PL31073B1 - Sposób zwiekszania wydajnosci urzadzen do odsalania wody - Google Patents

Description

Wiadomo, ze wodniste ciecze mozna odsalac, a w szczególnosci wode pozba¬ wiac twardosci przez to, ze przy dwustop¬ niowym sposobie pracy do takich cieczy dodaje sie najpierw wymienników ka¬ tionów, zawierajacych jony H, a nastepnie wymienników anionów, zawierajacych jony OH. W pierwszym stopniu pracy kationy metali cieczy wodnistej zostaja wymienio¬ ne na jony wodorowe i z filtrów odplywa woda w zasadzie zawierajaca jeszcze jedy¬ nie wolne kwasy. W diruigim stopniu pracy z wody takiej usuwa sie jony kwasów przez wymiane z jonami OH. W rezultacie prak¬ tycznie biorac otrzymuje sie wode pozba¬ wiona soli. Sposób ten przeprowadza sie za pomoca rozmaitych wymienników wspo¬ mnianego rodzaju, dzielac ewentualnie te dwa stopnie traktowania na wieksza liczbe poszczególnych zabiegów. A wiec np. uzy¬ wa sie jednego wspólnego filtru z przedzia¬ lami kolejno jeden za drugim umieszczony¬ mi, przeznaczonymi do róznych wymienni¬ ków, przy zachowaniu moznosci przepro¬ wadzania regeneracji oddzielnie, albo sto¬ suje sie wieksza liczbe równolegle polaczo¬ nych filtrów pojedynczych, przeznaczo¬ nych odpowiednio do róznych wymienni¬ ków, lub tez wreszcie w kazdym stopniu traktowania stostuje sie wieksza licdbe je¬ den za drugim polaczonych filtrów poje¬ dynczych, które ewentualnie moga byc po¬ laczone na przemian, np. w ten sposób, ze filtr przeznaczony do regeneracji jako ostatni bedzie umieszczony na pierwszym lub ostatnim miejscu i bedzie zasilany wo-da traktowana. Mozna równiez pracowac w ten sposób, ze nastepujace kolejno trak¬ towanie za pomoca wymienników kationów a anionów wymienionego rodzaju powtarza sie w taki sam sposób lulb w odmienny, raz lub wieksza liczbe razy, W charakterze wymienników stosowa¬ nych przy sposobie wedlug wynalazku lezy to, ze po pewnym czasie zostaja one wy¬ czerpane i przez odpowiednie traktowanie musza byc znów regenerowane. Tego ro¬ dzaju regeneracje przeprowadza sie celo¬ wo za pomoca roztworów rozcienczonych o charakterze kwasowym lub zasadowym, mianowicie takich* jakie przez wymiane kationów metali wzglednie jonów kwaso¬ wych na jony wodorowe wzglednie jony OH maja zdolnosc ladowania wyczerpa¬ nych wymiennników jonami o charakterze odpowiadajacym kazdorazowemu celowi za¬ stosowania ich. Po tego rodzaju regeneracji wymienniki przede wszystkim nalezy prze¬ mywac tak dlugo, az dany srodek regene¬ rujacy zostanie usuniety w dostatecznym stopniu. Przy uzyciu wymienników katio¬ nów, naladowanych jonami H i regenero¬ wanych za pomoca roztworów kwasnych, to przemywanie odbywa sie stosunkowo szybko, natomiast przy uzyciu wymienni¬ ków anionów, naladowanych jonami OH i regenerowanych za pomoca roztworów za- zadowych, — stosunkowo wolno. Przyczy¬ na tego wolno odbywajacego sie przemy¬ wania jest to, ze wymienniki anionów przy regeneracji ich, np, za pomoca wodorotlen¬ ku sodowego, przyjmuja nie tylko pozada¬ ne jony OH, lecz równiez pochlaniaja po¬ nadto znaczne ilosci srodka odzywczego, którego wiekszosc wprawdzie moze byc stosunkowo szybko wymyta, natomiast je¬ go pozostalosci, szkodliwe przy wlasciwej pracy, moga byc usuniete tylko stopniowo.Skutek tego jest ten, ze do wymycia rege¬ nerowanego wymiennika anionów nalado¬ wanego jonami OH potrzebne sa stosunko¬ wo znaczne ilosci wddy, przy czym filtry wymienników anionów stosunkowo dlugo pozostaja poza wlasciwa praca odsalania.Zjawisko to równoczesnie ogranicza wydaj¬ nosc filtrów wymienników kationów, o ile nie zastosuje sie na ten czas odpowied¬ nich urzadzen dodatkowych w postaci fil¬ trów rezerwowych do wymienników anio¬ nów lub do znacznie szybciej zregenero¬ wanych filtrów wymienników kationów, co jednak jest zwiazane z wydatkami na urzadzenia dodatkowe i prace.Wedlug wynalazku w ramach opisane¬ go sposobu odsalania wody mozna nie tyl¬ ko zaoszczedzic znacznych ilosci wody, ale równiez w znacznym stopniu spotegowac wydajnosc urzadzen do odsalania wody, przez to, ze zamiast wody surowej lub nie¬ zaleznie od niej do wymienników katio¬ nów doprowadza sie wode odplywajaca z wymienników anionów po regeneracji ich, z chwila, gdy zawartosc w niej soli osiagnela mniej wiecej stopien zawartosci soli w wodzie surowej albo go nie 'dosie¬ gla oraz dopóki zawartosc soli w tej wo¬ dzie nie odpowiada pozadanemu stopnio¬ wi odsoleriia. Jezeli postepuje sie w ten sposób, to znacznej czesci Wody, sluzacej do wymywania wymiennika anionów, w której zawartosc soli stosunkowo szybko spada ponizej stopnia zawartosci soli w wodzie surowej, albo stosunkowo dlugo utrzymuje sie ponad zadanym stopniem cdsolenia, wymaganym od czystej wody, nie trzeba odprowadzac bezuzytecznie, lecz mozna ja na nowo zuzytkowywac.Odbywa sie to w szczególnie korzystny sposób dla tego, iz zawartosc soli w wo¬ dzie doprowadzonej do wymienników ka¬ tionów jest innego rodzaju. Poza tym sól ta jest przyjmowana przez wymienniki la¬ twiej od soli wody surowej, gdyz obciaze¬ nie wymienników kationów i anionów w obliczeniu na ilosc wody jest odpowiednio mniejsze, a zatem ich stopien dzialania zo¬ staje odpowiednio wzmozony. Wskutek powyzszego wspomniana uprzednio wada — 2 -dluzszego trwania Wymywania odnosnie wymienników anionów zostaje w znacz¬ nym stopniu usunieta.Woda opuszczajaca wymienniki anio¬ nów, bez uwzglednienia pierwszych jej ilo¬ sci, zawiera w wiekszej czesci tylko sole zasadowe, np. sode lub podobne, nato¬ miast zadnych soli obojetnych, np. siarcza¬ nów lub chlorków. Te sole zasadowe pod¬ czas pracy, wedlug wynalazku, jak to ijuz wspomniano, zostaja ze szczególna latwo¬ scia przejete przez wymienniki jonów wo¬ dorowych. W talki sam sposób wody te po usunieciu (z nich kationów obciazaja wy¬ mienniki anionów w stopniu tylko nie¬ znacznym, lub tez wcale ich nie obciaza¬ ja, a to ze wzgledu na brak w nich kwasu mineralnego lub tez jego mala ilosc. Dal¬ sza zaleta sposobu wedlug wynalazku po¬ lega wreszcie na tym, ze wieksza czesc wody przemywajacej staje sie uzytkowa wzglednie zostaje doprowadzona do wody oczyszczonej, dzieki czemu wymywanie odbywa sie szczególnie dokladnie i bez zastrzezen w stosunku do normalnie po¬ wstajacych strat wody przemywajacej.Podany ponizej przyklad wykonania Wyjasni blizej sposób wedlug wynalazku.Zel zelazowy, wysuszony i rozdrobnio¬ ny na ziarna odpowiedniej wielkosci, sto¬ sowany jako wymiennik anionów, zostal zregenerowany za pomoca roztworu sody.W celu wymycia sody stosuje sie okolo 2^/2 razy wieksza ilosc wody od tej, jaka moze pomiescic wymiennik, gdyz wówczas woda posiada zasadowosc odpowiadajaca mniej wiecej zasadowosci wody surowej, to jest zuzywa p/10 om8 kwasu na 100 cm3.Poniewaz stosowano berlinska wode wo¬ dociagowa, zawartosc ta wynosila okolo 3 cm8 n/10 kwasu. Nastepnie wode prze¬ mywajaca doprowadza sie bezposrednio lub ptsrednio przez zbiornik do filtra wymiennika kationów, zregenerowanego kwasem i wypelnianego weglem sulfono¬ wanym, az zawartosc zasad w wodzie przemywajacej spadnie do okolo 0,3 cm* n/10 kwasu w kazdych jej 100 cm, Stopien wymycia wymiennika anionów jest uza¬ lezniony od zadanego stopnia czystosci wody. Mozna zatem przemywanie prze¬ rwac przed wskazanym punktem, a wiec np. przy zuzyciu 6,5 cm3 n/10 kwasu, albo tez w takim punkcie na przyklad, gdy zu¬ zycie n/10 kwasu wynosi 0,2 cm3. W celu wymycia wymiennika anionów, np. az do zuzycia 0,5 cm3 n/10 kwasu, w zaleznosci od rodzaju stosowanego zasadowego srod¬ ka regeneracyjnego zuzywa sie wody prze¬ mywajacej lacznie okolo 18 do 25 razy ob¬ jetosciowo wiecej od pojemnosci wymien¬ nika. Po zastosowaniu sposobu wedlug wy¬ nalazku ze wskazanej ilosci wody nada¬ je sie znowu do uzytku woda w ilosci oko¬ lo 15 do 22 razy wiekszej od pojemnosci wymiennika.Podobnie rzecz isie ma przy innych wy¬ miennikach anionów, np. przy wymienni¬ kach w rodzaju czerni anilinowej, lub przy wymiennikach anionów o charakterze zy¬ wic, otrzymywanych przez kondensacje amin aromatycznycha z aldehydami.Przyklad. Filtr wypelniony 1 om8 po- ziaimowanego wymiennika anionów rege¬ nerowano rozcienczonym roztworem sody* przy czym ilosc roztworu sody obliczono tak, ze odplywajacy roztwór regeneracyj¬ ny wskazywal na rozpoczynajace sie czer¬ wienienie fenoloftaleiny. Nastepnie zasto¬ sowano wymywanie, przy czym pierwsze wody pluczkowe wypieraly roztwór rege¬ neracyjny wykazujac zasadowosc zarów¬ no w stosunku do fenoloftaleiny, jak i do metyloranzu. Gdy przez filtr przeplynelo okolo 3 m8 wody, zuzycie wody pluczko¬ wej spadlo do 1,8 cm3 1/10 n kwasu solne¬ go na 100 cm8 cieczy przefiltTOwanej. Od¬ plywajaca dalej woda pluczkowa byla zbierana. Trzeba bylo jeszcze wo4y plucz¬ kowej uzyc w ilosci 13 m8, aby zuzycie 1/10 n kwasu solnego na 100 cm8 przesa¬ czu obnizylo sie do 0,3 — 0,5 cm8. Jako — 3 -woda pluczkowa sluzyla woda uwolniona za pomoca wymiennika wodoru od swych kationów, wykazujaca ilosc kwasu mine¬ ralnego (kwas siankowy" + solny) odpo¬ wiadajaca równowartosci 5,9° twardosci.Po przemyciu otrzymano czysta wode w ilosci okolo 100 m3, przy czym filtr po¬ chlonal ilosc kwasu odpowiadajaca rów¬ nowartosci 5,9 g wapna na 1 1 wody. Ilosc kwasu, zawarta w wodzie odplywajacej z filtra wymiennika wodoru, podawana w stopniach wapna, odpowiada zasadniczo najprostszemu zobrazowaniu, stosowane¬ mu w pracy technicznej, gdyz zarówno twardosc, jak równiez i inne w wodzie za¬ warte sole, a zatem i wolne kwasy mine¬ ralne wyraza w niemieckich stopniach twardosci, oznaczajacych ilosci równo¬ wartosciowe.Wynika zatem, ze na 100 m3 czystej wody zuzywa sie wszystkiego 16 m3 wody pluczkowej, to jest 16 %, z czego 13 m3, to jest 13%, powraca z powrotem do pro¬ cesu. Poniewaz woda dodatkowo przepro¬ wadzona przez filtr wymiennika anionów nie zostaje obciazona, gdyz zawiera tylko weglany, wfec wydajnosc filtru pod wzgle¬ dem ilosci czystej wody podnosi sie z 5,9 g na 6,7 g wapna na 1 1 wymiennika anio¬ nów. Równiez filtr, zawierajacy wymien¬ nik wodoru moze byc znaczniej obciazo- nY» gdyz pH wody zwieksza sie przez do¬ danie slabo zasadowej wody pluczkowej, a wraz ze wzrastajacym pH wzrasta rów¬ niez obciazenie wymiennika kationów, a mianowicie filtr wymaga uzycia 13 m8 do* datkowej wody pluczkowej.Powyzej podane Eczby odpowiadaja warunkom pracy fabrycznej, prowadzonej w sposób najbardziej celowy. Jednak oczy¬ wiscie mozna np. odprowadzanie wody pluczkowej rozpoczac juz nieco wczesniej, np. wówczas, gdy zuzycie kwasu solnego na 100 cm3 przesaczu wynosi 3 cm3 1/10 n kwasu solnego; Poniewaz jednak spadek zasadowosci Wody nastepuje z poczatku bardzo szybko, nie zyskuje sie przez to w ilosci wiekszej nadajacej sie do pono¬ wnego uzytku wody pluczkowej. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób zwiekszania wydajnosci urza¬ dzen do odsalania wody, w których wode w celu usuniecia z niej soli przepuszcza sie najpierw przez wymienniki kationów, naladowane jonami H, a nastepnie przez wymienniki anionów, naladowane jonami OH, znamienny tym, ze z chwila, gdy za¬ wartosc soli w wodzie odplywajacej z wy¬ miennika anionów po regeneracji go mniej wiecej odpowiada zawartosci soli w wo¬ dzie surowej lub jest mniejsza oraz dopó¬ ki ta zawartosc nie odpowiada zadanemu stopniowi odsalania doprowadza sie te wode do wymienników kationów zamiast wody surowej lub obtik niej. Permutit Aktiengesellschaft Zastepca: inz. J. Wyganowski rzecznik patentowy 40248 PL