Способ обессоливания воды

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 2 Р 1/4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬ ТВУ ии институт. нефти икова доподготовМ., Атом 47к 5Чь 4 ьнцй уаст 6 рцмипрата, и/г ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Мартынова О.И. Во ка; Процессы и аппараты.издат, 1977, с. 352.2. Авторское свидетельство СССР У 75581, кл. С 02 Р 1/42, 3 1.05.49. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ, включающий последовательное пропускание воды через катионитный и анионитный фильтры, регенерацию ионитов путем последовательного пропускания раствора угольной кислоты через Н"катионитный и анионитный фильтры, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, сокращения расхода углекислоты и количества стоков при регенеЯО 1131836 А рации, обессоливание ведут путем последовательного пропускания воды через йа-катионитный, высокоосновный НСО 3 - анионинтный и дополнительно через слабокислотный Н-катионитный фильтры, а отработанный регенерационный раствор анионитного фильтра предварительно пропускают иа стадии регенерации через Н-катионитный фильтр перед пропусканием через него раствора угольной кислоты, после чего полученный раствор направляют на регенерацию Ма-катионитиого Фильтра.2. Способ по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что через Н-катионитный фильтр пропускают раствор угольной кислоты в направлении свер-. ху вниз, а отработанный раствор анио нитного фильтра - снизу вверх.3. Способ но п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что регенераЦионный раствор пропускают через анионитный фильтр снизу вверх, а через Ка-катионитный фильтр - сверху вниз.1131836 40 Изобретение относится к обработке воды ионитами и может быть использовано н энергетике, химической,электронной и нефтеперерабатывающейпромышленности, 5Известен способ обессоливания воды, включающий последовательное Н-ОНионирование и регенерацию катионитных фильтрон серной или соляной кислотой, а анионитного фильтра - едким 1 Онатром 1),Недостатками известного способаявляются высокие затраты на товарныереагенты, значительные объемы и высокое солесодержаные сточных вод.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату;является способ обессоливания воды, включающий последовательное пропускание воды через 20Н-катионитный и анионитный фильтрыи регенерацию ионитов путем последовательного пропускания раствора угольной кислоты через Н-катионитный ианионитный фильтры 21 .25Недостатками известного способаявляются высокий расход угольной кислоты на приготовление регенерационного раствора и большое количествостоков.Цель изобретения - повышение степени очистки, сокращение расхода углекислоты и количестна стоков прирегенерации.Указанная цель достигается тем,что согласно способу обессоливанияводы обессоливание ведут путем пос-.ледовательногопропускания воды через Яа-катионитный, высокоосновныйНСО 5 -анионитный и дополнительно через слабокислотный Н-катионитныйфильтры, а отработанный регенераци-.онный раствор анионитного фильтрапредварительно пропускают на стадии,регенерации через Н-катионитныйфильтр перед пропускайием через не 45го раствора угольной кислоты, после чего полученный раствор направляют на регенерацию Ка-катионитногофильтра.При этом через Н-катионитныйфильтр пропускают раствор угольнойкислоты в направлении сверху вниз,а отработанный раствор анионитногофильтра - снизу вверх.Кроме того, регенерационный раствор пропускают через анионитныйфильтр снизу вверх, а через Иа-катионитный фильтр сверху вниз. 2По предлагаемому способу установлено, что более нысокая степеньочистки воды может быть достигнута при пропускании ее последовательно через Ма-катионитный, высокоосновной НСО 5 -анионитный и слабокислотный Н-катионитный фильтры, Это обусловлено подачей на слабокислотный (карбоксильный) Н -катионитный фильтр воды, содержащей только бикарбонат натрия, полученного в результате предварительной обработки воды на Иа.и НСО 5 -фильтрах.На чертеже, где по оси абсцисс отложен удельный расход фильтра и по оси другой - концентрация катионов в фильтрате, приведены выходные кривые ионирования, полученные в лабораторных условиях на катионите КБпо предлагаемому способу (кривая 1) и по известному способу (кривая 2).Как видно из представленных данных, в предлагаемом способе минимальная остаточная концентрация натрия составляет О, 1-0,3 мг-экв/кг при исходной 6,5 мг-экв/кг. В известном же способе Н-катионит вообще не поглощает катионов натрия, а минимальная остаточная концентрация ионов жесткости составляет 3,5-3,7 мг-экв/кг.Указанный эффект может быть получен только в случае применения слабокислотного (карбоксильного) Н- катионита. Применение сильнокислотного катионита приводит к снижению фйльтроцикла и к увеличению количества стоков.Применение высокоосновного НСОЗ - анионитного фильтра обусловлено тем, что на аиионит поступает нейтральный водный раствор, который не подается очистке на низкоосновном анионите.Необходимость в предварительном . пропускании отработанного регенерационного раствора анионитного фильтра через Н-катионитный фильтр обусловлено тем, что для эффективного перевода анионита в НСО 5 -форму требуется увеличить концентрацию бикарб 6 ната натрия в отработанном растворе Н-катионитного фильтра, которым затем будет регенерироваться анионит. Для этого отработанный регенерационный раствор анионитного фильтра не сбрасывается, а собирается и н следующем цикле регенерации используется для предва-, рительного доистощения Н-катионитного фильтра (перед его регенерацией углекислотой).836 3 1131Отработанный регенерационный раствор после предварительного доистощения Н-катионитного фильтра содержит значительное количество хлористого натрия, что позволяет использовать этот раствор для регенерации Ка-катионитного фильтра. В случае необходимости перед подачей на Иа-катионит регенерационный раствор может быть доукреплен сконцентрированным 1 О отработанным регенерационным раствором Иа-катионитного фильтра после обработки его щелочными реагентами.Ввиду того, что обессоливание ведут путем пропуска воды через ионит ные фильтры в направлении сверху вниза регенерацию Фильтров ведут растворами с переменным составом и концентрацией, появилась необходимость в дифференцированном подходе к вы-20 бору направления пропуска реагентов. Регенерацию Ка-катионитного фильтра ведут отработанным раствором НСОз-анионитного фильтра. В связи с доста . точной концентрацией натриевых солей для достижения эффективной регенерации нижних слоев катионита регенерационный раствор пропускают в направлении сверху вниз.Регенерацию НСОз-анионитного фильтра ведут разбавленным раствором вследствие относительно низкой растворимости углекислоты в воде и поэтому для увеличения эффективности регенерации нижних слоев анионита необходим пропуск регенерационного35 раствора в направлении снизу вверх.Доистощение Н-катионита отработанньнк раствором анионитного фильтра редут в направлении снизу вверх, так40 как образующиеся при этом в объеме катионитной загрузки пузырьки углеислого газа свободно транспортируются из фильтра и не препятствуют прохождению раствора.45Регенерацию Н-катионитного фильтра раствором углекислоты при давлении 0,03-0,3 МПа технически удобнее проводить в прямоточном режиметак как регенерация противотоком (снизу вверх)50 только усложнила бы условия ее проведения и конструкцию фильтра без заметного улучшения степени очистки воды.П р и м е р . Воду следуюшего состава, мг-экв/кг: Са+ + И 3,5; На 2,6, НСО 0,7, С 1 3,4; 504 2 пропускают через На-катионитный фильтр, Затем умягченную воду с остаточной жеа. -жесткостью О, 1 мг-экв/кг пропускаютчерез НСОЗ-анионитный фильтр, фильтрат анионитного фильтра с содержанием НаНСОз в концентрации - 6 мг-экв/л.подают на Н-фильтр, Фильтрат Н-катионитного фильтра содержит ЙаНСО 5 вколичестве 0,5-0,8 мг-экв/кг,В качестве загрузки Йа-катионитного фильтра катионит КУв количестве 0,85 л; НСОз -анионитного фильтра - анионит АВв количестве 2,7 л,Н-катионитного фильтра - КБв количестве 1,0 л.Иа-фильтр отключается на регенерацию по проскоку жесткости 0,1 мг-экв/кг,НСО-анионитный фильтр по проскокухлоридов 0,2 мг-экв/кг и Н-фильтр попроскоку натрия 1 мг-.экв/кг. После .истощения Н-фильтра на него подают снизу вверх отработанный регенерационный раствор НСОз -анионитного фильтра с концентрацией натрия 70-80 мг-экв/кг, из них 45-" 50 мг-экв/кг составляет йаНСО, Н- фильтр доистощается с целью повьппения концентрации натрия в Н-катионите Это при последующей регенерации углекислотным раствором обеспечивает повышение концентрации На и соответственно НСОз в отработанном растворе Н-фильтра, что в свою очередь необходимо для эффективной регенерации НСОз-анионитного фильтра. Отработанный раствор анионитного фильтра, пропущенный через истощенный Н-катионитный фильтр, содержит 35-40 мг-экв/кг натрия. Его доукрепляют концентратом натриевых солей и подают на регенерацию На-фильтра сверху вниз.Н-катионитный фильтр после доистощения регенерируют сверху вниз водой, предварительно насьпценной углекислым газом под давлением 2,5 МПапри 20 С. Удельный расход воды нарегенерацию всех ионитных фильтровсоставляет 7 л/л. Отработанный раствор Н-фильтра с содержанием ЙаНСО 570-75 мг-экв/кг после сброса давления подают на регенерацию НСО 5-анионитного фильтра снизу вверх. Отработанный раствор НСОз-анионитного фильтра собирают и используют для доистощения Н-фильтра в следующемыцикле регенерации.Полученные рабочие обменные емкости ионитов следующие: для Н-катио3 1131836 нита 1200 мг-экв/л;для НСОз анионита 460 мг-экв/л, для На-катионита 850 мг-экв/л.Технико-экономический эффект вредлагаемого способа обусловлен повышением степени очистки воды и удешевлением процесса за счет экономии воды и газа на регенерацию ионитов иисключения кислоты и щелочи на дополнительное Н- и ОН-ионирование. Заказ 9707/ 18 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5