Способ регенерации катионита и анионита

1238784 Изобретение относится к способамрегенерации ионитов и может бытьиспользовано на тепловых электрических станциях, котельных и других промьппленных предприятиях, имеющих всвоем составе водоподготовительныеустановки, работающие по схеменатрий-хлор"ионирование.Цель изобретения - снижение концентрации ионов кальция в растворесоли, упрощение и удешевление процесса эа счет совместной регенерациианионита и катионита.П р и м е.р. Катионит КУ"2-8 внатрий-форме и анионит АВ"17 в хлорфорие загружают в колонки диаметром 16 и 20 им с высотой загрузки130 и 180 им соответственно, черезкоторые затем фильтруют воду, имеющую состав, представленюй в табл,1,до отработки ионитов,Т а б л и ц а Ионный состав, мг-экв/л Са И 8 Ба НСО 80 . С 1 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 ре- енерацннногоаствора,л Объем ре- Состав реге генераци- . нерационног оннбго раствора раствора, мг-экв/лл ь ф+ Са +Ир =2Пт =2,5 1,0 30 ф 160 80 Иа-фильтра На-С 7-фильтров включая слаборастворниые соединения тФСа 194Мр =59Щ =165 Са =194Ирф 59Ш =2,5 Этапы регенерации и ббра боткиИсходный регенерационный раствор Отработанный регенерационный раствор Раствор соли,имеющий состав,представленный в табл. 2, насыщаютуглекислыи газом до концентрации170 мг-экв/л. Процесс ведут .при 5 15 С и давлении О, 17 ИПа. После насьпцения раствор соли направляют сначала на регенерацию анионита, а за-тем - катионита.Из отработанногорегенерационнбго раствора, обраэующе О гося в результате регенерации катионита, ведут восстановление растворасоли. Отработанный раствор подают вотстойник, в котором происходит выпадение в осадок СаЗОц, а также в 1 результатеснижения давления доатмосферного выпадение СаСО . Послеотделения осадка раствор аэрируютв течение 30 мин и далее проводятего.известкование, Восстановленный 2 ф аким образом раствор смешивают сионированной водой илн концентратомиспарителя, работающего на воде, про"шедшей стадию натрий-хлор-ионирования насыщают углекислый газом под .2 ф 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.Предложенный способ Известный способ Объем регенерационного Состав регеСостав регеОбъем регенерационного нерационногорастворамг-экв/л нерационногораствора,мг/зкв/л раство.ра,лВ результате кристаллизации и смешения аСа =39 1,1 Ир, =56 2,2 щц .=106 БО =295 после аэрации и отделения осадка Са =2,0Ф+Кр 55Щ =19/70 2,2 Бо =295 БО =168 Са 1 1,1 Ид" =1после аэрации ипоследующего из-.весткования В =8,5/15 ЯО =295 Б 0=168Значения щелочности (Щ) приведены в числителе по фенолфталеину, .в знаменателе - общая. При известном способе при кристаллизации отработанного раствора Яафильтров и Смешении его с отработанным раствором С-фильтров происходит осаждение только СаБО . 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 остаточй+ное содержание Са в результате совместного осаждения СаСО и СаБО из более концентрированного раствора. после выпаденияслаборастворимыхсоединений и отделения,осадка С 1-фильтра Са +И 8 =2 Щ 165 Са =64 Мр" =30 Ц =80БО =168происходит только за счет разбавления.Таким образом, перед аэрацией при предлагаемом способе раствор характеризуется более высокой щелочностью (106 мг-экв/л против 80 мг-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 109.+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 Мд и 151+ таким соотношением карбонатной и бикарбояатной щелочности, что вводимое с известью (из расчета на осажу+Фдение Мд ) 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 .недостаточным щелочным резервом и повышен 1+ным содержанием Са . Поэтому при иэ- ЗО вестковании вводимое (иэ расчета на осаждение Мя г количество Са превыФ.ф й+ шает образующуюся карбонатную щелоч- ность. Вследствие этого имеющееся1+содержание Са не только не снижает 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 ления), после аэрации, после известкования, Это позволяет смешивать от" работанный раствор (при его избытке в системе) с Иа-С 1-ионированной водой, подаваемой в теплосеть, даже 50 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 Иа-С 1-фильтров,При этом самопроизвольно осаждается основное количество катионовкальция порядка 79% от исходногоанионами сульфатов и карбонатов,содержащихся в регенерационном растворе, т.е. без затрат реагентов.При известном способе эта величинасоставляет 34%, вследствие чего дляосаждения оставшегося количествакатионов жесткости требуется несколько больший расход извести, а такжерасход соды.При предлагаемом способе возможноНа-С 1-ионирование в одном фильтресмешанного действия и осуществлениерегенерации без разделения ионитов.Это сокращает капитальные затраты иупрощает технологию обработки. Приэтом объемный расход регенерационного раствора вдвое меньше При достаточном количестве натриевых солейна регенерацию (как, например, прииспользовании в качестве регенерата только концентрата - испарителей,работающих на Иа-СГ-ионированной воде) возникает необходимость в утилизации отработанного раствора путемего концентрирования до рассолов вэлектродиализцых концентратах иливыпарных аппаратах. Меньший объемсбросных регенерационных растворовоблегчает условия утилизации, требует меньших капитальных и эксплуатационных затрат,В каждом цикле регенерации дажепри дренировании водяного объемафильтра неминуемо происходит разбавление регенерационного раствора. Всвязи с этим при повторном и многократном использовании регенерационного раствора требуется его концентрирование во избежание непрерывногоувеличения объема. При предлагаемомспособе степень разбавления регенерационного раствораменьше врезультатеосуществления совместнойрегенерации.На основании экспериментальныхданных содержание Са(НСОз) в отработанном растворе На-С 1-йонитныхфильтров может быть в пределах70-180 мг"экв/л в зависимостц от состава исходной воды, степени истощения Яа-С 1-фильтров и степени разбавления регенерационных растворов.Укаэанные концентрации Са(НСО )3 1достигаются при условии присутствияв растворе эквивалентного этой кон1238784 8Из табл. 3 следует, что дляпредотвращения выпадения Са в процессе регенерации для различных температур следует подцерживать различ" ные интервалы давлений; для С=15 С 1=0,05-0,2 МПа, для С=20 С Р О,1- 0,24 МПа, для Е= 25 СО,1 0,27 МПа. ть Са НСО 0,05 78 образом, предложенный споравнению с известным позвол шить концентрацию ионов в восстановленном регенера" растворе до 1-2 мг-экв/л вления соды и вести регененионита и катионита в одном смешанного действия без ия ионитов 5 30 115 78 154 ак по с 20 е, 25 8 20 б 3 0 35 31 23 б 5 ставитель О, Кузнхред М.Ходаиич ктор И. Николайчук Е. Сирохма Коррек Тираж 527дарственного комитета СССизобретений и открытийа, Ж, Раушская наб., д аказ 332 Подписно ВНИИПИ Го по делам 3035, Мос4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 центрации количества свободной равновесной углекислотыСО.РастворимостьСО в своюочередь,существенно зависит не только отдавления,но и температуры.В табл. 3 приведены экспериментально полученные значения раствори" мости Са(НСО ) Без раз и давлениям ции свобод составляет вает весь и держания би работанном т умень кальция ционном без доба рацию а фильтре разделе раничения по температурам общий интервал концентра" ой равновесной углекислоты 72-202 мг-зкв/л и охватынтервал характерного сокарбоната кальция в отрегенерационном раство