Изобретение предназначено для удаления кислорода из воды на химводоочистках (ХВО) котельных производственных и иных предприятий, получающих горячую сетевую воду. Особенно перспективно применение изобретения в производстве Na-катиониро-ванной воды для питания (или подпитки) паровых котлов. The invention is intended to remove oxygen from water in chemical water purification (HVO) boiler plants and other enterprises receiving hot mains water. Particularly promising is the use of the invention in the production of Na-cationized water for feeding (or feeding) steam boilers.
Наиболее универсальным методом удаления из воды растворенного кислорода для обработки большинства водопроводных вод является вакуумная деаэрация /Лосев В. Л. Электрохимическое обескислороживание воды в системах горячего водоснабжения. Водоснабжение и санитарная техника, 1965, N3, с. 18-23/. The most universal method of removing dissolved oxygen from water for the treatment of most tap water is vacuum deaeration / Losev V. L. Electrochemical deoxygenation of water in hot water supply systems. Water supply and sanitary equipment, 1965, N3, p. 18-23 /.
К недостаткам метода относятся значительные габариты аппаратов, что вынуждает увеличивать помещение теплового пункта по площади и высоте и высокие стоимостные показатели сооружения установки. The disadvantages of the method include the significant dimensions of the apparatus, which forces to increase the premises of the heating station in area and height and high cost indicators of the installation structure.
Известен способ удаления растворенного в воде кислорода путем применения специальных электронообменных смол с введенными в них катионами железа или меди. Выпускаемая промышленностью электронообменная смола ЭИ-12 имеет поглотительную способность по кислороду 45 кг O2/м3 /Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий. -М.: Стройиздат, 1977, c.230/.A known method of removing oxygen dissolved in water by using special electron-exchange resins with iron or copper cations introduced into them. Electron-exchange resin EI-12, produced by industry, has an oxygen absorption capacity of 45 kg O 2 / m 3 / Designer Handbook. Water supply for populated areas and industrial enterprises. -M.: Stroyizdat, 1977, c.230 /.
Недостатком данного способа является низкая поглотительная способность материала, приводящая к частому осуществлению операции регенерации ЭИ-12, и низкая химическая устойчивость электронообменного ионита относительно востановителей. Так, регенерация отработанного ЭИ-12 осуществляется растворами сульфита или тиосульфата натрия концентрацией не выше 1-2%. Применение для регенерации таких разбавленных растворов приводит к увеличению продолжительности операции регенерации и объемов сбрасываемых промывных вод. The disadvantage of this method is the low absorption capacity of the material, leading to the frequent implementation of the operation of the regeneration EI-12, and the low chemical stability of the electron-exchange ion exchange resin relative to the reducing agents. So, the spent EI-12 is regenerated by sodium sulfite or sodium thiosulfate solutions with a concentration of no higher than 1-2%. The use of such diluted solutions for regeneration leads to an increase in the duration of the regeneration operation and the volume of discharged wash water.
Задачей данного изобретения является повышение эффективности удаления из воды кислорода путем пропускания исходной воды через высокоосновной анионит AM гелевой структуры, получающийся последовательно реакциями хлорметилирования и аминирования триметиламином гранульного сополимера стирола с 4-8% ДВБ (Ласкорин Б.Н., Иоанисиани П.Г., Никульская Г.Н. Синтез новых ионитов. - В кн. :Ионообменные сорбенты в промышленности. Изд-во АН СССР, 1963, с.21-31), находящийся в рабочей сульфитной форме. Причем время контактирования воды с анионитом составляет не менее 7,5 минут, так как при меньшем времени контактирования происходит резкое увеличение содержания кислорода в фильтрате даже при относительно небольшом количестве пропущенной воды, обусловленное, вероятно, уменьшением эффективности диффузии кислорода к поверхности анионита из-за сокращения времени контакта последнего с водой. The objective of this invention is to increase the efficiency of removing oxygen from water by passing the feed water through a highly basic gel anion exchange resin AM obtained successively by the reactions of chloromethylation and amination with trimethylamine of a granular styrene copolymer with 4-8% DVB (Laskorin B.N., Ioanisiani P.G., Nikulskaya GN Synthesis of new ion exchangers. - In the book: Ion-exchange sorbents in industry. Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1963, pp. 21-31), which is in working sulfite form. Moreover, the contact time of water with anion exchange resin is at least 7.5 minutes, since with a shorter contact time there is a sharp increase in the oxygen content in the filtrate even with a relatively small amount of passed water, probably due to a decrease in the efficiency of oxygen diffusion to the surface of the anion exchange resin due to the reduction contact time of the latter with water.
Регенерация отработанного анионита осуществляется раствором сульфита натрия концентрацией не выше 8%. При концентрации регенерирующего раствора сульфита натрия более 8% происходит заметное снижение емкости анионита по сульфит-иону (табл.2), изменение цвета анионита от желтого до черного, обусловленное разрушением последнего при контакте с высококонцентрированным раствором восстановителя. The spent anion exchange resin is regenerated by a solution of sodium sulfite with a concentration of no higher than 8%. When the concentration of the regenerating solution of sodium sulfite is more than 8%, there is a noticeable decrease in the capacity of the anion exchanger for sulfite ion (Table 2), the color of the anion exchanger changes from yellow to black, due to the destruction of the anion exchanger upon contact with a highly concentrated reductant solution.
Пример. Через высокоосновной анионит гелевой структуры AM, находящейся в сульфитной форме, пропускалась водопроводная вода (СO2 - 9,2 мг/дм3 при 21,2oС) со скоростью 75 см3/ч. Время контакта 7,5 мин. Объем анионита в колонке диаметром 10 мм составлял 10 см3. Регенерация отработанного анионита осуществлялась (после появления фильтрата с содержанием растворенного кислорода 1,0 мг/дм3) раствором 8% сульфита натрия. В табл.1 и 2 представлены результаты экспериментов.Example. Tap water (CO 2 - 9.2 mg / dm 3 at 21.2 o C) was passed through a highly basic anion exchanger of the AM gel structure in sulfite form at a rate of 75 cm 3 / h. Contact time 7.5 min. The volume of anion exchange resin in a column with a diameter of 10 mm was 10 cm 3 . The spent anion exchange resin was regenerated (after the appearance of the filtrate with a dissolved oxygen content of 1.0 mg / dm 3 ) with a solution of 8% sodium sulfite. Tables 1 and 2 show the experimental results.
При фильтровании исходной воды через слой анионита AM, находящейся в сульфитной форме, происходит окисление растворенным в воде кислородом - сульфит-иона анионита до SО4. Эффективность массообменного процесса обеспечивает низкое содержание кислорода в обработанной воде (не более 1,0 мг/дм3) в течение значительной продолжительности фильтроцикла. Регенерация анионита осуществляется по достижении им значения поглотительной способности по кислороду не более 180 мг О2/дм3. При больших значениях поглотительной способности анионита возможно ухудшение качества фильтрата по кислороду (более 1,0 мг О2/дм3). Высокая химическая устойчивость анионита в востановительной среде позволяет осуществлять регенерацию анионита AM раствором сульфита натрия концентрацией 8%, что в четыре-восемь раз превосходит концентрацию раствора для случая регенерации материала прототипа (ЭИ-12). При больших концентрациях раствора Na2SO3 происходит заметное снижение содержания сульфит-иона в анионите (емкости), а следовательно, и поглотительной способности анионита по кислороду.When filtering the source water through a layer of anion exchange resin AM, which is in sulfite form, oxidation with oxygen dissolved in water - the sulfite ion of anion exchange resin to SO 4 occurs. The efficiency of the mass transfer process provides a low oxygen content in the treated water (not more than 1.0 mg / DM 3 ) for a significant duration of the filter cycle. The regeneration of anion exchange resin is carried out upon reaching a value of oxygen absorption capacity of not more than 180 mg O 2 / dm 3 . At high values of the absorption capacity of anion exchange resin, the quality of the filtrate in oxygen may be deteriorated (more than 1.0 mg O 2 / dm 3 ). The high chemical stability of the anion exchange resin in the recovery medium allows the regeneration of anion exchange resin AM with a solution of sodium sulfite concentration of 8%, which is four to eight times higher than the concentration of the solution for the case of regeneration of the material of the prototype (EI-12). At high concentrations of Na 2 SO 3 solution, there is a noticeable decrease in the content of sulfite ion in the anion exchange resin (capacity), and, consequently, in the oxygen absorption capacity of the anion exchange resin.
