Способ умягчения воды Советский патент 1992 года по МПК C02F1/42 

Изобретение относится к способам умягчения воды и может быть использовано а водоподготовке для питания энергетических установок и котлов малой и средней мощности, имеющих ионообменные фильтры катионировзния воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является способ умягчения воды, включающий ее пропускание через катионитовый фильтр, регенерацию последнего раствором хлорида калия и обработку отработанного регенерационного раствора вместе с продувочными водами, предварительно карбонизированными дымовыми газами для осаждения и отделения солей жесткости.

К недостаткам этого способа относятся: неполное осаждение солей жесткости и сульфат-ионов из регенерационных растворов, что ограничивает возможность многоциклового использования последних в качестве оборотного реагента при регенерации катиокитовых фильтров и приводит к

загрязнению окружающей среды при использовании этих растворов в качестве удобрений; только частичное использование дымовых газов (их тепла).

Цель изобретения - создание бессточной технологии за счет организации замкнутойсистемыиспользованиятехнологических растворов и воды.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве солевого раствора для регенерации используют смесь отработанного регенерационного раствора, части отмывочных вод, продувочных вод котлов после ее упаривания до исходной концентрации по ионам натрия в аппаратах погружного горения за счет тепла дымовых газов от котлов, обработки каустической содой при рН 11,5 и t 80° С для выделения солей жесткости и сульфат ионов и подкисления полученного раствора до рН 5 пропусканием дымовых газов и добавлением соляной кислоты.

На чертеже приведена схема осуществления способа.

сл

ч о

о, со

&ь

,(

Схема содержит катионитовый фильтр 1, линии для подачи исходной воды 2 и отвода умягченной воды 3 для питания котлов, линии для подачи отработанного регенера- ционного раствора 4, неконцентрированной части регенерационных растворов и отмывочных вод 5 и линии 6 для концентрированных частей отмывочных вод и регене- рационного раствора, линию 7 подачи продувоЧТГых котловых вод в смеситель 8, линию 9 дли подщелачивания упариваемого регенерацией H brd pacTBopa и 10 для пере- качивания последнего в аппарат погружно- го горения 11, линии 12 подачи дымовых газов в аппарат и 13 для подкисления реге- нерационного раствора в усредненной емкости 14, линии 15 подачи суспензии со шламом на пресс-фильтр 16, линии 17 для отвода фильтрата регенерационного раствора и линии 18 для выгрузки шлама.

Пример. Через катионитовый фильтр 1 пропускают исходную жесткую воду 2. Процесс умягчения воды протекает по реакции:

R

2R-Na+Ca(HCOs)

R

/

Са + 2№НСОз

После насыщения катионита ионами жесткости по линии 4 подают 10%-ный раствор хлористого натрия в течение 25-30 мин. Процесс регенерации протекает по реакции:

R

Са + 2NaC - 2R-Na + CaCl2

R

Сгоки процесса регенерации и отмы- вочные воды разделяют на части, одну четверть которых по линии 6, содержащую наибольшие концентрации солей жесткости CaCl2 и MgCl2, направляют в смеситель 8, в который в определенном соотношении подают продувочную воду от котлов 7 и едкий натр для доведения кислотности смеси до рН 12. Оставшиеся малоконцентрированные по солям жесткости три четверти регенерационного раствора и отмывочных вод 5 смешивают с отработанным регенерацион- ным раствором 17 и подают на регенерацию катионитового фильтра по линии 4. Подготовленный для упаривания смешанный раствор по линии 10 поступает в аппарат погружного горения 11, в котором происходит одновременно процесс упаривания и концентрирования солей жесткости.

Источником углекислого газа для упаривания и карбонизации служат отработанные дымовые газы производственных процессов 12. В аппарате 11 протекают следующие реакции:

2NaOH + C02 - №2СОз + Н20 СаС12 + №2СОз - СаСОз + 2№С1 СаС12 + 2№НСОз Са(НСОз)2 + 2№С1

MgCl2 + 2NaOH (ОН)2 + 2№CI CaCl2 + Na2SCM - Са5См +2№CI Реакции протекают при 80-90°С за счет тепла дымовых газов, имеющих темпера- туру 180-230°С. Излишки дымовых газов, содержащих непрореагировавший углекислый газ, отводят по линии 13 для предварительного подкисления до рН 7 фильтрата

17в усредненной емкости 14. Окончатель- ное подкисление до рН 5-6 производится

соляной кислотой. Результаты эксперимента показали, что при рН 5-6, обменная емкость катионитового фильтра максимальна.

Как показали эксперименты, выделение гипса достаточно полно происходит при концентрации раствора по ионам Na - 69 г/л, рН 11,5 и температуре 80°С. Кислотность с рН 11,5 устанавливают для

полного выделения ионов магния, t 80°C устанавливается самопроизвольно после выпарного аппарата, а концентрацию по ионам Na поддерживают максимально возможной для нормальной работы выпарного

аппарата.

Суспензию упаренных регенерационных растворов из аппарата 11 по линии 15 перекачивают на пресс-фильтр 16, с которой фильтрат по линии 17 поступает на подкисление в усреднительную емкость 14, а шлам

18удаляют для дальнейшего использования, например, в производстве строительных материалов.

Сравнительные данные по эффективности предложенного и известного способов представлены в таблице.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет полностью отказаться от сброса сточных вод и содержащихся в них

примесей в водоемы или на сельхозугодия, а дымовых газов в атмосферу, что с экологической точки зрения является важным решением вопроса охраны окружающей среды. Использование в технологическом процессе сточных воды и дымовых газов позволяет отказаться от дополнительных капитальных вложений на очистные сооружения, а за счет оборотного использования хлористого натрия отпадает необходимость его пополнения в процессе. Наконец, положительный экономический эффект дает использование шламов в производстве строительных материалов и экономия воды при введении замкнутого цикла,

Формула изобретения

Способ умягчения воды, включающий ее пропускание через катионитовый фильтр, регенерацию фильтра солевым раствором, смешивание отработанного регене- рационного раствора с продувочными водами паровых котлов, обработку смеси дымовыми газами для выделения ионов жесткости, отличающийся тем, что, с целью создания бессточной технологии путем организации замкнутой системы ис

пользования технологических растворов и воды, в качестве солевого раствора для регенерации катионитового фильтра используютсмесьотработанногорегенерационного раствора, части отмывоч- ных и продувочных вод котлов после ее упаривания до исходной концентрации по ионам натрия в аппаратах погружного горения, обработанную каустической содой для выделения солей жесткости и гипса и подкисленную углекислым газом и соляной кислотой.

Изобретение относится к способам умягчения воды и позволяет создать бессточную технологию за счет организации замкнутой системы использования технологических растворов и воды. Способ умягчения воды осуществляют путем ее пропускания через катионишовный фильтр, при этом регенерацию фильтра ведут солевым раствором, в качестве которого используютсмесьотработанного регенерационного раствора, части отмывоч- ных и продувочных вод котлов после ее упаривания до исходной концентрации по ионам натрия в аппаратах погружного горения, отработанную каустической содой для выделения солей жесткости и гипса и подкисленную углекислым газом и соляной кислотой. 1 ил.