Способ регенерации водород-катионитного фильтра первой ступени химобессоливания воды

 

Изобретение относится к технике очистки воды ионитами, в частности к способам регенерации водород-катионитного фильтра первой ступени и химобессоливающей установки и позволяет увеличить рабочую обменную емкость катионитов и степень очистки воды при близких к стехиометрическим количествам расходах серной кислоты, а также удешевить процесс. При регенерации Н-катионитного фильтра осуществляют подачу раствора кислоты в основной корпус двухпоточносверху и снизу, отвод отработанного регенерационного раствора через среднюю дренажную систему и подачу его в предвключенный корпус катионитного фильтра через анионитный фильтр, загруженный высокоосновным анионитом типа АВ - 17 - 8. При этом через анионитный фильтр пропускают 40 - 80% объема обрабатываемой воды на стадии обработки и весь объем отработанного кислого регенерационного раствора основного корпуса катионитного фильтра перед подачей его в предвключенный корпус. 1 ил., 1 табл.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s В 01 J 49/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

V (21) 4711550/26 (22) 20.04,89 (46) 30.08.91. Бюл. ¹ 32 (71) Азербайджанский инженерно-строительный институт (72) Г.К. Фейзиев, А.М. Насиров, К.Д. Ибрагимов и И,Н. Якубова (53) 628.543.2(088.8) (56) Фейзиев Г.К. Высокоэффективные методы умягчения, опреснения и обессоливания воды. М„Энергоатомиздат, ",988, с. 49. (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОДОРОДКАТИОНИТНО ГО ФИЛЬТРА П Е РВ ОЙ СТУПЕНИ ХИМОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ (57) Изобретение относится к технике очистки воды ионитами, в частности к способам регенерации водород-катионитного фильтра первой ступени химобессоливания воды установки и позволяет увеличить рабочую

Изобретение относится к технике очистки воды ионитами и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургической, химической и электротехнической промышленности.

Цель изобретения — увеличение рабочей обменной емкости катионитов, загруженных в водород-катионитные фильтры первой ступени очистки воды при близких к стехиометрическим количествам серной кислоты и удешевление процесса обессоливания, Способ регенерации водород-катионит-. ного фильтра первой ступени химобессоливания воды включает подачу раствора серной кислоты в основной корпус двухпоточно — сверху и снизу, отвод отработанного

„„SU„„1673207 А1 обменную емкость катионитов и степень очистки воды при близких к стехиометрическим количествам расходах серной кислоты, а также удешевить процесс. При регенерации Н-катионитного фильтра осуществляют подачу раствора кислоты в основной корпус двухпоточно — сверху и снизу, отвод отработанного регенерационного раствора через среднюю дренажную систему и подачу его в

r ðåäâêëþ÷åííûé корпус катионитного фильтра через анионитный фильтр, загруженный высокоосновным анионитом типа

АВ-17-8. При этом через анионитный фильтр пропускают 40-80ь обьема обрабатываемой воды на стадии обработки и весь обьем отработанного кислого регенерационного раствора основного корпуса катионитного фильтра перед подачей его в предвключенный корпус. 1 ил., 1 табл. регенерационного раствора через среднюю дренажную систему, установленную в слое катионита основного корпуса, и подачу его в предвключенный корпус катионитного фильтра через анионитный фильтр, загруженный высокоосновным анионитом типа

АВ-17-8 и включенный между предвключенным и основным корпусами катионитного фильтра в стадии обработки. через который пропускается 40 — 80% обьема обрабатываемой воды.

На чертеже показана технология осуществления способа.

На стадии обработки исходную воду 1 пропускают через предвключенный корпус водород-катионитного фильтра 2 первой ступени в направлении сверху вниз. Потом

1673207 часть фильтрата (40-80о ) пропускается через анионитный фильтр 3 в направлении сверху вниз, смешивается с остальной частью (60-20 ) и подается в основной корпус водород-катионитного фильтра 4 в направлении сверху вниз. Далее фильтрат 5 с целью обессоливания подвергается необходимой обработке. Часть воды, пропускаемой через фильтр 3, определяется тем условием, что в момент отключения катионитного фильтра на регенерацию анионит

АВ-17-8, загруженный в фильтр 3, полностью истощен по сульфат-иону, т.е. он находится вЯ04 --форме, При этом снижается сумма анионов сильных кислот в воде, поступающей в основной корпус, и увеличиваемся значение относительной щелочности в нем. В результате за счет предотвращения преждевременного проскока ионов натрия, остающихся после регенерации в слоях катионита, находящегося вокруг средней дренажной системы, и уменьшения высоты

"работающего" (защитного) слоя катионита повышается рабочая обменная емкость катионита, загруженного в основной корпус.

На стадии регенерации регенерационный раствор серной кислоты 6 в стехиометрическом количестве подается в основной корпус 4 двумя потоками — сверху и снизу, отводится через дренажную систему, установленную в середине слоя катионита. и пропускается последовательно сначала через анионитный фильтр 3. а потом через предвключенный корпус катионитного фильтра 2 в направлении сверху вниз. Отмывка от продуктов регенерации производится по этой же схеме. При этом сначала происходит сорбция кислоты анионитом

АВ-17-8 из отработавшего раствора основного корпуса и до появления кислотности на выходе фильтра 3 раствор, поступающий на предвключенный корпус, содержит только сульфат натрия.

Присутствие в отработанном растворе катионитов только ионов натрия и водорода обусловлено нахождением катионитов перед регенерацией кислотой в натрий-форме, достигаемым либо подачей на химобессоливание глубокоумягченной воды, приготовленной или Н-катионированием, либо предварительной регенерацией катионитов растворами натриевых солей, Нэ стадии отмывки происходит десорбция поглощенной кислоты из анионитного фильтра 3 и в предвключенный корпус поступает раствор серной кислоты, имеющий низкое содержание ионов натрия.

Таким образом, за счет поступления в предвключенный корпус раствора кислоты, имеющего более высокое значение отноше-!

55 ний Н/(H+Na) по сравнению со способом без применения анионитного фильтра, повышается эффективность регенерации катионита. загруженнго в нем. В результате повышается обменная емкость катионита, загруженного как в предвключенный корпус (эа счет поступления более чистого раствора кислоты), так и в основной корпус (за счет более глубокого истощения на стадии обработки). Это обуславливает повышение удельного расхода кислоты на основной корпус при сохранении общего расхода кислоты на регенерацию катионитного фильтра, близким к стехиометрическому, что позволяет получить фильтрат более высокого качества.

Через анионитный фильтр в зависимости от суммы анионов и соотношения хлори сульфат-ионов в обрабатываемой воде пропускается 40- 80 объема воды, обработанной эа фильтроцикл, с тем условием, что в момент отключения Н-катионитного фильтра на регенерацию анионит АВ-17-8 находился полностью в сульфат-форме. а не

CI- форме.

Возможен также пропуск всего количества воды через анионитный фильтр или в самом начале фильтроцикла, или при снижении кислотности фильтрата предключенного корпуса.

Регенерационный раствор на основной корпус подается двухпоточно — сверху и снизу. Количество кислоты, пропускаемой сверху и снизу, соответствует объему катионита, находящегося над и под средней дренажной системой.

Дьухпоточная подача серной кислоты на основной корпус обеспечивает работу слоя катиоиита. находящегося под средней дренажной системой, в противоточном режиме, что способствует получению фильтрата высокого качества, так как в последней фазе стадии обработки вода соприкасается с хорошо отрегенерированными слоями катионита. Поэтому регенерационный раствор серной кислоты готовится на воде, не имеющей противоионы (ионы жесткости, натрия), т.е. на Н-катионированной воде.

В связи с отсутствием опасности загипсования катионита концентрация регенерационного раствора серной кислоты принимается 4 — 67ь, что позволяет снизить расход воды на собственные нужды (на приготовление регенерационного раствора), После окончания регенерации катионитных фильтров производится регенерация анионитного фильтра раствором едкого натра, Рабочая обменная емкость высокоосновного анионита АВ-17-8 по гидроксилиону с увеличением концентрации и

1673207

Вариант

Технологические показатели

Способ

Известный

П едлагаемый

Удельный расход серной кислоты, г — экв/г— (к,/ з) Рабочая обменная емкость катионитов, г-экв/м э

КУ-2 — 8 (в предвключенном корпусе) КУ-2-8 (в основном корпусе ) Средняя

Среднеостаточная концентрация ионов натрия в фильтрате, мг-экв/л

1,02 (34,3) 1,02 (52.0 ) 720

1040

685

0,29

0,18

Удельный расход серной кислоты, г-экв/г— экв (кг/м ) Рабочая обменная емкость катионитов, г-экв/м з

Сульфоуголь (в предвключенном корпусе) КУ вЂ” 2-8 (в основном корпусе ) Средняя

Среднеостаточная концентрация ионов натрия в фильтратЕ, мг-экв/л

1,02 (28,0) 1,02 (36.3 ) 240

520

680

0,21

0.32 удельного расхода едкого натра увеличивается. Оптимальная концентрация едкого натра и удельный расход его составляет 6-8;ь и 1,5 г-экв/г-экв, Избыток щелочи используется для регенерации анионитного фильтра 5 первой ступени химобессоливания воды.

Возможно также проведение совместной регенерации анионитного фильтра с анионитными фильтрами первой, второй или обеих ступеней химобессоливания воды. 10

Пример. На химобессоливающую установку подается вода с ионным составом, мг-экв/л: Na 6,1; НСОз 2,1; ЯО! 3.0;

С! 1,0.

Основной корпус 4 катионитного филь- 15 тра загружен катионитом КУ-2-8, анионитный фильтр 3 — анионитом АВ-17-8.

Возможны два варианта эагружения предвключенного корпуса катионитнго фильтра: 20 ! предвключенный корпс катионитного фильтра 2 загружен катионитом КУ-2-8, соотношение объемов ионитов в фильтрах 2, 3 и 4 составляло 1:0,85:1; !! предвключенный корпус катионитно- 25 го фильтра 2 загружен сульфоуглем, соотношение объемов ионитов в фильтрах 2. 3 и 4 составляло 1,3;0,85:1.

Указанные соотношения объемов ионитов были выбраны с учетом допустимых вы- 30 сот загрузки различных ионитов в промышленных установках при одинаковых диаметрах фильтров. Через анионитный фильтр 3 пропускали 60 (, о оабатываемой воды. Отключение фильтров на регенерацию производили при снижении кислотности фильтрата основного корпуса 4 на 1,0 мг-экв/л, Технологические показатели процесса катионирования по известным и предлагаемым способам сведены в таблице.

Формула изобретения

Способ регенерации водород-катионитного фильтра первой ступени химобессоливания воды, включающий подачу раствора серной кислоты в основной корпус двухпоточно — сверху и снизу, отвод его через среднюю дренажную систему и пропуск через предвключенный корпус в направлении сверху вниз при нахождении катионитов, загруженных в оба корпуса, в натриевой форме. отличающийся тем,что,сцелью повышения рабочей обменной емкости катионитов и удешевления процесса, между предвключенным и основным корпусами катионитного фильтра включают анионитный фильтр. загруженный сильнооснсвным анионитом, и через него пропускают 40 — 807; объема воды и весь объем отработанного раствора серной кислоты и отмывочной воды основного корпуса перед подачей их в предвключенный корпус в стадии регенерации катионитного фильтра.

1673207

Составитель В. Висиловская

Редактор Н, Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор С. Черни

Заказ 2877 Тираж 312 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101