Способ регенерации N @ -катионитных фильтров Советский патент 1992 года по МПК C02F1/42 

Изобретение относится к теплоэнергетике, металлургической, химической и другим отраслям промышленности, а именно к водоподготовке ионитами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому реше- нию является способ регенерации Na-катионитных фильтров с использованием в качестве реагента сульфата натрия. При этом после регенерации в стоках образуется дигидрид гипса CASO r2H20.

Недостатком способа является осаждение гипса в слое катионита, что приводит к гипсованию и, следовательно, нарушению гидродинамики фильтрующего слоя, при этом ухудшается качество фильтрата и снижается обменная емкость поглощения катионита.

Цель изобретения - повышение степени регенерации катионита за счет предотвращения отложения в нем сульфата кальция и удешевление процесса регенерации,

Повышение степени регенерации достигается тем, что при способе регенерации

Na-катионитных фильтров, включающем пропускание через слой кзтионита сульфата натрия, дополнительно в регенерационный раствор добавляют 0,15-0,40 мас.% жирных кислот (в пересчете 2-6% от массы основного реагента сульфата натрия).

Удешевление способа достигается тем, что в качестве реагента используют сульфат натрия, получаемый при производстве синтетических жирных кислот.

Введение в регенерационный раствор 0,15-0,40 мас.% жирных кислот оказывает пептизирующее воздействие на гипс, образующийся в регенерационном растворе, и увеличивает индукционный период кристаллизации гипса.

Для определения кинетики кристаллизации гипса в отработанных регенерзцион- ных растворах проводились опыты по определениюдисперсности кристаллов гипса; в регенерационном растворе, приготовленном на техническом сульфате натрия, рН 7,6; в регенерационном растворе, приготовсл

XJ

со

пенном на сульфате натрия, полученном при производстве жирных кислот, рН 7,5.

В табл,1 приведены усредненные данные исследования кинетики кристаллизации гипса из отработанного регенера- ционного раствора, приготовленного на техническом сульфате натрия.

В табл.2 приведены усредненные данные исследования кинетики кристаллизации гипса из отработанного регенера- ционного раствора, приготовленного на сульфате натрия, полученном при производстве жирных кислот (содержащем 2-6% жирных кислот).

Сопоставление данных, приведенных в табл.1 и 2, показывает, что в случае применения в качестве реагента для регенерации катионита сульфата натрия, полученного при производстве жирных кислот, интенсивно замедляется процесс кристаллиза- ции. Это объясняется наличием в сульфате натрия примесей жирных кислот и их солей, оказывающих пептизирующее воздействие на отработанный регенерационный раствор.

Из табл.2 следует, что замедление кристаллизации гипса длится более 60 мин, этого времени достаточно для регенерации катионитного фильтра.

Для определения оптимальных концен- траций жирных кислот были проведены исследования кинетики кристаллизации гипса из отработанного регенерационного раствора, приготовленного на техническом сульфате натрия, в который добавляли жир- ные кислоты.

В табл.3 приведены усредненные данные по содержанию различных групп гипса, измеренных в растворе после 60 мин перемешивания механической мешалкой, в зависимости от концентрации добавки жирных кислот в регенерациоином растворе, в скобках указаны значения в пересчете на массу основного реагента.

Из приведенных данных следует, что достаточное пептизирующее воздействие на гипс в отработанном регенерационном растворе оказывает присадка жирных кислот в количестве от 0,15 до 0,4%.

Увеличение присадки жирных кислот более 0,4% нецелесообразно, так как влияние на кинетику кристаллизации дальнейшее увеличение концентрации не оказывает, а ведет к перерасходу реагентов.

Проводились эксперименты по регене- рации Na-катионитных фильтров техническим сульфатом натрия, полученным при производстве синтетических жирных кислот (содержащим 3-5,5% жирных кислот), и техническим сульфатом натрия с присадкой

5% жирных кислот. Опыты проводились на стендовых фильтрах, представляющих собой колонки-058 мм, загруженных катиони- том КУ-2-8, объемом 1 л. Фильтр работает в режиме прямотока со скоростью пропуска воды при работе в цикле умягчения 20 м/ч, скорость пропуска регенеранта 8-10 м/ч. На фильтрах обрабатывалась вода, прошедшая через осветлитель и механические фильтры.

Химический состав исходной воды: Жобщ 2,4 мг-экв/л; ЖСа2+ 1,3 мг-экв/л; ЖМд 1,1 мг-экв/л; Щмет 1,6 шт.экв/л; CI- 4,15 шт.экв/л; SCM2 2,35 шт.экв/л,

В первой серии опытов катионит регенерировался 5-6%-ным раствором сульфата натрия техническим. Регенерационный раствор собирался, к нему добавлялся раствор извести в количестве, эквивалентном содержанию в растворе солей магния, и после осветления.раствора (осаждение CaSO/ix2HaO, M(OH)a) в него добавлялся свежий сульфат натрия.

Согласно полученным усредненным результатам емкость поглощения катионита при регенерации катионита техническим сульфатом натрия составила 961 г-экв/м3, при этом средняя жесткость фильтрата составила 52 мкг-экв/л. Удельный расход свежего раствора сульфата натрия находится в пределах 1.1 r-экв/экв-г, среднее значение 1,1 r-экв/г-экв при общем удельном расходе 2,8 г-экв/г-экв. Удельная выработка воды составила 220 м /м ионита. Средний расход сульфата натрия на обработку воды составляет 8,2 г-зкв/м .

Следующая серия опытов проводилась на той же исходной воде, режимах и на аналогичных фильтрах, однако в качестве реагента для регенерации катионита использовался 5-6%-ный сульфат натрия, получаемый из сульфатных вод производства синтетических жирных кислот.

Химический состав указанного отхода производства следующий: массовая доля нерастворимого в воде осадка, не более % 0,5; массовая доля сернокислого натрия, не менее % 88-91; массовая доля хлоридов в пересчете на хлористый натрий, не более % 1,6-2,0; массовая доля карбоната натрия, не более % 3,0; массовая доля воды, не более % 1,0; жирные кислоты, не более % 3,0-5,5.

Жирные кислоты представляют собой смесь уксусной, масляной, валериановой и капроновой кислот и их солей.

Заключительная серия опытов проводилась на аналогичных фильтрах, регенерируемых 5-6%-ным раствором сульфата натрия техническим (ОСТ 6-18-331-7.4) с присадкой 0,34% синтетических жирных кислот.

В табл.4 приведены результаты серии опытов.

Из данных, приведенных в табл.4, следует, что емкость поглощения катионита в случае применения сульфата натрия с присадкой жирных кислот возрастает и влечет за собой рост удельной выработки воды в среднем на 13%. Это происходит за счет отсутствия гипсования в слое катионита. Кроме того, на 8-26% снижается расход воды на собственные нужды (на отмывку и взрыхливание катионита).

Предлагаемый способ в сравнении с известными позволяет повысить степень регенерации Na-катионитных фильтров, уменьшить расход воды на отмывку и взрыхление катионита, что приводит к повышению эффективности работы фильтров и снижению стоимости процесса регенерации. Формул а из о бретени я

1.Способ регенерации Na-катионитных фильтров, включающий пропускание через

слой катионита реагента-раствора сульфата натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации катионита за счет предотвращения отложения в нем сульфата кальция, в раствор сульфата натрия вводят 0,15-0,40 мас.% жирных кислот.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью удешевления способа, в

качестве реагента используют сульфат натрия - отход производства синтетических жирных кислот.

Таблица 1

Изобретение относится к водоподготов- ке ионитами, в частности к регенерации ка- тионита, и позволяет повысить степень регенерации катионита путем предотвращения отложения в нем сульфата кальция и удешевить процесс регенерации. Способ регенерации Na-катионитных фильтров включает пропускание через слой катионита сульфата натрия, содержащего жирные кислоты 0,15-0,4%. В качестве реагента используют сульфат натрия, получаемый при производстве синтетических жирных кислот. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

.

2,7622052

2,78.2W52

2,

Таблица 3

Таблица 0, 0,032

0,032 1-