RU2239605C1

RU2239605C1 - Method of frying water from strong acid anions

Info

Publication number: RU2239605C1
Application number: RU2003129557/15A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Зройчиков (RU); Н.А. Зройчиков; А.М. Храмчихин (RU); А.М. Храмчихин; Е.Ф. Чернов (RU); Е.Ф. Чернов; И.В. Никитин (RU); И.В. Никитин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью фирма "ПАРТНЕР С.П."
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2004-11-10

Abstract

FIELD: water treatment.

SUBSTANCE: invention relates to ion-exchange purification methods and to production of highly desalted water, which can be applied on chemical water-purification plants of industrial enterprises, heat-and-power stations, and other enterprises requiring high-purity chemically cleaned water. Water to be freed from strong acid anions (chloride, sulfate, and nitrate anions) is passed through mixed-basicity porous anionite prepared via consecutive chloromethylation and amination reactions of macroporous styrene/divinylbenzene copolymer wherein contents of low- and high-basicity groups are interrelated as (9-17):1 and pH value of water to be treated should not exceed 5.0. Above anionite is characterized by high value of dynamic exchange capacity (regarding strong acid anions) for water with low pH values and is mainly designed to be placed in the first step of OH^- anionation.

EFFECT: increased duration of the filtration cycle of the first step of anionite filter and reduced water production expenses.

2 tbl

Description

Способ предназначен для применения его на химводоочистных установках паросилового хозяйства промышленных предприятий, теплоэлектроцентралях и прочих производствах, получающих химочищенную воду высокого качества.The method is intended for use in chemical water treatment plants of steam power facilities of industrial enterprises, combined heat and power plants and other industries receiving high-quality chemically purified water.

Известен и широко применяется в промышленности слабоосновной пористый анионит LEVATIT МР-64 с содержанием низкоосновных и высокоосновных групп в отношении 3,5:1 (Прохорова А.М. Ионообменные материалы в водоподготовке. - Доклад на Всесоюзной конференции по синтезу ионообменных материалов и применению их в процессах водоподготовки в энергетике. Черкассы, 1981 г.). Анионит применяется в схемах химводоочистки на первой ступени ОН-анионирования при получении глубокообессоленной воды. Слабоосновные группы этого анионита диссоциируют только в кислой среде и, следовательно, обладают способностью обменивать ионы только при низких значениях рН (меньше 5,0). Относительно высокое содержание высокоосновных групп этого анионита делает возможным применение его и в областях с нейтральным значением рН, хотя и с невысокой эффективностью. При использовании анионита в условиях “работы” его низкоосновных групп (значение рН меньше 5,0) динамическая обменная емкость (ДОЕ) анионита LEVATIT МР-64 не превышает 0,37 мг-экв/мл (по хлорид-ионам). Недостатком указаного анионита является его относительно невысокая емкость по анионам сильных кислот (хлорид-, сульфат- и нитрат-ионам) в областях низких значений рН, а также невысокая эффективность отмывки отрегенерированного анионита от остатков регенерирующего раствора и продуктов регенерации, что приводит к повышению количества воды, затрачиваемой на собственные нужды установки (обессоливания воды).The weakly basic porous anion exchanger LEVATIT MP-64 is known and widely used in industry with a content of low-base and highly basic groups in the ratio of 3.5: 1 (Prokhorova A.M. Ion-exchange materials in water treatment. - Report at the All-Union Conference on the Synthesis of Ion-Exchange Materials and Their Use in water treatment processes in the energy sector. Cherkasy, 1981). Anion exchange resin is used in chemical water treatment schemes at the first stage of OH anionization upon receipt of deeply desalted water. The weakly basic groups of this anion exchange resin dissociate only in an acidic environment and, therefore, have the ability to exchange ions only at low pH values (less than 5.0). The relatively high content of highly basic groups of this anion exchange resin makes it possible to use it in areas with a neutral pH value, although with low efficiency. When using anion exchanger under the “working” conditions of its low-basic groups (pH value is less than 5.0), the dynamic exchange capacity (DOE) of LEVATIT MP-64 anion exchanger does not exceed 0.37 mEq / ml (for chloride ions). The disadvantage of this anion exchange resin is its relatively low capacity for anions of strong acids (chloride, sulfate and nitrate ions) in the low pH range, as well as the low efficiency of washing the regenerated anion exchange resin from the remnants of the regenerating solution and regeneration products, which leads to an increase in the amount of water spent on the plant’s own needs (water desalination).

С целью устранения указанных недостатков предлагается для очистки воды от анионов сильных кислот (соляной, серной и азотной), т.е. диссоциированных во всем интервале значений рН, применять пористый смешенной основности - АНС, получающийся известным синтезом - последовательными реакциями хлорметилирования и аминирования макропористого сополимера стирола и дивинилбензола, содержание количеств низкоосновных и высокоосновных групп которого относится как 9-17:1. Получение анионита с указанным соотношением групп различной основности достигается механическим регулированием количества, последовательности введения и природы аминирующих реагентов, известных и применяющихся при синтезе анионитов смешенной основности. Изменение указанного соотношения в любую сторону (менее 9 или более 17) приводит к уменьшению основного параметра анионита - динамической обменной емкости по анионам сильных кислот при сорбции из вод или растворов со значением рН менее 5,0.In order to eliminate these drawbacks, it is proposed to purify water from anions of strong acids (hydrochloric, sulfuric and nitric), i.e. dissociated over the entire range of pH values, apply porous mixed basicity - ANS, obtained by the known synthesis - sequential reactions of chloromethylation and amination of a macroporous copolymer of styrene and divinylbenzene, the content of which amounts of low-base and high-base groups refers as 9-17: 1. Obtaining anion exchange resin with the indicated ratio of groups of different basicity is achieved by mechanical control of the amount, sequence of introduction and nature of aminating reagents, known and used in the synthesis of mixed basic anion exchangers. Changing the indicated ratio in any direction (less than 9 or more than 17) leads to a decrease in the main parameter of the anion exchange resin - the dynamic exchange capacity for strong acid anions during sorption from water or solutions with a pH value of less than 5.0.

Пример. Через пористый анионит АНС, находящийся в гидроксильной форме, пропускалась Н-катионированная вода с рН 3,05 и содержанием хлорид-ионов 17,3 мг/л. Обьем анионита в колонке составлял 10 мл, а скорость пропускания - 100 мл/ч. В таблице 1 приведены результаты испытаний анионитов с различным содержанием групп разной основности.Example. N-cationic water with a pH of 3.05 and a chloride ion content of 17.3 mg / L was passed through the ANS porous anion exchange resin in hydroxyl form. The volume of anion exchange resin in the column was 10 ml, and the transmission rate was 100 ml / h. Table 1 shows the test results of anion exchangers with different contents of groups of different basicities.

Насыщенные из проведенных выше испытаний образцы анионитов подвергались регенерации 10%-ным раствором едкого натра, после чего отмывались обессоленной водой от продуктов регенерации и остатков регенерирующего раствора. В таблице 2 представлены результаты испытаний по эффективности отмывки анионитов.Saturated from the above tests, the samples of anion exchangers were regenerated with a 10% sodium hydroxide solution, and then washed with demineralized water from the regeneration products and the remnants of the regenerating solution. Table 2 presents the test results on the washing efficiency of anion exchangers.

Заявляемый способ очистки позволяет значительно сократить эксплуатационные затраты при получении глубокообессоленной воды за счет увеличения продолжительности фильтроцикла на первой ступени ОН - анионирования воды и уменьшения расхода воды на собственные нужды установки. Особенно перспективно применение способа при использовании его для обессоливания водопроводной воды, которая является исходной для многих ТЭЦ крупных городов и является относительно дорогим (по сравнению с артезианской или природной водами) сырьевым продуктом.The inventive cleaning method can significantly reduce operating costs when receiving deeply desalted water by increasing the duration of the filter cycle at the first stage OH - anionizing water and reducing water consumption for the plant’s own needs. Particularly promising is the use of the method when it is used to desalinate tap water, which is the starting material for many CHP plants in large cities and is relatively expensive (compared to artesian or natural waters) as a raw material product.

Claims

A method of purifying water from strong acid anions (hydrochloric, sulfuric, nitric) on a mixed basic porous anion exchange resin, characterized in that they use anion exchange resin obtained by successive reactions of chloromethylation and amination of a macroporous copolymer of styrene and divinylbenzene, in which the content of low and high basicity groups corresponds to a ratio of 9 -17: 1, and the pH of the treated water should not exceed 5.0.