PL32349B1 - Sposób przeprowadzania anionowych reakcyj wymiany w cieczach wodnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przeprowadzania anionowych reakcyj wy¬ miany w cieczach wodnych przy pomocy organicznych wymienników anionów, za¬ wierajacych grupy wodorotlenowe.Do odsalania wody i innych roztworów wodnych soli w coraz to wiekszym stop¬ niu stosuje sie substancje, z których jedne moga. zatrzymywac z cieczy wodnych ka¬ tiony, a drugie aniony. Postepuje sie przy tym w ten sposób, ze z traktowanej cieczy wodnej przy pomocy wymiennika katio¬ nów, który zawiera wodór jako dajacy sie- wymieniac kation, osiaga sie kationy przy tworzeniu sie wolnych kwasów, a nastep¬ nie przy pomocy wymiennika anionów, który zawiera grupe wodorotlenowa jako zdolny do wymiany anion, usuwa sie anio¬ ny z wytwarzaniem wody.W obu zabiegach prawie wylacznie sto¬ suje sie do wymiany substancje natury or¬ ganicznej, a mianowicie do ostatniego za¬ biegu — organiczne wymienniki anionów, zawierajace zasadowe grupy wodorotleno¬ we, lub wymienniki tworzace takie grupy, jak w szczególnosci dajace sie regenero¬ wac organiczne barwniki zasadowe, nie rozpuszczalne w wodzie, w slabo zasado¬ wych lub kwasnych roztworach, jak czern anilinowa, produkty posrednie grupy czer¬ ni anilinowej, np. emeraldyne, nigraniline i podobne, jak równiez zywice wymienia¬ jace aniony, które zostaly wytworzone przez kondensacje z aromatycznych aminlub aldehydów, zwlaszcza m-fenylenodwu- aminy i formaldehydu.Przy pracy z takimi organicznymi wy¬ miennikami anionów, zawierajacymi grupy wodorotlenowe, okazalo sie, ze po dluz¬ szym czasie pracy dzialanie wymienników anionów slabnie, to jest ich zdolnosc do przyjmowania anionów sitaje sie mniejsza i czesto obniza sie do polowy uprzedniej wysokosci. Zjawisko to jest nadzwyczaj niepozadane, gdyz wskutek tego ilosc wy¬ mienników i przynalezne do tego aparaty trzeba obliczac juz z góry na taka pojem¬ nosc zmniejszona.Okazalo sie rzecza niespodziewana, ze tlen, rozpuszczony w cieczach wodnych, stosowanych do obróbki, powoduje oczy¬ wiscie szkodliwa zmiane substancji orga- nizcnych, zastosowanych jako wymienniki anionów i zawierajacych grupy wodorotle¬ nowe, wzglednie daje powód do szkodli¬ wych zjawisk wspomnianych na wstepie.Obnizaniu sie pojemnosci wymienników anionowych udaje sie zapobiegac przy bar¬ dzo dlugiej pracy, jezeli wedlug wynalaz¬ ku zwróci sie uwage, aby w cieczy, dopro¬ wadzanej do wymienników, zawartosc tle¬ nu nie przekraczala okolo 1 mg/litr.O ile ciecz wodna, stosowana do ob¬ róbki, juz ze swej natury wykazuje zawar¬ tosc tlenu nie przekraczajaca 1 mg/litr, wówczas wystarcza postarac sie o to, aby az do zaikonczenia sie reakcji wymiany anionów ciecz nie przyjmowala dodatko¬ wych ilosci tlenu. W przeciwnym razie nalezy postarac sie o wydalanie tlenu wzglednie zmniejszanie zawartosci tlenu do nie wiecej niz okolo 1 mg/litr. Odnos¬ nie powyzszego istnieja liczne sposoby, znane z techniki oczyszczania wody, przy których stosuje sie badz odpedzanie tlenu, to jest odgazowywanie, badz chemiczne wiazanie tlenu z metalami lub zwiazkami, które w danych warunkach przechodza z nizszych w wyzsze stopnie utlenienia.W celu zmniejszenia zawartosci tlenu w cieczy wzglednie usuwania go szczegól¬ nie korzystne jest stosowanie srodków, które przy wspóldzialaniu tlenu, rozpusz¬ czonego w cieczy, prowadza do tworzenia sie wodorotlenków metali, zdolnych do wiazania kwasu krzemowego. W tym przy¬ padku z tworzeniem sie wodorotlenków metali jest jednoczesnie zwiazane równiez zmniejszanie sie ilosci kwasu krzemowego, rozpuszczonego przewaznie równiez w wo¬ dzie. Jako takie zwiazki wchodza w ra¬ chube, np. zwiazki zelaza, jak siarczan ze¬ lazowy, a zwlaszcza jednak takie, jakie nie wprowadzaja do cieczy anionów prze¬ szkadzajacych, jak wodorotlenek-2-zelazo- wy lub zwiazki -2-zelazowe slabych kwa¬ sów, jak kwasu weglowego, lub metale, jak np. najlepiej aktywowane zelazo meta¬ liczne lub równiez aluminium, cynk, ma¬ gnez lub stopy. O ile przy tym odkrze- mianie wodorotlenkami powstajacymi przy odkwaszaniu nie nastepowaloby bez trud¬ nosci, az do kazdorazowo pozadanego stopnia, wówczas mozna równiez przewi¬ dziec jeszcze zastosowanie dodatkowe wzglednie wytwarzanie takich wodoro¬ tlenków metali.Z korzyscia mozna postepowac rów¬ niez w ten sposób, ze czesc strumienia wody kwasnej, doprowadzanej do wy¬ miennika anionów, która moze p"ochodzic np. z wymiennika wodoru, przepuszcza sie nad metalicznym zelazem, obciazajac ja w ten sposób solami -2-zelazowymi oraz ten strumien czesciowy ponownie doprowadza sie do wody surowej. Przy tym zaklada sie, ze rozporzadza sie woda surowa o zasa¬ dowosci niezbednej do zobojetniania lub te zasadowosc wytwarza sie w tej wodzie.W tym ostatnio podanym przypadku trze¬ ba ewentualnie wziac w rachube pewien wzrost ilosci kationów w wodzie w razie doprowadzania do wody surowej np. wap¬ na. Wode mieszana po oddzieleniu wy¬ dzielonych wodorotlenków metali dopro¬ wadza sie nastepnie do wymiennika wo- — 2 —doru po ewentualnie calkowitym odkrze- mieniu w opisany wyzej sposób.Wielkosc strumienia czesciowego, do¬ prowadzanego do zelaza, metalicznego, za¬ lezy od zawartosci w wodzie anionów roz¬ puszczajacych zelazo, jak kwasu weglo¬ wego, solnego lub siarkowego, i od ilo¬ sci wiazanego tlenu, przy czym ilosc ze¬ laza, konieczna do dalszego pozadanego odkrzemienia, moze byc jeszcze dodatko¬ wo wprowadzona do roztworu. Przy tym moze zachodzic ten przypadek, ze cala ilosc wody trzeba bedzie przepuszczac nad metalem. Zreszta we wszystkich przypad¬ kach nastepnie trzeba dolaczyc drugi filtr, usuwajacy kationy. Po ustaleniu bowiem wymaganego stezenia jonów wodoru przez dodanie np. wapna, weglanu wap¬ nia i innych substancji, które sluza do stra¬ cania wodorotlenków metali w celu od- krzemiania, znów sa wprowadzane katio¬ ny. Jednak równiez i tu pozostaje utrzy¬ mana zaleta niewprowadzania do wody dodatkowych anionów. Mozna równiez postepowac w ten sposób, ze przy pomocy zelaza metalicznego wytwarza sie tylko taka ilosc jonów zelaza, jaka jest niezbed¬ na do odkwaszania, i przy pomocy innych metali do roztworu wprowadza sie dodat¬ kowe jony metali. Sposób ten wchodzi w rachube tylko wówczas, jezeli nie uzywa sie wszystkich anionów do wytwarzania jonów zelaza, potrzebnych do zwiazania tlenu. Trzeba wyraznie ponadto zazna¬ czyc, ze tlen zostaje zwiazany równiez przy rozpuszczaniu innych metali.Korzystne doprowadzanie jonów zela¬ za do cieczy moze byc dokonywane rów¬ niez przy pomocy elektrolitycznego naze- lazowywania jej. W tym celu nazelazo- ¦wana wode przepuszcza sie przez urza¬ dzenie wyposazone w anody zelazne, przy czym dobierajac liczbe anod i zastosowa¬ na ilosc pradu mozna ustalic oddawana ilosc jonów zelaza. Pomijajac zalete wol¬ nego od soli dozowania zelaza taki spo¬ sób postepowania ma te zalete, ze nazela- zowywanie wody daje sie przy tym bar¬ dzo dobrze regulowac niezaleznie od mocy.W celu blizszego wyjasnienia sposobu wedlug wynalazku przytacza sie tytulem przykladu nastepujaca próbe porównaw¬ cza.Zdolnosc do przyjmowania nie uzywa¬ nego jeszcze organicznego wymiennika aircnó v (emoral^./ny), zawierajacego gru¬ py wodorotlenowe, lub wymiennika, two¬ rzacego takie grupy, dla kwasu w wymia¬ nie f;ltracyjnej byla równowazna ilosci 6—8 g CaO na 1 litr wymiennika. Po dluz¬ szym stosowaniu wymiennika do odkwa¬ szania tlenu w ilosci wody, zawierajacej 7—9 mg/litr, zdolnosc do przyjmowania cofala sie do okolo 4 g CaO/litr. Jezeli natomiast w jeden z opisanych wyzej spo¬ sobów postarac sie o to, aby do wymien¬ nika woda nie byla doprowadzana z za¬ wartoscia tlenu przekraczajaca okolo 1 mg/litr, wówczas w skad inad tych sa¬ mych warunkach nie wystepowalo nawet po bardzo dlugim przebiegu pracy zadne zmniejszanie sie zdolnosci do przyjmowa¬ nia. Podobne warunki otrzymuje sie rów¬ niez przy uzyciu innych takich wymieni- ków anionów, np. wymienników w rodza¬ ju zywicy, które zostaly wytworzone przy pomocy kondensacji amin aromatycznych z aldehydami. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób przeprowadzania aniono¬ wych reakcyj wymiany w cieczach wod¬ nych przy pomocy organicznych wymien¬ ników anionów, zawierajacych grupy wo¬ dorotlenowe lub tworzacych takie grupy, znamienny tym, ze zawartosc tlenu w cie¬ czy, doprowadzanej do wymienników, utrzymuje sie w ilosci nie przekraczajacej okolo 1 mg/litr.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w celu zmniejszenia, zawartosci - 3 -tlenu w cieczy wzglednie usuniecia go sto¬ suje sie srodki, które tak jak zwiazki ze¬ laza prowadza przy wspóldzialaniu utle¬ niajacym tlenu, rozpuszczonego w cieczy, do tworzenia sie wodorotlenków metali, wiazacych kwas krzemowy, ewentualnie przy dodawaniu dalszych ilosci takich wo¬ dorotlenków lub substancji zdolnych do tworzenia ich.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1—2, zna¬ mienny tym, ze jony zelaza doprowadza sie do cieczy przez traktowanie cieczy lub jej czesci wymiennikami obciazonymi jo¬ nami H, po czym ciecz doprowadza sie do zetkniecia sie z zelazem metalicznym, a na¬ stepnie ewentualna pewna ilosc czescio¬ wa cieczy ponownie laczy sie wraz z jej iloscia pozostala.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—2, zna¬ mienny tym, ze doprowadzanie jonów ze¬ laza do cieczy przeprowadza sie przez- nazelazowywanie elektrolityczne. Permutit Aktiengesellschaft Zastepca: inz. J. Wyganowski rzecznik patentowy 40248 —100 —1.44 PL