Способ регенерации анионитныхфильтров химобессоливающей установки

Сефз Советских Социалистических е есубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ТЕЛЬСТВУ щ 814443(51)М. Кл З с присоединением заявки М В 01 Ю 49/00С 02 Г 1/42 Государственный комнтет СССР но дмам нзобретеннй н открытнйДата опубликования описания 250381(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АНИОНИТНЫХ ФИЛЬТРОВ ХИМОБЕССОЛИВАЩЕЙ УСТАНОВКИИзобретение относится к способам регенерации ионообменников прн очистке воды и может быть использовано на водоподготовительных установках в химической, энергетической, металлургической и других отраслях промышленности.Известен способ регенерации анно- нитных фильтров химобессоливающих установок, работающих по системе обратной деиониэации, по которому обрабатываемую воду пропускают сначала через анионитный.фильтр, загруженный сильноосновным анионитом, а затем через слабокислотный катионит. При атом регенерационный раствор щелочи пропускают через анионитный фильтрпо прямотоку с удельным расходом, в 2-2,5 раза превьзаающим стехиометрический, с тем, чтобы получить необходимую глубину обработки 1.Недостатками известного способа являются низкая степень использования обменной емкости анионита и большой расход щелочи, что ведет к удорожанию процесса и образованию агрессивных стоков.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации анионитных фильтров химобессоливающей установки, содержащейН-катионитный и ОН-анионитный фильтрыпервой ступени и Н-катионитный иОН-анионитный фильтры второй ступени,включающий пропускание регенерационного щелочного раствора через анионит ";ный Фильтр второй ступени и анионитный фильтр первой ступени соответст.венно. При этом анионитные фильтрыпервой ступени загружают низкоосновным анионитом, анионитные фильтрывторой ступени - высокоосновныманионитом, а Н-катноннтные фильтры - 15 сильнокислотным или полуфункциональным катионитом. По данному способу4-ный раствор едкого натра пропускают по прямотоку последовательночерез анионитные фильтры второй и 20 первой ступени с расходом соответственно 100 и 50 кг/м, после чего отмывают фильтры обессоленной водойот продуктов регенерации в направлении регенерационного раствора 2).Недостаток данного способа заключается в том, что при этом используется лишь 40-60 полной обменнойемкости анионитов, расходуется количество щелочи, в 1,5-2 раза превы- ЗО шающее теоретически необходимое, всильных кислот, сорбируемых эа фильт роцикл из обрабатываемой воды.Отличительным признаком способа является то, что регенерационный щелочнойраствор после анионитного Фильтра второй ступени перед подачей на анионитный Фильтр первой ступенидополнительно пропускают через предвключенный фильтр, расположенный перед Н-катионитным фильтром первойступенк. 40 Другое отличие предлагаемого способа заключается в том, что регенерационный щелочной раствор берут в количестве 25-100 кг на 1 м анионита.Кроме того, перед пропусканием регенерационного щелочного раствора через анионитные фильтры в вышеуказанной последовательности предварительно пропускают полученный отработанный регенерационный раствор, содержащий щелочь в количестве 30-50 от общего количества анионов сильных кислот, сорбируемых эа фильтроцикл иэ обрабатываемой воды. 50 Технология осуществления предлагаемого способа заключается в следующем. 60Отработанный регенерационный раствор анионитных фильтров из бака, содержащий щелочь в количестве 30-50от общего количества анионов сильных кислот, сорбированных за Фильтроцикл5 результате чего образуется большоеколичество агрессивных щелочных стоков, подлежащих нейтрализации и утилизации, что удорожает процесс.Целью изобретения является повышение степени использования обменнойемкости ионитов, снижение расходареагентов до стехиометрического, устранение агрессивных стоков и удешевление процесса,Поставленная цель достигаетсяпредлагаемым способом регенерациианионитных Фильтров химобессоливающей установки, заключающимся в том,что регенерационный щелочной раствор сначала пропускают через анионитный фильтр второй ступени, затем через предвключенный Фильтр, расположенный перед Н-катчонитным Фильтромпервой ступени, после чего черезанионитный Фильтр первой ступени сполучением отработанного регенерационного раствора, При этом регенера-ционный щелочной раствор пропускают.в количестве 25-100 кг на 1 м анионита, обеспечивающем степень регенерации для сорбции 30-70 анионитов 25сильных кислот, а перед пропусканиемрегенерационного щелоиного растворачерез анионитные фильтры в вышеуказанной последовательности предварительно пропускают полученный отработанный регенерационный раствор,содержащий щелочь в количестве 3050 от общего количества анионов из обрабатываемой .воды, пропускают через анионитный фильтр второй ступени, предвключенный анионитный фильтр и анионитный фильтр первой ступени.После пропускания отработанного раствора пропускают свежий регенерационный раствор щелочи последовательно через Фильтр второй ступени, пред- включенный фильтр и фильтр первой ступени, загруженный слабоосновным анионитом,после чего отмывают фильтры обессоленной водой. Количество про- . пускаемого раствора щелочи берут таким, чтобы степень регенерации предвключенного фильтра могла обеспечить сорбцию в нем 30-70 анионов сильных кислот из обрабатываемого за фильтроцикл количества воды. После проскока щелочи отработанный раствор из анионитного фильтра первой ступени собирают в бак в таком количестве, чтобы содержание щелочи в нем составляло 30-50 от общего количества анионов сильных кислот, сорбированных за фильтроцикл иэ обрабатываемой воды. При этом общее количество свежего щелочного раствора равно стехиометрическому, а избыток щелочи в количестве 30-50 от общего количества анионов сильных кислот в обрабатываемой эа фильтроцикл воды, постоянно циркулирует между баком отработанного раствора и анионитными фильтрами.Количество щелочи, пропускаемой через анионитные фильтры, обусловлено необходимостью обеспечения 2- 2,5-кратного расхода щелочного реагента через предвключенный фильтр и фильтр первой ступени для получения необходимого количества обессоленной воды. Кроме того, при сорбции в предвключенных анионитных фильтрах 30-70 анионов сильных кислот из обрабатываемой воды существенно повышаются показатели Н-катионитного фильтра первой ступени, особенно в случае загрузки их сульфоуглем, в котором слабокислотные функциональные группы, хорошо работающие в щелочной среде, составляют около 60 полной обменной емкости.Таким образом, согласно предлагаемому способу, в процессе регенерации анионитные Фильтры переводят в ОН-форму путем фильтрования сначала отработанный раствор предыдущей регенерации, а затем стехиометрическое: количество свежей щелочи. За счет этого достигают полного использования регенерационного раствора.При этом щелочной раствор для регенерации апионитных фильтров и для подачи восветлитель исходной воды может быть получен путем пропускания раствора извести через йа-катйонитный фильтр с регенерацией последнего сконцентрированным отработанным раствором ионитных фильтров и осаждениемсульфата кальция из отработанных растворов катионитных Фильтров.После завершения регенерации и отмывки произэодят обессоливание исход, ной воды путем фильтрования ее последовательно через предвключенный анионитный фильтр, Н-катионитный Фильтр, эугруженный полифункциональным или сильнокислотным катионитом, ОН-анионитный фильтр, загруженный слабоосновным анионитом, Н-катионитный 1 О фильтр, загруженный сильнокислотным или полифункциональным катионитом, декарбонизатор и ОН-анионитный фильтр, загруженный высокоосновным анионитом.При этом, в случае загрузки Н-кЬ- тионитного Фильтра первой ступени 15 сульфоуглем, для обеспечения полного использования его слабокислотной части и предотвращения пептизации 30- 50 исходной воды пропускают через Н-катионитный фильтр первойступени 20 помимо предвключенного анионитного Фильтра. В этом случае 50-70 исходной умягченной водыпройдет через предвключенные анионитные Фильтры, а 30-50 - помимо этих фильтров, йос ле чего весь объем воды пропускают для дальнейшей обработки. В случае если Н-катионитный фильтр первой ступени состоит иэ предвключенного и основного фильтра, то предвключенный З анионитный фильтр включается между указанными Фильтрами, причем пред- включенный Н-катионитный Фильтр работает беэ проскока ионов жесткости.Устройство осуществления способа представлено на чертеже.Устройство содержит ОН-анионитный Фильтр 1 второй ступени, загруженный сильноосновным анионитом, предвключенный ОН-анионитный фильтр 2, загруженный высокоосновным анионитом, . 40 ОН-анионитный фильтр 3 первой ступени, загруженный слабоосновным анионитом, бак 4 нейтрального отработанного регенерационного раствора, бак 5 щелочного отработанного регенерацион ного раствора анионитных фильтров, Н-катионитный фильтр б первой ступени, загруженный полифункциональным пли сильнокислотным катионитом, Н-катионитный Фильтр 7 второй ступени, загруженный сильнокислотным или полифункциональным катионитом, бак 8 отработанного регенерационного раствора Н-катионитных фильтров, декарбо- низатор 9 н насос 10 декарбонизованной воды.Способ осуществляется следующим образом.Отработанный , а затем свежий регенерационный раствор щелочи пропускают через ОН-анионитный фильтр 1 60 второй ступени, затем через предвклю- ченный анионитный Фильтр 2.и анионитный фильтр 3 первой ступени. Количество свежего регенерационного раст- вора щелочи берут таким, чтобы пред включенный анионитный Фильтр 2 сорбировал в процессе обессоливания 30-70анионов сильных кислот .из обрабатываемой воды. Нейтральный отработанный регенерационный раствор послеанионитного Фильтра 3 собирают вбак 4, откуда его затем направляют,в зависимости от конкретных условий,на подпитку теплосети, питание испарителей и т.д. Щелочную часть отработанного регенерационного раствора с содержанием щелочи в количестве 30-50 от общего количества анионов сильных кислот обессоливаемой воды собирают в бак 5, чтобы использовать в последующих циклах регенерации.Регенерацию Н-катионитных фильтров б и 7 второй и первой ступениосуществляют путем последовательногопропускания через них стехиометрического количества кислоты, а отработанный раствор собирают в бак 8.После окончания регенерации фильтры отмывают в направлении подачи регенерационного раствора.В процессе обессоливания умягченную воду пропускают через предвключенный ОН-анионитный фильтр 2. Приэтом, в случае загрузки Н-катионитно-.го Фильтра 6 сульфоуглем, черезФильтр 2 пропускают умягченную водув количестве 50-70 от общего расхода, а остальные 30-50 подают влинию после анионитного Фильтра 2. Вслучае загрузки Фильтра б сильнокислотным катионитом весь поток умягченной воды пропускают через Фильтр2. После фильтра 2 обрабатываемую воду пропускают последовательно через Н-катионитный фильтр б, ОН-анионитный фильтр 3, Н-катионитный фильтр 7, декарбонизатор 9 и насосом 10 через ОН-анионитный фильтр 1, после чего обессоленную воду направляют к потребителю.П р и м е рРегенерируют анионитные Фильтры химобессоливающей установки после завершения процесса обессоливания умягченной воды, в которой сумма анионов сильных кислот равна 5 мг-экв/л, щелочность - 1,2 мг-экв/л, а сумма катионов натрия6,2 мг -экв/л.При этом рабочая обменная емкость АВв предвключенном ОН-анионитном фильтре составляет 600 г-экв/м, а АНв ОН-анионитном Фильтре первой ступени - 1200 г-экв./м. Объемы загрузки этих фильтров равны соответственно 2 м и 1 м, ОН-анионитный фильтр второй ступени предназначен для улавливания анионов кремниевой кислоты и загружен анионитом АВ.Объем обессоленной воды за фильт- роцикл составляет 480 м , а содержание анионов сильных кислот в обрабатываемой воде равно 2400 г-зкв. От предыдущей регенерации в бакеимеют отработанный регенерационный раствор с содержанием щелочи 50 от суммы аиионов сильных кислот, т.е.1200 г-экв.В процессе регенерации по предлагаемому способу отработанный раствор из бака пропускают последовательно через фильтры второй ступени, пред- включенный и фильтр первой ступени. В результате восстанавливают 50 обменной емкости анионитов, преимущест венно, низкоосновного, который способен хорошо сорбировать гидроксильные ионы из раствора, содержащего также нейтральные соли, При этом .улучшается вытеснение из ОН-анионитного фильтра второй ступени анионов кремниевой кислоты, Далее, свежий регенерациЬнный раствор йаОН в количестве 2400 г-экв. пропускают через вышеуказанные Фильтры, в результате чего полностью восстанавливают об- ,Ю менную емкость анионитных Фильтров. Нейтральную часть отработанного раствора направляют в бак. Избыток целочи в количестве 1200 г-экв. с отработанным регенерационным раствором со- д бирают в бак для последующей регенерации.Кратность расхода щелочи по предлагаемому способу для предвключенного фильтра и Фильтра первой ступени З составляет соответственно 3 и 2, что обеспечивает высокую степень регейерации. Расход свежего регенерационного раствора для обоих фильтров равен стехиометрическомуПри регенерации по известному способу обменные емкости аиионитов получают в 1,3-1;5 раза меньшими, а удельный расход свежего регенерационного раствора щелочи составляет 1,5- 2 г-экв/г-экв., при этом на каждый 40 1 г-экв удаляеваас из воды анионов сильных кислот получают 0,5-1 г-экв. щелочи в стоках.Таким образом, предлагаемой способ.позволяет по сравнению с иэвест я ным повысить в 1,3-1,5 раза используемую обменную емкость анионитов, снизить в 1,5-2 раза расход щелочи и кислоты на регенерацию ионитных фильтров, а также исключить .наличие агрес- ур сивных стоков,Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа для установки химобессоливания производительностью 500, м 5/ч составит по ориентировочнымподсчетам 130-150 тыс. руб. в год.формула изобретения1, Способ регенерации анионитныхФильтров химобессоливающей установки,:содержащей Н-катионитный и ОН-анионитный фильтры первой ступени и Н-катионитный и ОН-анионитный фильтры второй ступени, включающий пропусканиерегенерационного щелочного растворачерез анионитный фильтр второй ступени и анионитный фильтр первой ступени соответственно с получением отработанного регенерационного раствораанионитных фильтров,. о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повиаения степени использования обменнойемкости ионитов, снижения расхода ре- .агентов до стехиометрнческого, устранения агрессивных стоков и удешевления процесса,регенерационный щелочнойРаствор после анионитного. фильтра второй ступени перед подачей на анионитный фильтр первой ступени дополнительно пропускают через предвключенныйфильтр, расположенный перед Н-катионитным фильтром первой ступени,в количестве, обеспечивающем степеньрегенерации для сорбции 30-70анионов сильных кислот.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что регенерационныйщелочной раствор берут в количестве 25-100 кг на 1 м анионита.3. Способ по пп. 1 и 2, о. т л и -ч а ю щ и й с я тем, что перед пропусканием регенерационного щелочного раствора через анионитные фильтры в виаеуказанной последовательностипредварительно пропускают полученный отработанный регенерационныйраствор, содержащий щелочь в количестве 30-50 от общего количестваанионов сильных кислот, сорбируевыхза фильтроцикл.из обрабатываемой водыеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Павлов В.В. Опреснение воды.М., фПросвещение", 1972, с. 141,144-145,2. Водоподготовка, водный режими химконтроль на паросиловых установках. Сборник статей,вып, б, М;,814443 Составитель Н, Савенковаактор В. Данко Техред И.федорнак КорректорВ, Синицкая акаэ 877/9 илиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 567ИИПИ Государственног по делам изобретены5, Москва, Ж, Рауш коика Подписноетета СССРкрытийнаб., д. 4