Способ регенерации полотна на основе ионообменных волокон
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соввтсиик
Социалистических
Республик
В 01 Х 49/00 с присоединением заявки М— 1ввуавуствкииыб квинтет CCCP IIo делам изабретеиий и вткрыти11 (23) Приоритет (53) УДК541.183..12(088.8) Опубликовано Оу04Д2 Бюллетень №13 Дата опубликования описания 070482 Варл а йойт;"--- -= -- -.. В.А; .Тихомиров, 1 «институт. цветных Г. А. Никандров, А. А. Аловяйников, Л. В А. И, Вулих, С. И, Лаптев, Ю. П. Лопатин и В. А, Чебуханова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский металлов (54) СПОСОБ-РЕГЕНЕРАЦИИ ПОЛОТНА НА ОСНОВЕ ИОНООБМЕННЫХ ВОЛОКОН! Изобретение относится к способам регенерации ионообменных волокнистых сорбентов и может быть использовано в различных технологических процессах, основанных на применении этихматериалов, в частности для глубокой очистки воды, извлечения редких и . драгоценных металлов из-сточных и природных вод,. очистки отходящих и вентиляционных газов. Известен способ регенерации поло10 тен (матов, листов, ремней) из ионообменных волокон с азотсодержащими функциональными группами, йасыщенных в процессе поглощения 50 или другими кислыми веществами из газовой фазы, IS путем погружения их в регенерирующий раствор (1). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ регенерации полотна на основе ионообменных волокон, заключающийся в пропускании движущейся ленты из ионообменного материала через емкость с срегенерирующим раствором(2 . Бесконечная лента из ткани на основе поперечносшитых волокон, содержащих полимерные амины, отработанная . в процессе поглощения кислых газов (СО, H S и др.), регенерируется при погружении движущегося ремня в нагретый водяной раствор основания. Основными недостатками способа регенерации полотна из ионообменных волокон путем его погружения в жидкий регенерант являются интенсивный износ полотна вследствие большой величины набухания. в жидкостях, большой удельный расход регенерирующего раствора, низкая степень использования регенерирующего агента и, как следствие этого, низкая концентрация конечного раствора llo десорбируемому компоненту и трудность утилизации этого раствора. Целью изобретения является снижение расхода регенерирующего раствора и повышение концентрации выходящего раствора по десорбируемому компоненту. Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа регене- рации полотна на основе ионообменных волокон путем обработки регенерантом, преимущественно раствором электролита отдельный участок полотна погружают в регенерант, а получаемый раствор отводят из другого участка полотна, находящегося ниже уровня ввода регенеранта. Кроме того, с целью ограничения скорости течения регенеранта полотно перегибают между участками ввода регенеранта и отвода раствора, при-. чем линия перегиба находится выше участка ввода регенеранта. Другое отличие состоит в том, что скорость течения регенеранта через полотно регулируют изменением высоты гидростатического подъема от участка 1 ввода регенеранта. Технология способа заключается в следующем. Для регенерации отдельный участок полотна (например, кромку фильтрующего элемента.или часть ленты из ионообменного полотна) выводят за пределы рабочего объема фильтра. Из участка полотна, находящегося в контакте с регенерантом, благодаря высокой гидрофильности и смачиваемости ионообменных волокон происходит продоль35 ное течение регенеранта через полотно. Для обеспечения непрерывного течения регенеранта получаемый раствор отводят из участка полотна, расположенного ниже уровня ввода регенератао та. Регенерация полотна предлагаемым способом происходит по наиболее благоприятному динамическому режиму с минимальным расходом регенеранта и максимальной концентрацией десорбируемого компонента в получаемом растворе. Скорость движения регенеранта через полотно можно регулировать, изменяя высоту гидростатического подьема регенеранта от поверхности раствора до места контакта. Пример 1 . Испытывают образец нетканого полотна из ионообменных волокон, полученных из сополимера акрилонитрила и метилвинилпиридина. Обменная емкость волокон (в форме основания) 2 мг-экв/г (по 0,1 н. НС1). Образец полотна имеет 3, 917857, 4 следующие размеры: ширина 200 мм, толщина 6 мм, длина 1000 мм; развес полотна 0,6 кг/см, плотность 0,1 г/см 1. Образец полотна, насыщенный HCl (4 ;моль/г), подвешивают за верхнюю кромку, отогнутую часть которой (50 мм) погружают на 20 мм в 4i-ный раствор NaOH. Через 5 мин образуется фронт движения раствора по полотну, который перемещается со скоростью 30 мм/мин и через 35 мин достигает нижней кромки образца полотна. После этого из нижней кромки вытекают вода, затем раствор МаС1 (с концентрацией до 3,0i) и раствор, содержащий NaC1 и NaÎH с убывающей концентрацией. Растворы вытекают с постоянной скоростью 25+ 2 мл/мин. До полного вытеснения иона С3 из образца полотна пропускают 1,4 л раствора МаОН и получают 0,8 л раствора. Для вытеснения раствора МаОН из полотна пропускают таким же образом 0,8 л воды и получают 0,8 л раствора со средней концентрацией NaÎH 34. Степень использования NaOH для регенерации (за вычетом содержания его в растворе, полученном при водной промывке полотна) составляет 603. При регенерации таких же образцов полотна путем чередующегося погружения в,43-ный раствор МаОН и отжатия или путем фильтрации этого раствора в направлении толщины полотна расход раствора МаОН (до отсутствия иона С8 в полотне) составляет 10-15 л, а степень использования NaOH - около 104. Раствор NaCP, не содержащий МаОН, при этом не может быть получен. При промывке водой этими же способами образца после регенерации получают 8-10 л раствора, содержащего 13 NaOH, Пример 2. Испытывают образец ткани ионообменного волокна, полученного омылением полиакрилонитрильного волокна и содержащего карбоксильные группы (волокно в Н-форме, обменная емкость 6 мг-экв/г по 0,1 н, NaOH). Образец ткани имеет размеры: ширина 200 мм, толщина 1,5 мм, длина 1000 мм; развес ткани 300 гlм . Условия испытаний аналогичны описанным в примере 1. Раствор NaÎH (И-ный) протекает через ткань со скоростью 10+ 1 мл/мин. До появления laOH в фильтрате собирают 280 мл воды, до выравнивания концентрации NaOH в фильтрате с исФормула изобретения ВНИИПИ Заказ 1961/8 Тираж 577 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 9178 ходной концентрацией - 350 мл раствора со средней концентрацией 2 54 NaOH. Всего пропускают 800 мл 43-ного раствора NaOH. При промывке ткани водой до рН фильтрата, равного 10 (более глубокая отмывка от NaOK невозможна ввиду гидролиза Na-формы карбоксильного волокна), получают 300 мл 3Ф-ного раствора МаОН. Степень прямого использования NaOH 454, а с уче; о том возвращенного 2,5-33-ного раствора NaOH 983. При регенерации таких же образ цов ткани методом погружения в 4F-ный раствор NaOH степень прямого ts использования составляет 15<, а при промывке образуется 2 л раствора с концентрацие" NaOH 0,54. Пример 3 . В условиях примера 1 изменяют длину отогнутой щ кромки полотна и уровень раствора йаОН таким образом, что высота подь-, ема регенеранта от уровня раствора до линии перегиба полотна изменяется от 10 до 120 мм. Скорость протекания 25 раствора через полотно изменяется при этом соответственно от 35 до 15 мл/мин (линейная скорость движения по полотну от 45 до 20 мм/мин), Пример 4 . В условиях при- зо мера 1 проводят промывку водой образца ткани из омыленного полиакрилонитрильного волокна в Na-форме, Размеры образца: ширина 200 мм, толщина 2 мм, длина 1000 мм; развес ткани 350 г/м, обменная емкость 6 мг-экв/г. При изменении высоты гидростатического подъема воды по ткани от 10 до 120 мм скорость протекания через полотно изменяется от 110 до 4р 12 мл/мин (соответствующая линейная скорость перемещения воды по полотну изменяется от 275 до 30 мм/мин), Пример 5 . Испытывают образец нетканого полотна из ионообмей- 45 ного волокна, полученного методом радиационной прививочной полимеризации акриловой кислоты на полипропиленовом волокне. Образец полотна в Na-форме имеет обменную емкость 4 мг-экв/г, длину 1000 мм, ширину 200 мм, толщину 3 мм. В условиях испытаний по примеру 4 при изменении высоты гидростатического подъема во57 6 ды по полотну от 10 до 120 мм скорость протекания воды, через полотно изменяется от 30 до 6,5 млlмин (линейная скорость по полотну изменяется о. 50 до 12 мм /мин ). Использование предлагаемого способа регенерации полотна из ионообменных волокон позволяет значительно (в 5-10 раз) сократить объем регенерирующего раствора и промывных вод и соответственно повысить степень использования химических реагентов и концентрацию десорбированного вещества в получаемых растворах по сравнению со способами, основанными на погружении полотна в регенерант. 1. Способ регенерации полотна на основе ионообменных волокон путем обработки регенерантом,, преимущественно раствором электролита, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода регенеранта и повышения концентрации выходящего раствора по десорбируемому компоненту, отдельный участок. полотна по- . гружают в регенерант и получаемый раствор отводят из другого участка полотна, находящегося ниже уровня ввода регенеранта. 2. Способ по .и. 1, о т л и ч а « ю щ и и с,я тем, что, с целью ограничения скорости течения регенеранта, полотно перегибают между участками ввода регенеранта и отвода раствора, причем линия перегиба находится выше . участка ввода регенеранта. 3. Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что скорость течения регенеранта через полотно регулируют изменением высоты гидростатического подъема от участка ввода регенеранта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент CEJA М 3646594, кл. 55-59, 29.02.72. 2. Патент СИА У 3498026, кл. 55-73, 03.03.70.
