Способ регенерации катионита и анионита

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (594 В 01 J 49 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3690287/23-26 (22) 06.01.84 (46) 23.06.86. Бюл. М 23 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. И.Азизбекова (72) И.А. Малахов и И.А. Амирханова (53) 663.632(088.8) (56) Журавлев П.И. Рекуперация регенерационных сточных вод химводоочисткой: Дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук. - М., 1980, с. 119-129. (54) (57) 1. СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТИОНИТА И АНИОНИТА ПРИ ИОНИРОВАНИИ ВОДЫ, включающий их регенерацию раствором соли, восстановление раствора соли из отработанного регенерационного

„„SU„„1238784 А 1 раствора путем кристаллизации сульфата кальция, аэрации и известкования, смешение восстановленного раствора соли с исходной водой, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения концентрации ионов кальция в растворе соли, упрощения и удешевления процесса за счет совместной регенерации анионита и катионита, раствор соли до регенерации анионита насыщают углекислым газом, затем направляют на регенерацию катионита и далее на восстановление.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что раствор соли насыщают углекислым газом до концент- Ж рации 72-202 мг-экв/л.

1238784

Изобретение относится к способам регенерации ионитов и может быть использовано на тепловых электрических станциях, котельных и других промьппленных предприятиях, имеющих в своем составе водоподготовительные установки, работающие по схеме натрий-хлор-ионированне.

Цель изобретения « снижение концентрации ионов кальция в растворе соли, упрощение и удешевление процесса эа счет совместной регенерации анионита и катионита.

П р и м е.р. Катионит КУ-2-8 в натрий-форме и анионит AS"17 в хлорфорие загружают в колонки диаметром 16 и 20 им с высотой загрузки

130 и 180 им соответственно, через которые затем фильтруют воду, имеющую состав, представлений в табл.1, до отработки ионнтов

Т а б л и ц а

Ионимй состав, мг-экв/л

Са И8 + Nà НСО SO : CI

7,3 2,2 . 1,8 5 3 4,7 1,3

Заработанные иониониты регенерируют следующим образом.

Известный способ

Предложенный способ

Состав регенерацнонного раствора, мг-экв/л бъем реенерацннного аствора, л

Объем ре- Состав pere генераци- . нерационног оннбго раствора раствора, мг-экв/л л а+ м

Са +Ип =2

z+ ч.+

Са +Иа =2

Щ *=1,5

=295

Щ =2,5

t 0

SO * 160

$0„

Na-фильтра

Na-Cl-фильтров включая слаборастворниые соединения т+

Са 194

Ир =59

Щ =165

Са =194

Ир 59

Щ =2,5

Этапы регенерации и ббра ботки

Исходный регенерационный раствор

Отработанный регенерационный раствор

Раствор соли, имеющий состав, представленный в табл. 2, насыщают углекислыи газом до концентрации

17Î мг-экв/л. Процесс ведут .при

5 15 С и давлении О, 17 N??a. После насьпцения раствор соли направляют сначала на регенерацию аннонита, а за- тем — катионита. Из отработанного регенерационного раствора, обраэующе1О гося в результате регенерации катионита, ведут восстановление раствора соли. Отработанный раствор подают в отстойник, в котором происходит выпадение в осадок Са$0ц, а также в результате снижения давления до атмосферного выпадение CACO . После отделения осадка раствор аэрируют в течение 30 мин и далее проводят его.известкование. Восстановленный

26 аким образом раствор смешивают с ионированной водой илн концентратом испарителя, работающего на воде, прошедшей стадию натрий-хлор-ионирования„ насыщают углекислый газом под давлением 0,17. МПа и снова направляют на регенерацию.

Все этапы регенерации и восстанов-. ления регенерационного раствора при осуществлении известного и предложенного способов в одинаковых условиях приведены в табл. 2.

Таблица 2.

1238784

Продолжение табл. 2!

Этапы регенерации и обра ботки .

Предложенный способ

Известный способ

Объем регенерационного

Состав pereСостав pereОбъем регенерационного нерационного раствора мг-экв/л нерационного раствора, мг/зкв/л раствора, л раствора, л

30 =160

S0 =390

S0„=255

В результате сброса давления

В результате кристаллизации и смешения а+

Са =39

1,1 Ир 56

2,2

«щц .=106

S0 =295

» после аэрации и отделения осадка

Са =2,0

Ф+

И8 55

Щ =19/70*

2,2

S0 =295

Са 1

И " =1 после аэрации и последующего известкования

5 =8,5/15

ЯО =295

S0„=168

* Значения щелочности (Щ) приведены в числителе по фенолфталеину, .в знаменателе — общая.

При известном способе при кристаллизации отработанного раствора Naфильтров и Смешении его с отработанным раствором С!-фильтров происходит осаждение только CaSO„ . Карбонат кальция при этом не осаждается и снижение концентрации щелочности

Как следует. из табл. 2, при предлагаемом способе после сбрасывания давления в отработанном растворе обеспечивается более низкое остаточ- gg к+ ное содержание Са в результате совместного осаждения СаСО и CaSO» из более концентрированного раствора. после выпадения слаборастворимых соединений и отделения .осадка

Cf-фильтра

Са +Ng =2

Щ 165

Са =64

Мр" =30

Ц =80 S0 =168

Са =10,5

Ия 29

Щ =1,5 /22,5*

Са 16,5

Mg =1,5

Ш =1,5/3,0

1238784 происходит только за счет разбавления.

Таким образом, перед аэрацией при предлагаемом способе раствор характеризуется более высокой щелочностью (106 мг-экв/л против 80мг-экв/л) й+ и более низким содержанием Са (39 мг-экв/л против 64 мг-экв/л).

Вследствие этого в процессе аэрации по предлагаемому способу содержание 1{1 „+

Са снижается до 2 мг-экв/л, а по известному — до 10,5 мг-экв/л.

После аэрации по предлагаемому способу раствор характеризуется таким соотношением щелочности и Mg u

7.+

1 таким соотношением карбонатной и бикарбояатной щелочности, что вводимое с известью (из расчета на осажa+ ф Ф дение Hg ) количество Са не превышает образующийся щелочной резерв 20 раствора (по карбонатам) н вследствие этого также выводится из раствора, т.е. состав отработанного раствора по предлагаемому способу позволяет только аэрацией и известкованием добиться его глубокого умягчения.

По известному способу раствор после аэрации характеризуется .недос= таточным щелочным резервом и повышен1+ ным содержанием Са . Поэтому при иэ- З0 вестковании вводимое (иэ расчета на осаждение Hg g количество Са превыt ф+ шает образующуюся карбонатную щелочность. Вследствие этого имеющееся

1t содержание Са не только не снижает- 35 ся, а, наоборот, увеличивается. В связи с этим при известном способе требуется дополнительно содирование раствора.

При использовании предлагаемого способа достигается более глубокое умягчение отработанного раствора на всех стадиях: непосредственно после регенерации (т.е. после сброса дав- 45 ления), после аэрации, после известкования. Это позволяет смешивать отработанный раствор (при его избытке в системе) с Na-CI-ионированной водой, подаваемой в теплосеть, даже 5о после стадии аэрации, т.е. без затрат реагентов на обработку. При этом в теплосеть вносится меньшее количество лимитируемых накипеобразующих ионов кальция. Это позволяет 55 также непосредственно после иэвесткования направлять раствор на повторную регенерацию Na-С1-фильтров.

При этом самопроизвольно осаждается основное количество катионов кальция порядка 79% от исходного анионами сульфатов и карбонатов, содержащихся в регенерационном растворе, т.е. без затрат реагентов.

При известном способе эта величина составляет 34%, вследствие чего для осаждения оставшегося количества катионов жесткости требуется несколько больший расход извести, а также расход соды.

При предлагаемом способе возможно

Na-С1-ионирование в одном фильтре смешанного действия и осуществление регенерации без разделения ионитов.

Это сокращает капитальные затраты и упрощает технологию обработки. При этом объемный расход регенерационного раствора вдвое меньше.. При достаточном количестве натриевых солей на регенерацию (как, например, при использовании в качестве регенерата только концентрата — испарителей, работающих на Na-CE-ионированной воде) возникает необходимость в утилизации отработанного раствора путем

его концентрирования до рассолов в электродиализных концентратах или выпарных аппаратах. Меньший объем сбросных регенерационных растворов облегчает условия утилизации, требует меньших капитальных и эксплуатационных затрат.

В каждом цикле регенерации даже при дренировании водяного объема фильтра неминуемо происходит разбавление регенерационного раствора. В связи с этим при повторном и многократном использовании регенерационного раствора требуется его концентрирование во избежание непрерывного увеличения объема. При предлагаемом способе степень разбавления регенерационного раствораменьше врезультате осуществления совместнойрегенерации.

На основании экспериментальных данных содержание Са(НСО,) в отработанном растворе Na-С1-йонитных фильтров может быть в пределах

70-180 мг-экв/л в зависимостц от сос тава исходной воды, степени истощения Na-С1-фильтров и степени разбавления регенерационных растворов.

Укаэанные концентрации Са(НСО )

3 1 достигаются при условии присутствия в растворе эквивалентного этой кон1238784 8

Из табл. 3 следует, что для ъ предотвращения выпадения Са в процессе регенерации для различных температур следует подцерживать различ" ные интервалы давлений: для t=15 C

1=0,05-0,2 МПа, для t=20 С Р О,10,24 МПа, для C= 25 С 0,1

0,27 МПа. центрации количества свободной равновесной углекислотыСО .РастворимостьСО в своюочередь,существенно зависит не только отдавления,но и температуры.

В табл. 3 приведены экспериментально полученные значения растворимости Са(НСО ) ть Са НСО

0,05

0,1

91

103

0,15

135

0,2

170

О, 25

202

0,3

23б

О 35

Составитель О. Кузнецов

Техред М.Ходаиич Корректор,Е. Сирохман

Редактор И. Николайчук

Тираж 527

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3324/3

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4

130 115

178 154

221 190

2б9 228

313 275

Без разграничения по температурам и давлениям общий интервал концентрации -свободной равновесной углекислоты составляет 72-202 мг-зкв/л и охватывает весь интервал характерного содержания бикарбоната кальция в от, работанном регенерационном растворе.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с известным позволяет уменьшить концентрацию ионов кальция в восстановленном регенерацнонном растворе до 1-2 мг-экв/л без добавления соды и вести регенерацию анионита и катионита в одном фильтре смешанного действия без разделения ионитов.