Ионообменный аппарат непрерывногодействия

 

Союз Сееетских

Сециааистиических

Ресаублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ («)814442

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.02.79 (21) 2729395/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.0381. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 25,03.81 (53)М К 3

В 01 J 47/02

Гоеударствеммый коинтет

СССР яо деааи изобретений н открытнй

РЗ) УАК 541.183. .12(088.8) у «," »,, /

П, 1, Е.П. Вуравлев, A.М. Когановский и С. В. Дрофф Ъич .::": I,! ! . I ("ЙДн f i ° о

1 — 1

Институт коллоидной химии и химии воды AH Украинской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИОНООВМЕННЫЙ АППАРАТ НЕПРЕРЫВНОГО

ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к очистке сточных вод методом ионного обмена и может быть использовано в химической промышленности для создания бессточных систем водоснабжения.

Известен аппарат для очистки сточных вод, в которых деминерализация воды осуществляется с гымощью движущегося слоя ионообменных смол $1J.

Однако этот аппарат не позволяет реализовать в производственных условиях прогрессивные способы, предусматривающие применение для регенерации ионообменных смол концентрированных реагентов.

Применение концентрированных реагентов позволяет получать в качестве отработанных растворов электролита растворы, которые можно без дополнительных затрат утилизировать как по лупродукты в производстве.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является аппарат, содержащий корпус с ионообменной загрузкой, секции обессоливания воды, кондиционирования, регенерации, противоточной и прямоточной промывки ионообменной загрузки, коллекторы подачи

° обрабатываемой воды и отвода фильтрата, расположенные в секции обесеоливания воды, коллекторы ввода слабого регенерационного раствора и отвода деминерализованной воды, размещенные в секции кондиционирования, коллекторы ввода концентрированного регенерационного раствора и отвода отмытых загрязнений, размещенные в секции регенерации, коллекторы ввода деминерализованной воды и отвода слабого регенерационного раствора, размещенные в секции противоточной промывки, коллектор ввода промывной воды, расположенный в секции прямоточ-. ной промывки, и устройство для транспортирования ионообменной загрузки $2) .

Недостатком данного устройства является большой расход промывной воды вследствие индивидуального подвода и отвода растворов в каждую секцию.

Следует отметить, что повышение расхода промывной воды приводит к понижению концентрации отработанных регенерационных растворов, что, в свою очередь., вызывает увеличение затрат на их утилизацию.

Цель изобретения — повьхаение экономичности аппарата в работе эа счет снижения расхода промывной воды.

814442

Поставленная цель достигается тем, что корпус снабжен перфорированной перегородкой, расположенной в секции обессоливания, при этом коллектор ввода деминерализованной воды соединен с коллектором ее вывода, а коллектор вывода слабого регенерацион.ного раствора соединен с коллектором

его ввода.

На чертеже иэоГ>ражен предлагаемый аппарат, разрез.

Ионообмеиный аппарат непрерывного действия состоит из корпуса 1, коллекторов 2 и 3 подачи обрабатываемой воды и отвода фильтрата, перфорированной перегородки 4, расположенных в секции обессоливания воды коллектора 5 отвода деминералиэованн и воды и коллектора б ввода слабого регенерационного раствора, расположенных в секции кондиционирования, коллектора 7 отвода на утилизацию отрабо- 20 танного регенерационного раствора и коллектора 8 ввода концентрированного регенерационного раствора, размещенных в секции регенерации, коллектора 9 отвода слабого регенерационно- 25

ro раствора и коллектора 10 ввода деминералиэованной воды, размещенных в секции противоточной промывки, коллектора 11 подачи промывной воды в секцию прямоточной промывки, транспортирующего устройства 12 ионообменной смолы, насоса 13, трубопровода

14, соединяющего коллекторы деминерализованной воды, и трубопровода 15 соединяющего коллекторы слабого регенерационного раствора.

Аппарат работает следующнм образом.

Эрлифтом подается ионообменная смола в Н-форме в секцию обессоливания, куда через коллектор 2 посту- 40 пает минералиэованная вода. В секции происходит дименирализация последней и -истощение смолы, т.е. ионы жесткости, например, Са+, обменивается на ионы Н . Деминерализованная (очищенная) вода через коллектср 3 выводится из аппарата. Истощенная

+2 ионообменная смола (смола в Са -форме), частично содержащая деминерализованную воду, через разделительную щ перфорированную перегородку 4 поступает в секцию кондиционирования, в которую непрерывно через коллектор 6 вводится слабый регенерационный раствор, например НКО, который вытесняет деминерализованную воду, находящуюся в слое смол. Вытесненная вода отводится через коллектор 5.в трубопровод 14.

Истощенная обезвоженная (Са -форма) смола под действием сил гравита- 60 ции поступает в секцию регенерации, куда через коллектор 8 подается концентрированный регенерационный раствор, например НМО (70=.6), который частично разбавляется промывным раствором. В этой секции происходит регенерация ионообменной смолы, т.е. перевод кальций-формы ионита в Н-форму. Отработанный регенерационный раствор выводится через коллектор 7 на утилизацию.

Отрегенерированная смола (Н-форма), содержащая в своем слое регенерационный раствор, например кислоту, поступает в секцию противопромывки, куда по трубопроводу 14 из секции кондиционирования через коллектор 10 подается насосом 13 раствор, содержащий вытесненную деминерализованную воду, который вытесняет неионогенно-поглощенный регенерационный раствор. Вытесненный регенерационный раствор через коллектор 9 поступает в .трубопровод 15, откуда непрерывно вводится в секцию кондиционирования. Освобожденная от остаточного регенерационного раствора смола поступает в секцию проточной промывки, куда непрерывно через коллектор 11 подается вода промывки. Отрегенерированная и отмытая смола (Н-форма) транспортирующим устройством подается в секцию обессоливания воды.

Особенностью предлагаемого аппарата является наличие замкнутого контура, включающего коллектор 6, коллектор 5, трубопровод 14, нагнетающее устройство 13, коллектор 10, коллектор 9. Упомянутое отличие по- зволяет сократить расход воды на обработку 1 м ионообменной смолы на

30-403, тем самым предотвращается вообще сброс в канализацию какихлибо отработанных растворов. Следует также учесть то, что концентрация отработанного регенерационного раствора увеличится на 15-30%. Это позволяет значительно сократить расходы на его утилизацию, например при использовании HNO> в качестве азотных удобрений.

Существо протекающего в замкнутом контуре процесса следующее.

Ионообменная смола после секции деминерализации содержит воду набухания, которая в известном аппарате вместе со смолой попадает в секцию регенерации и, следовательно, в регенерационный раствор, тем самым разбавляя его, извлечение этой воды в секции обессоливания позволило это предотвратить. Причем для извлечения воды испОльзуют неионогенно-поглощенную кислоту, которая в известном аппарате вместе со смолой попадает в зону промывки и в.промывочную воду.

Происходящее там загрязнение приводит к повышенному расходу воды на промывку (0,7-0,8 м воды на 1 м смолы, теоретический расчет показывает, что достаточно 0,35-0,4 м на

1 м смолы), Следует отметить, что предлагаемый аппарат для извлечения этой кислоты предусматривает испольэованне воды набухапия, ранее также не HGI- îëüýóåìîé. Таким образом, так как процесс в аппарате протекает непрерывно, то по одному колену контура (часть зоны противоточной промывки, коллектор 9, трубопровод 15, кол" лектор 6 часть эоны обессоливания) течет циркуляционный раствор, содержащий неионогенно-поглощенную кислоту,, а по другому — воду набухания, т.е. циркуляциончый раствор представляет два различных раствора, выступая в двух различных качествах.

Циркуляционный контур позволяет создать в зоне обессоливания аппарата барьер для разбавления регенерационного раствора. водой набухания, при- чем этот барьер устанавливается за счет ранее сбрасываемого в канализацию регенерационного раствора, который при этом загрязнял промывочную воду, а в зоне противоточной промыв- Щ ки — барьер для попадания регенерационного раствора в промывочную воду, тоже за счет ранее непроизводительно теряемого продукта. Таким образом, . циркуляционный раствор, обновляясь в каждый момент, циркулирует в аппарате непрерывно.

Формула изобретения

Ионообменный аппарат непрерывного действия, содержащий корпус с ионообменной загрузкой, секции обессоливания воды, кондиционирования, регенерации, противоточной и прямо.точной .промывки ионообменной загруз-. ки, коллекторы пОдачи обрабатываемой воды и отвода фильтрата, расположенные в Секции обессоливания воды, коллекторы ввода слабого регенерационного раствора и отвода деминералиэованной воды, размещенные в секции кондиционирования, коллекторы ввода концентрированного регенерационного раствора и отвода отмытых загрязнений, размещенные в секции регенерации, коллекторы ввода деминерализо-. ванной воды и отвода слабого регеиерационного раствора, размещенные в секции противоточной проьвавки, коллектор ввода промывной воды, расположенный в секции прямоточной промывки, и устройство транспортирования нонообменной загрузки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыаения экономичности в работе за счет снижения расхода проьывной воды, корпус снабжен перфорированной перегородкой, расположенной в секции обессоливания воды, при этом коллектор ввода деминералиэованной воды соединен с коллектором ее вывода, а коллектор вывода слабого регенерационного раствора соединен с коллектором его ввода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3152072, кл. 210-33, 1964.

2. Патент Франции В 2210043, кл. В 01 J 1/06, 1975.

814442

Заказ 877/9

Тираж 567 Подписное

ВННН0Н 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 С. Красносельская

Редактор В. Данко Техред М.федорнак Корректор В. Синицкая