Способ умягчения воды

 

Изобретение относится к способам умягчения воды и позволяет создать бессточную технологию за счет организации замкнутой системы использования технологических растворов и воды. Способ умягчения воды осуществляют путем ее пропускания через катионишовный фильтр, при этом регенерацию фильтра ведут солевым раствором, в качестве которого используютсмесьотработанного регенерационного раствора, части отмывочных и продувочных вод котлов после ее упаривания до исходной концентрации по ионам натрия в аппаратах погружного горения , отработанную каустической содой для выделения солей жесткости и гипса и подкисленную углекислым газом и соляной кислотой . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 02 Р 1/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТО P С КОМУ С В ЛД ЕТЕЛ Ь СТВУ (21) 4800055/26 (22) 06,03,90 (46) 07.10.92, Бюл. N. 37 (71) Уральский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны вОдных ресурсов (72) B.È, Зеленин, И.T. Романов и P,P. Нуриахметова (56) Авторское свидетельство СССР

N 1189810, кл. С 02 F 1/42, 1985. (54) СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ (57) Изобретение относится к способам умягчения воды и позволяет создать бессточную технологию за счет организации

Изобретение относится к способам умягчения воды и может быть использовано в водоподготовке для питания энергетических установок и котлов малой и средней мощности, имеющих ионообменные фильтры катионирования воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является способ умягчения воды, включающий ее пропускание через катионитовый фильтр, регенерацию последнего раствором хлорида калия и обработку отрабаотанного регенерационного раствора вместе с продувочными водами, предварительно карбонизированными дымовыми газами для осаждения и отделения солей жесткости.

К недостаткам этого способа относятся: неполное осаждение солей жесткости и сульфат-ионов из регенерационных растворов, что ограничивает возможность многоциклового использования последних в качестве оборотного реагента при регенерации катионитовых фильтров и приводит к

„„ „„1766846 А1 замкнутой системы использования технологических растворов и воды. Способ умягчения воды осуществляют путем ее пропускания через катионишовный фильтр, при этом регенерацию фильтра ведут солевым раствором, в качестве которого используют смесь отработанного регенерацион ного раствора, части отмывочных и продувочных вод котлов после ее упаривания до исходной концентрации по ионам натрия в аппаратах погружного горения, отработанную каустической содой для выделения солей жесткости и гипса и подкисленную углекислым газом и соляной кислотой. 1 ил. загрязнению окружающей среды при использовании этих растворов в качестве удобрений; только частичное использование дымовых газов (их тепла).

Цель изобретения — создание бессточ-. ной технологии за счет организации замкнутой системы использования технологических растворов и воды.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве солевого раствора для регенерации используют смесь отработанного регенерационного раствора, части отмывочных вод, продувочных вод котлов после ее упаривания до исходной концентрации по ионам натрия в аппаратах погружного горения за счет тепла дымовых газов от котлов, обработки каустической содой при рН = 11,5 и t = 80 С для выделения солей жесткости и сульфат ионов и подкисления полученного раствора до рН =.5 пропусканием дымовых газов и добавлением соляной кислоты.

На чертеже приведена схема осуществления способа.

1766846

Схема содержит катионитовый фильтр

1, линии для подачи исходной воды 2 и отвода умягченной воды 3 для питания котлов, линии для подачи отработанного регенерационного раствора 4, неконцентрированной части регенерационных растворов и отмывочных вод 5 и линии 6 для концентрированных частей отмывочных вод и регенерационного раствора, линию 7 подачи продуво Гййх котловых вод в смеситель 8, линий 9 для подщелачивания упариваемого регенерациойного раствора и 10 для пере качивания последнего в аппарат погружно. го горения 11, линии 12 подачи дымовых газов в аппарат и 13 для подкисления регенерационного раствора в усредненной емкости 14, линии 15 подачи суспензии со шламом на пресс-фильтр 16, линии 17 для отвода фильтрата регенерационного раствора и линии 18 для выгрузки шлама.

Пример. Через катионитовый фильтр

1 пропускают исходную жесткую воду 2.

Процесс умягчения воды протекает по реакцйи:

2R — Ма+Са(НСОз) — Са+ 2йаНСОз г

После насыщения катионита ионами жесткости по линии 4 подают 107-ный раствор хлористого натрия в течение 25 — 30 мин, Процесс регенерации протекает по реакции:

Са + 2КаС! - 2 — Na + CaClz

Стоки процесса регенерации и отмывочные воды разделяют на части, одну четверть которых по линии 6,. содержащую наибольшие концентрации солей жесткости

CaClz и MgClg, направляют в смеситель 8, в который в определенном соотношении подают продувочную воду от котлов 7 и едкий натр для доведения кислотности смеси до рН = 12, Оставшиеся малоконцентрированные по солям жесткости три четверти регенерационного раствора и отмывочных вод 5 смешивают с отработанным регенерационным раствором 17 и подают на регенерацию катионитового фильтра по линии 4, Подготовленный для упаривания смешанный раствор по линии 10 поступает в аппарат погружного горения 11, в котором происходит одновременно процесс упаривания и концентрирования солей жесткости.

Источником углекислого газа для упаривания и карбонизации служат отработанные дымовые газы производственных процес55 трия отпадает необходимость его пополнения в процессе. Наконец, положительный экономический эффект дает использование шламов в производстве строительных материалов и экономия воды при введении замкнутого цикла, сов 12, В аппарате 11 протекают следующие реакции:

2NaOH+ СО2 - Иа2СОз+ Н20

СаClz+ йа2СОз - СаСОз+ 2NaС

5 СаС!2+ 2йаНСОз - Са(НСОз)2+ 2NaCI

Mg Ciz+ 2NaOH — Мц(ОН)г+ 2NaCI

CaClz+ NazS04 Са$04+ 2NaCI

Реакции протекают при 80 — 90 С за счет тепла дымовых газов, имеющих темпера10 туру 180 — 230 С. Излишки дымовых газов, содержащих непрореагировавший углекислый газ, отводят по линии 13 для предварительного подкисления до рН = 7 фильтрата

17 в усредненной емкости 14, Окончатель15 ное подкисление до рН = 5 — 6 производится соляной кислотой, Результаты эксперимента показали, что при рН = 5 — 6, обменная емкость катионитового фильтра максимальна, 20 Как показали эксперименты, выделение гипса достаточно полно происходит при концентрации раствора по ионам Na—

69 г/л, рН = 11,5 и температуре 80 С.

Кислотность с рН = 11,5 устанавливают для

25 полного выделения ионов магния, t 80 С устанавливается самопроизвольно после выпарного аппарата, а концентрацию по ионам Na поддерживают максимально возможной для нормальной работы выпарного

30 аппарата.

Суспензию упаренных регенерационных растворов из аппарата 11 по линии 15 перекачивают на пресс-фильтр 16, с которой фильтрат по линии 17 поступает на подкис35 ление в усреднительную емкость 14, а шлам

18 удаляют для дальнейшего использования, например, в производстве строительных материалов.

Сравнительные данные по эффективно40 сти предложенного и известного способов представлены в таблице.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет полностью отказаться от сброса сточных вод и содержащихся в них

45 примесей в водоемы или на сельхозугодия, а дымовых газов в атмосферу, что с экологической точки зрения является важным решением вопроса охраны окружающей среды, Использование в технологическом процес50 се сточных воды и дымовых газов позволяет отказаться от дополнительных капитальных вложений на очистные сооружения, а за счет оборотного использования хлористого на1766846

Формула изобретения. Л /.

П е ложенный способ

Известный способ

Компоненты

Примечание извлечения в оса ок извлечения в оса ок куда направляется куда направляется

30-40

99

Са$04

СаСОз

М9(ОН)г

83

П редложенный способ бессточный и безотходный

В отвал

То же

Тепло дымовых газов

Очищенные стоки

Испол ьзуется частично

Минеральные удобрения

Составитель А. Новоселова

Техред М,Моргентал Корректор Е. Папп

Редактор С, Кулакова

Заказ 3516 Тираж 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

Способ умягчения воды, включающий ее пропускание через катионитовый фильтр, регенерацию фильтра солевым раствором, смешивание отработанного регенерационного раствора с продувочными водами паровых котлов, обработку смеси дымовыми газами для выделения ионов жесткости, отличающийся тем, что, с целью создания бессточной технологии путем организации замкнутой системы использования технологических растворов и воды, в качестве солевого раствора для регенерации катионитового фильтра используют смесь отработанного

5 регенерационного раствора, части отмывочных и продувочных вод котлов после ее упаривания до исходной концентрации по ионам натрия в аппаратах погружного горения, обработанную каустической содой для

10 выделения солей жесткости и гипса и подкисленную углекислым газом и соляной кислотой.

В производство строительных материалов

Используется на упаривание

На повторную регенерацию