Способ умягчения морской воды Советский патент 1981 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/08 

(54) СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ

1

Изобретение относится к способам умягчения морской воды и может найти применение в теплоэнергетической и химической отраслях пpo wшлeннocти.

Известен способ глубокого умягчения морской воды Na-катионированием, предусматривающий ионообменное умягчение путем пропускания морской воды через катионит, предварительно переведенный в Na-форму, т.е. отрегенерированный натриевыми солями, в качестве которых используются натриевые соли, содержащиеся в концентрате морской воды - продувочной воде испарителей, питаемых умягченной морской водой. По этому способу для эффективной регенерации катионита используется часть отработанного раствора предыдущей регенерации, содер ващая наряду с натриевыми солями и соли жесткости 1.

Недостатком данного способа является отсутствие утилизации отходов умягчения, т.е. солей магния, кальция и натрия, которые сбрасываются з водоетиы с неиспользуемой частью отработанного раствора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий осаждение Са и в виде и Мд(ОН)2, соответственно, Na-катионирование и рагенерацию катионитов продувочной водой испарите5лей с получением отработанных регенерационных растворов, используемых на последующих стадиях регенерации. По известному способу для термичесхого умягчения используется выШсокопотендиальный пар. При этом вследствие отрицательной растворимости сульфата кальция последний осаждается и отводится в виде шлама. Термоумягченная вода имеет жесткость

15 20-25 мг-экв/л, а глубокоуййгченная (после Ма-катионитовцх фильтров) 50-60 мкг-экв/л 2.

Недостатками известного способа являются использование высокопотен20 циального пара СР 6-7 атм, t 165-170°С и сравнительно высокая жесткость термоумягченной воды, что повышает ионную нагрузку Na-катионитовых фильтров. Результатом этого

25 является бысокая себестоимость умягченной воды - 0,5 руб/м.

Кроме того, так как осаждение магния производится известковой суспензией, загрязненной, как правило, различными силикатами и другими примесями, находящимися в известняке, продукт - MgtOHJ - имеет невысокую чистоту. А это требует большего количества расходов воды на отмывку продукта.

Цель изобретения - уменьшение остаточной жесткости воды, упрощение и удешевление процесса за счет исключения стадии термоумягчения воды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу,включающему осаждение Ca и в виде и MglOH)2, соответственно, Na-катионирование и регенерацию катионитов продувочной водой испарителей с получением отработанных регенерационных растворов, используемых на последующих стадиях регенерации, осаждение Са ведут после стадии регенерации катионитов из отработанных регенерационных растворов.

При этом осаждение ведут путем пропускания отработанных регенерационных растворов через зернистую присадку сульфата кальция, а осаждение Мд - щелочью, получаемой при необходимости Na-катионированием известковой суспензии.

После осаждения магния морская вода имеет только кальциевую жесткость 10-15 мг-эквУл. Глубокое доумягчение морской воды осуществляется путем Nа-катионирования, что позволяет снзить жесткость до 20-30 мг-экв/л. Меньшая жесткость воды, подаваемой на На-каткоЕ ирование, обуславливает меньшую ионную нагрузку фильтров, чт уменьшает число регенераций, т.е. удешевляет процесс.

Декарбонкзованную любым способом морскую всДу подщелачив.ают NaOH при расходе стехиометрического содержания магния, т.е. 2,4 кг/м. Для интенсификации процесса оса}кдения Мд(ОН)2 используется полиакриламид. Продувочная вода испарителей, содержащая натриевые соли, используется для второго Э7:апа регенерации, как процесса двухступенчатого доумягчения, так и для Nа-катионирования иэвесткоЕОй суспензии (молока).

Первый этап регенерации производится отработанным регенерационным раствором предыдущих регенераций после оса: кдения из них сульфата кальция в кристаллизаторе. Содержание натриевых солей в отработанном растворе достигает 6-8%. Щелочь получают путем пропускания известковой суспензи из реактора через отрегенерированный катионитный фильтр. В результате ионы кальция известковой суспензии замещаются Na-ионами катионита, т.е. получается щелочь. Оптимальная скорость фильтрования известковой суспензии 5-6 м/ч. Скорость фильтрования отработанного раствора 10-12 м/ч а доумягчаемой морской воды - 1015 м/ч. В качестве катионита используется КУ-2-8,

П р и м е р. Исходную воду состава, мг-экв/л: 16/ 60/ ГНа- 136; СГ 142/ SOx)-J67 и НСОзЗ 3, подщелачивают 1%-ным раствором NaOH при расходе 0,2 кг/м. В результате образования ионов COj достигается пересыщенность по CaCOj. Последний задерживается при механическом фильтровании обработанной вода через колонку диаметром 35 мм, загруженную антрацитом. Остаточное содержание составляет 0,4 мг-экв/ Декарбонизованная таким образом морская вода подщелачивается при расходе щелочи 2,4 мг/м . Подщелачивание проводится при одновременном перемешивании в сосуде емкостью 10 л. Образовавшаяся суспензия Мд(ОН)2 подается снизу-вверх в динамическую кояонку из оргстекла диаметром 200 мм и высотой 2 м. Разделение сгущенной суспензии Мд(ОН)2 происходит при подъемной скорости 0,3-0,4 м/ч. Нд{ОН)2 отводится из средней, а частично умягченная морская вода - из верхней части колонки.

Частично умягченная морская вода с преимущественным содержанием кальция (до 8-9 мг-экв/л кальция и 11,2 мг-экв/л магния) собирается в отдельную емкость и затем пропускается через колонку, загруженную катионитом КУ-2-8 (Nа-катионитный фильтр), со скоростью 10 м/ч. Остаточная жесткость умягченной воды составляет 0,02-0,03 мг-экв/л, а рабочая емкость поглощения катионита - 750-800г-экв/мУмягченная вода упаривается в 10 раз и часть концентрата использу. ется для регенерации Na-катионитного фильтра при удельном расходе соли 350 кг/м.

Дгя получения щелочи извес гковое молоко (1-1,1%) пропускается в направлении снизу-вверх через динамическую колонку, загруженную катионитом КУ-2-8. Скорость фильтрования -б м/ч. Фильтрат представляет собой 0,9-1,0% иый раствор щелочи с жесткостью до 0,6-1 мг-экв/л. Рабочая емкость поглощения катионита - 1250 г-экв/м-3. Перед регенерацией фильтр отмывается от .остатков извести пресной водой. Применяется противоточная регенерация. На.первом этапе используется отработанный раствор предыдущей регенерации после осаждения CaSO.x2H20. Удельньай расход отработанного раствора-300 кг/м. На втором этапе регенераций используется концентрат умягченной воды при удельном расходе 100 кг/мЛ После регенерации фильтр отмывается умягченной морской водой при удельном расходе 1 катионита.

Отработанные регенерационные растворы обоих фильтров со средним

58658256

составом, мг-экв/л: , TSO Jледующих стадиях регенерации, о т 383, 800 и fNa 756, пропуска-личающийся тем, что,с.цеются через колонку, загруженную при-лью уменьшения остаточной жесткости садкой CaS04«2H5iO (кристаллизатор).воды, упрощения и удешевления процесВысота слоя загрузки 1 м, скоростьса за счет исключения стадии термопропускания отработанного раствора умягчения воды, осаждение Са ведут 5 м/ч, направление подачи - снизу-после стадии регенерации катйонитов вверх. .На выходе из колонки концен-из отработанных регенерационных ратрация кальция- и сульфат-ионов со-створов.

ставляет 65 мг-экв/л и 30 мг-экв/л, 2. Способ по п. 1, отличасоответственно. Величины остальных .-ющийся , что осаждение Са

показателей не изменились.ведут путем пропускания отработанных

Экономический эффект от внедре-регенерационных растворов через зерния установки производительностьюнистую присадку сульфата кальция, а

500 (по умягченной воде) состав-осаждение Mg -щелочью, получаемой

ляет 350 тыс.руб в год.при необходимости Na-катионированиФормула изобретенияИсточники информации,

де CaSO и Mg(OH)i, соответ-Ма-катионированием па ГРЭС 4 Северственно, Na-катионирование и регене-ная. - Теплознергетика, 1977,

рацию катйонитов продувочной водой 3, с. 29.

с получением отработанных регенераци- 2. Авторское свидетельство СССР

онных растворов, используемых на пос- 25 451632, кл. С 02 в 1/22, 1971.

15ем известковой суспензии.

принятые во внимание при экспертизе