Способ обессоливания воды
1. СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ , включающий последовательное пропускание воды через катионитньш 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 регенеИсходная концентрация катионов 6.5нг-зк6/л рации, обессоливание ведут путем последовательного пропускания воды через Na-катионитньй, высокоосновный НСОэ - анионинтный и дополнительно через слабокислотный Н-катионитный фильтры, а отработанный регенерационный раствор анионитного фильтра предварительно пропускают на стадии регенерации через Н-катионитный фильтр перед пропусканием через него раствора угольной кислоты, после чего полученный раствор направляют на регенерацию На-катионитиого фильтра.. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что через.Н-катионитный фильтр пропускают раствор угольной кислоты в направлении свер-т ху вниз, а отработанный раствор анионитного фильтра - снизу вверх. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что регенерасшонньй раствор пропускают через анионитный фильтр снизу вверх, а через Ма-катионитный фильтр - сверху вниз. )
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
С 02 F 1/42
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0
R$
4 4
)3
Ъ2
wf ф
Удельный расход рiммпрата, n/ã
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (01) 3631634/23-26 (22) 05.08.83 (46) 30. 12.84. Бюл. М 48 (72) И.А.Иалахов, А.Б.Гараханов н Л.Н.Полетаев (71) Азербайджанский институт, нефти и химии им. M.Àçèçáåêoâà (53) 663.63(088.8) (56) 1. Мартынова О.И. Водоподготовка; Процессы и аппараты. M., Атомиздат, 1977, с. 352.
2. Авторское свидетельство СССР
N - 75581, кл. С 02 F 1/42, 3 1.05.49. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБЕССОПИВАНИЯ 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 регене„„Я0„„1131836 А рации, обессоливание ведут путем последовательного пропускания воды через йа-катионитный, высокоосновный
НСОз — анионинтный и дополнительно через слабокислотный Н-катионитный фильтры, а отработанный регенераци« онный 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 N а-катионитиого фильтра.
2. Способ по п. 1, о т л и— чающий с я тем, что через Н-ка- д тионитный фильтр пропускают раствор Е угольной кислоты в направлении свер-. ху вниз, а отработанный раствор анионитного фильтра — снизу вверх.
3. Способ но п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что регенерационный раствор пропускают через анионитный фильтр снизу вверх, а через Ка-катионитный фильтр — сверху вниз.
Ми
1131836
40
Изобретение относится к обработке воды ионитами и может быть использовано н энергетике, химической, электронной и нефтеперерабатывающей промышленности. 5
Известен способ обессоливания воды, включающий последовательное Н-ОНионирование и регенерацию катионитных фильтрон серной или соляной кис- . лотой, а анионитного фильтра — едким 10 натром (1), Недостатками известного способа ! являются высокие затраты на товарные реагенты, значительные объемы и высокое солесодержаные сточных вод.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату;является способ обессоливания воды, включающий последовательное пропускание воды через
Н-катионитный и анионитный фильтры и регенерацию ионитов путем последовательного пропускания раствора угольной кислоты через Н-катионитный и анионитный фильтры (21 .
Недостатками известного способа являются высокий расход угольной кислоты на приготовление регенерационного раствора и большое количество стоков
Цель изобретения — повышение степени очистки, сокращение расхода углекислоты и количестна стоков при регенерации.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу обессоливания . воды обессоливание ведут путем пос-. ледовательного пропускания воды через Яа-катионитный, высокоосновный
НСО5 -анионитный и дополнительно через слабокислотный Н-катионитный фильтры, а отработанный регенераци-. онный раствор анионитного фильтра предварительно пропускают на стадии ,регенерации через Н-катионитный . фильтр перед.пропускайием через не45 го раствора угольной кислоты, после чего полученный раствор направляют на регенерацию Na-катионитного фильтра.
При этом через Н-катионитный фильтр пропускают раствор угольной кислоты в направлении сверху вниз, а отработанный раствор анионитного фильтра — снизу вверх.
Кроме того, регенерационный раст- 55 вор пропускают через анионитный фильтр снизу вверх, а через Na-катионитный фильтр сверху вниз.
По предлагаемому способу установлено, что более нысокая степень очистки воды может быть достигнута при пропускании ее последовательно через Ма-катионитный, высокоосновной НСО5 -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 Ма.и НСО5 -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 КБ-4 по 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) Нкатионита. Применение сильнокислотного катионита приводит к снижению фйльтроцикла и к увеличению количества стоков.
Применение высокоосновного НСО5— 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 НСО5 -форму требуется увеличить концентрацию бикарббната 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 ре генерации используется для предва-, рительного доистощения Н-катионитного фильтра (перед его регенерацией углекислотой).
836
Э 1131
Отработанный регенерационный рас.твор 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 10 отработанным регенерационным раствором Иа-катионитного фильтра после обработки его щелочными реагентами.
Ввиду того, что обессоливание ведут путем пропуска воды через ионит- 15 ные фильтры в направлении сверху вниз
1 а регенерацию фильтров ведут растворами с переменным составом и концентрацией, появилась необходимость в дифференцированном подходе к вы- 20 бору направления пропуска реагентов.
Регенерацию Ма катионитного фильтра ведут отработанным раствором НСО>-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 НСО>-анионитного фильтра ведут разбавленным раствором вследствие относительно низкой растворимости углекислоты в воде и поэтому для увеличения эффективности регенерации нижних слоев анионита необходим пропуск регенерационного
35 раствора в направлении снизу вверх.
Доистощение Н-катионита отработанньнк раствором анионитного фильтра редут в направлении снизу вверх, так
40 как образующиеся при этом в объеме катионитной загрузки пузырьки угле*ислого газа свободно транспортируются из фильтра и не препятствуют прохождению раствора.
Регенерацию Н-катионитного фильтра раствором углекислоты при давлении
0,03-0,3 МПа технически удобнее проводить в прямоточном режиме так как регенерация противотоком (снизу вверх)
50 только усложнила бы условия ее проведения и конструкцию фильтра без заметного улучшения степени очистки воды.
Пример . Воду следуюшего состава, мг-экв/кг: Са+ + Ng 3,5; Na
2,6, НСО 0,7, Cl 3,4; 50у 2 пропускают через Na катионитный фильтр. Затем умягченную воду с остаточной жеа.— жесткостью О, 1 мг-экв/кг пропускают через НСО -анионитный фильтр. Фильтрат анионитного фильтра с содержанием NaHCOg в концентрации - 6 мг-экв/л. подают на Н-фильтр. Фильтрат Н-катионитного фильтра содержит ЙаНСО5 в количестве 0,5-0,8 мг-экв/кг .
В качестве загрузки Na-катионитного фильтра катионит КУ-2 в количестве 0,85 л; НС03 àíèîíèòíîãо фильтра — анионит AB-17 в количестве 2,7 л, Н-катионитного фильтра — КБ-4 в количестве 1,0 л.
Na-фильтр отключается на регенерацию по проскоку жесткости 0,1 мг-экв/кг, НСО -анионитный фильтр по проскоку хлоридов 0,2 мг-экв/кг и Н-фильтр по проскоку натрия 1 мг-.экв/кг.
После .истощения Н-фильтра на него подают снизу вверх отработанный регенерационный раствор НСО -анионитного фильтра с концентрацией нат- . рия 70-80 мг-экв/кг, из них 45-"
50 мг-экв/кг составляет NaHCQ, Нфильтр доистощается с целью повьппения концентрации натрия в Н-катионите.
Это при последующей регенерации углекислотным раствором обеспечивает not вышение концентрации Na 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 MIa при 20 С. Удельный расход воды на регенерацию всех ионитных фильтров составляет 7 л/л. Отработанный раствор Н-фильтра с содержанием ЙаНСО5
70-75 мг-экв/кг после сброса давления подают на регенерацию НС05-анионитного фильтра снизу вверх. Отработанный раствор НСОз-анионитного фильтра собирают и используют для доистощения Н-фильтра в следующем цикле регенерации.
Полученные рабочие обменные емкости ионитов следующие: для Н-катио5 1131836 нита 1200 мг-экв/л;для НСОз. анионита 460 мг-экв/л, для На-катионита
850 мг-экв/л.
Технико-экономический эффект предлагаемого способа обусловлен повы- шением степени очистки воды и удешевлением процесса за счет экономии воды и газа на регенерацию ионитов и исключения 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-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель О.Акульшин
Редактор Н.Киштулинец Техред 3 Фечо Корректор A.HJIbHH
