизить расход воды на собственные нужды (на приготовление регенерационного раствора).

5 После окончания регенерации катио- нитных фильтров производится регенерация анионитного фильтра раствором едкого натра. Рабочая обменная емкость высокоосновного анионита АВ-17-8 по гидроксил- иону с увеличением концентрации и

удельного расхода едкого натра увеличивается. Оптимальная концентрация едкого натра и удельный расход его состааляет и 1,5 r-экв/г-экв. Избыток щелочи используется для регенерации анион итного фильтра первой ступени химобессоливания воды. Возможно также проведение совместной регенерации анионитного фильтра с анио- нитными фильтрами первой, второй или обеих ступеней химобессоливания воды.

П р и м е р. На химобессоливающую установку подается вода с ионным составом, мг-экв/л: Na+6,1; ,1; ,0; СП.О.

Основной корпус 4 катионитного фильтра загружен катионитом КУ-2-8, анионит- ный фильтр 3 - анионитом АВ-17-8.

Возможны два варианта загружения предвключенного корпуса катионитнго фильтра:

Iпредвключенный корпс катионитного фильтра 2 загружен катионитом КУ-2-8, соотношение обьемов ионитов в фильтрах 2, 3 и 4 составляло 1:0,85:1;

IIпредвключенный корпус катионитного фильтра 2 загружен сульфоуглем, соотношение обьемов ионитов в фильтрах 2. 3 и 4 составляло 1,3:0,85:1.

Указанные соотношения обьемов ионитов были выбраны с учетом допустимых высот загрузки различных иохнитов в промышленных установках при одинаковых

диаметрах фильтров. Через анионитный фильтр 3 пропускали 60% обрабатываемой воды. Отключение фильтров на регенерацию производили при снижении кислотности фильтрата основного корпуса 4 на 1,0 мг-экв/л.

Технологические показатели процесса катионирования по известным и предлагаемым способам сведены а таблице.

10

Формула изобретения Способ регенерации водород-катионит- ного фильтра первой ступени химобессоливания воды, включающий подачу раствора

серной кислоты в основной корпус двухпо- точно - сверху и снизу, отвод его через среднюю дренажную систему и пропуск через предвключенный корпус в направлении сверху вниз при нахождении катионитов,

загруженных в оба корпуса, в натриевой форме, отличающийся тем, что, с целью повышения рабочей обменной емкости катионитов и удешевления процесса, между предвключенным и основным корпусами катионитного фильтра включают анионитный фильтр, загруженный сильнооснсвным анионитом, и через него пропускают 40-80% объема воды и весь обьем отработанного раствора серной кислоты и отмывочной воды основного корпуса перед подачей их в предвключенный корпус в стадии регенерации катионитного фильтра.

-Д

Изобретение относится к технике очистки воды ионитами, в частности к способам регенерации водород-катионитного фильтра первой ступени и химобессоливающей установки и позволяет увеличить рабочую обменную емкость катионитов и степень очистки воды при близких к стехиометрическим количествам расходах серной кислоты, а также удешевить процесс. При регенерации Н-катионитного фильтра осуществляют подачу раствора кислоты в основной корпус двухпоточно- сверху и снизу, отвод отработанного регенерационного раствора через среднюю дренажную систему и подачу его в предвключенный корпус катионитного фильтра через анионитный фильтр, загруженный высокоосновным анионитом типа АВ - 17 - 8. При этом через анионитный фильтр пропускают 40 - 80% объема обрабатываемой воды на стадии обработки и весь объем отработанного кислого регенерационного раствора основного корпуса катионитного фильтра перед подачей его в предвключенный корпус. 1 ил., 1 табл.