RU2516167C2 - Method of external regeneration of mixed ionite layer - Google Patents

Method of external regeneration of mixed ionite layer Download PDF

Info

Publication number
RU2516167C2
RU2516167C2 RU2012115393/05A RU2012115393A RU2516167C2 RU 2516167 C2 RU2516167 C2 RU 2516167C2 RU 2012115393/05 A RU2012115393/05 A RU 2012115393/05A RU 2012115393 A RU2012115393 A RU 2012115393A RU 2516167 C2 RU2516167 C2 RU 2516167C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exchange resin
cation
filter
cationite
mixture
Prior art date
Application number
RU2012115393/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012115393A (en
Inventor
Борис Евгеньевич Рябчиков
Алексей Анатольевич Пантелеев
Сергей Юрьевич Ларионов
Original Assignee
Научно-производственная компания "МЕДИАНА-ФИЛЬТР"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственная компания "МЕДИАНА-ФИЛЬТР" filed Critical Научно-производственная компания "МЕДИАНА-ФИЛЬТР"
Priority to RU2012115393/05A priority Critical patent/RU2516167C2/en
Publication of RU2012115393A publication Critical patent/RU2012115393A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516167C2 publication Critical patent/RU2516167C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in power engineering, nuclear industry, microelectronics, pharmaceutics and other fields of industry, where highly desalted water is required. To realise the method mixture of monodisperse ionites are reloaded from working filter of mixed action into cationite-regenerating filter, pure cationite and anionite are separated from mixture, anionite is loaded out into anionite-regenerating filter and regenerated, cationite is regenerated in cationite-regenerating filter and reloaded into anionite-regenerating filter. Separation of pure cationite and anionite from mixture of ionites is carried out by method of hydraulic separation. As cationites used are particles of monodisperse cationites with size 0.5-0.7 mm, and as anionite particles of monodisperse anionites with size 0.4-0.6 mm. Intermediate layer, containing 70-90% of cationite in H+ - form and 10-30% of anionite in S O 4 2
Figure 00000004
- form, is created in cationite-regenerating filter by processing cationite and calculated amount of waste anionite by passing through them sulfuric acid solution. Intermediate layer constitutes from 1 to 10% of the total volume of loaded ionites and is not loaded out from cationite-regenerating filter when cationite and anionite are.
EFFECT: method makes it possible to reduce the number of reloadings of ionites with preservation of quantity of purified water, as well as completely eliminate possibility of contaminating ionites that have been regenerated by other forms of ionites.
3 cl, 10 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии очистки воды, в частности к способам обессоливания воды с использованием метода ионного обмена. Предлагаемый способ может найти применение в энергетике, атомной промышленности, микроэлектронике, фармацевтике и других областях промышленности, где используют обессоленную воду в качестве технологической или как теплоноситель и требуется вода высокой степени обессоливания.The invention relates to a technology for water purification, in particular to methods for desalting water using the ion exchange method. The proposed method can be used in energy, nuclear industry, microelectronics, pharmaceuticals and other industries where desalted water is used as process water or as a coolant and water with a high degree of desalination is required.

В настоящее время в энергетике, атомной промышленности и микроэлектронике требуется обессоленная вода со сверхвысокой чистотой, определяемой по ее электросопротивлению, на уровне 10-18 МОм/см, что приближается к предельно возможному значению. Это ставит вопрос о разработке новых и эффективных методов ее обессоливания.Currently, in the energy sector, nuclear industry and microelectronics, desalted water is required with an ultrahigh purity, determined by its electrical resistance, at the level of 10-18 MΩ / cm, which is approaching the maximum possible value. This raises the question of developing new and effective methods for its desalination.

Наиболее перспективными, как обеспечивающими надежность и экономичность технологии глубокого обессоливания воды, являются различные технологии с использованием ионообменных смол (ионитов), которые отличаются характеристиками используемых ионитов и фильтрационного оборудования, а также особенностями проведения фильтрационного процесса (Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике. - М.: Издательство МЭИ, 2003. с.104-166).The most promising technologies for ensuring the reliability and cost-effectiveness of deep water desalination are various technologies using ion exchange resins (ion exchangers), which differ in the characteristics of the used ion exchangers and filtration equipment, as well as the features of the filtration process (A. Kopylov, V.M. Lavygin) ., Ochkov V.F. Water treatment in the energy sector. - M .: MEI Publishing House, 2003. p.104-166).

Известно (Богатырев В.Л. Иониты в смешанном слое, Л.: Химия, 1968), что для достижения наибольшей глубины очистки воды целесообразно использовать смешанный слой ионитов, состоящий из анионита в OH--форме и катионита в H+-форме. Фильтры, в которых используется смешанный слой ионитов, называются фильтрами смешанного действия (ФСД). В них вода последовательно многократно контактирует с зернами катионита в H+-форме и анионита в OH--форме, что обеспечивает наиболее полное удаление растворенных солей. После насыщения иониты необходимо регенерировать, причем смешанный слой перед регенерацией следует разделять на катионит и анионит, которые затем обрабатываются отдельно (катионит - кислотой, а анионит - щелочью). Регенерированные слои ионитов далее промывают, смешивают между собой и вновь используют для обработки воды. Степень регенерации каждого ионита и чистота их разделения являются одними из наиболее значимых факторов для достижения максимальной глубины обессоливания воды.It is known (Bogatyrev V.L. Ionites in a mixed layer, L .: Chemistry, 1968) that to achieve the greatest depth of water purification it is advisable to use a mixed layer of ion exchangers consisting of anion exchange resin in the OH - form and cation exchange resin in the H + form. Filters that use a mixed layer of ion exchangers are called mixed action filters (FSD). In them, water sequentially repeatedly contacts the grains of cation exchange resin in the H + form and anion exchange resin in the OH - form, which ensures the most complete removal of dissolved salts. After saturation, the ion exchangers must be regenerated, and the mixed layer before regeneration should be separated into cation exchange resin and anion exchange resin, which are then treated separately (cation exchange resin - acid, and anion exchange resin - alkali). The regenerated layers of ion exchangers are then washed, mixed with each other and again used for water treatment. The degree of regeneration of each ion exchanger and the purity of their separation are among the most significant factors for achieving the maximum depth of desalination of water.

В настоящее время для предотвращения принципиальной возможности попадания кислоты и щелочи в контур с особо чистой водой на энергетических объектах ТЭЦ и АЭС применяется т.н. выносная регенерация ионитов в специальных аппаратах, размещенных в отдельном помещении (Half a century of condensate polishing, http://www.graver.com/downloads/condensate.pdf) Для проведения выносной регенерации необходимо выполнить следующие операции: полностью перегрузить отработанные смолы из рабочего ФСД в установку по регенерации; произвести взрыхление смолы для удаления твердых загрязнений, скопившихся при очистке конденсата; как можно более полно разделить смесь смол на чистые катионит и анионит; выполнить перегрузку одного или обоих ионитов в соответствующий аппарат с минимальным загрязнением его другим ионитом; произвести раздельную регенерацию катионита и анионита соответствующими химическими растворами; тщательно раздельно отмыть катионит и анионит обессоленной водой; перемешать катионит и анионит и отмыть полученную смесь; перегрузить смесь смол в рабочий ФСД, заново тщательно перемешать катионит и анионит и полученную смесь окончательно отмыть.Currently, to prevent the possibility of acid and alkali getting into the circuit with particularly pure water at the power plants of thermal power plants and nuclear power plants, the so-called remote regeneration of ion exchangers in special devices located in a separate room (Half a century of condensate polishing, http://www.graver.com/downloads/condensate.pdf) To carry out remote regeneration, it is necessary to perform the following operations: completely reload the spent resins from the working FSD in the regeneration unit; loosen the resin to remove solid impurities that have accumulated during condensate treatment; as completely as possible to separate the mixture of resins into pure cation exchanger and anion exchanger; overload one or both ion exchangers into the appropriate apparatus with minimal contamination with another ion exchange resin; separate regeneration of cation exchanger and anion exchanger with appropriate chemical solutions; thoroughly wash cation exchange resin and anion exchange resin with demineralized water; mix cation exchange resin and anion exchange resin and wash the resulting mixture; overload the resin mixture into the working FSD, thoroughly mix the cation exchange resin and anion exchange resin and finally wash the resulting mixture.

Так как от эффективности выполнения каждой из этих операций зависит, в конечном счете, качество полученной воды, то для их выполнения разработано большое число вариантов организации аппаратурно-технологических схем выносной регенерации.Since the quality of the water obtained ultimately depends on the effectiveness of each of these operations, a large number of options have been developed for the organization of hardware-technological schemes for remote regeneration.

Одной из основных трудностей эффективного выполнения выносной регенерации является в настоящее время организация перегрузки одного или обоих ионитов для его регенерации в соответствующий аппарат с минимальным загрязнением его другим ионитом. Так как в случае, если в анионите оказывается некоторая часть катионита, то при его регенерации раствором щелочи этот катионит будет переведен в Na+-форму и при последующей эксплуатации будет происходить проскок ионов натрия в обессоленную воду. Аналогично, если в катионите оказывается некоторая часть анионита, то при его регенерации раствором кислоты этот анионит буде переведен в S O 4 2

Figure 00000001
-форму и при последующей эксплуатации будет происходить проскок сульфат-ионов в обессоленную воду.One of the main difficulties in the effective implementation of remote regeneration is currently organizing the overload of one or both ion exchangers for its regeneration into the appropriate apparatus with minimal contamination with another ion exchange resin. Since in case some part of the cation exchanger appears in the anion exchange resin, during its regeneration with an alkali solution, this cation exchanger will be converted to the Na + form and during subsequent operation, sodium ions will slip into desalted water. Similarly, if some part of the anion exchanger appears in the cation exchanger, then upon its regeneration with an acid solution, this anion exchanger will be converted to S O four - 2
Figure 00000001
-form and during subsequent operation, a breakthrough of sulfate ions will occur in demineralized water.

В настоящее время проблема разделяемости смол в основном решена использованием монодисперсных ионитов с подобранным размером частиц, что позволяет практически полностью их разделить гидравлически, подавая под слой ионитов воду с определенной скоростью. Однако, при этом обостряется проблема перегрузки одного или обоих ионитов для его регенерации в соответствующий аппарат с минимальным загрязнением его другим ионитом (Калпакчиев З.П. Разработка нового метода разделения ионитов в ФСД и оптимизация работы БОУ блоков ВВЭР 1000 http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/seminar7/documents/f06.pdf). Эта проблема обусловлена, в частности, наличием у ионитов так называемого угла естественного откоса и несовершенством систем выгрузки.Currently, the problem of the separability of resins is mainly solved by the use of monodispersed ion exchangers with a selected particle size, which allows them to be completely separated hydraulically, feeding water at a certain speed under the layer of ion exchangers. However, this aggravates the problem of overloading one or both ion exchangers for their regeneration into an appropriate apparatus with minimal contamination with other ion exchangers (Kalpakchiev Z.P. Development of a new method for the separation of ion exchangers in the FSD and optimization of the operation of BOW 1000 VVER units http: //www.gidropress .podolsk.ru / files / proceedings / seminar7 / documents / f06.pdf). This problem is caused, in particular, by the presence in ion exchangers of the so-called angle of repose and the imperfection of discharge systems.

Для получения чистых ионитов предлагаются, как правило, различные конструктивные решения. В частности, известен способ выносной регенерации смешанного слоя ионитов Конесеп (US Patent 5391301, 1999), в котором после отработке смеси ионитов в рабочем ФСД производится ее перегрузка в фильтр-регенератор анионита (ФРА), где производится разделение смеси ионитов на чистые катионит и анионит. Затем чистый катионит выгружается в фильтр-регенератор катионита (ФРК), где производится его регенерация кислотой и отмывка обессоленной водой. Параллельно в ФРА производится регенерация анионита щелочью и отмывка обессоленной водой. Для обеспечения большей полноты выгрузки катионита из ФРА фильтр выполняется с коническим дном, заканчивающимся патрубком выгрузки.To obtain pure ion exchangers, as a rule, various design solutions are proposed. In particular, there is a known method for remote regeneration of a mixed layer of Kononesep ion exchangers (US Patent 5391301, 1999), in which, after working out the ion exchange mixture in the working FSD, it is transferred to the anion exchange filter regenerator (FRA), where the ion exchange mixture is separated into pure cation exchange resin and anion exchange resin . Then pure cation exchange resin is discharged into a cation exchange filter regenerator (PRK), where it is regenerated with acid and washed with demineralized water. At the same time, the anion exchange resin is alkaline regenerated and washed with demineralized water. To ensure greater completeness of unloading of cation exchange resin from the FRA, the filter is made with a conical bottom, ending with a discharge pipe.

Недостатком способа является наличие взаимного загрязнения ионитов (хотя и в меньшей степени по сравнению с традиционными технологиями), необходимость использования специальных нестандартных аппаратов и сложность контроля момента окончания выгрузки катионита.The disadvantage of this method is the presence of mutual contamination of ion exchangers (although to a lesser extent compared to traditional technologies), the need to use special non-standard devices and the difficulty of controlling the moment of completion of the discharge of cation exchanger.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ выносной регенерации смешанного слоя ионитов, в котором для исключения загрязнения ионитов предлагается после отработки смеси ионитов в рабочем ФСД производить ее перегрузку в ФРК, где производится разделения смеси ионитов. Затем верхний слой чистого анионита выгружается в ФРА, где производится его регенерация щелочью и отмывка обессоленной водой. После этого из ФРК в дополнительную емкость выгружается нижний слой анионита и верхний слой катионита. В ФРК остается только чистый катионит, который регенерируется кислотой и затем отмывается обессоленной водой (WBG - RSR Plus Resin separation and regeneration см http://www.wbg-kulmbach.de/downloads/WBG-RSR-Plus_e_web.pdf).Closest to the claimed technical solution is a method for remote regeneration of a mixed layer of ion exchangers, in which, to eliminate contamination of the ion exchangers, it is proposed that after working out the mixture of ion exchangers in the working FSD, it be reloaded into PRK, where the mixture of ion exchangers is separated. Then the upper layer of pure anion exchange resin is discharged into the FRA, where it is regenerated with alkali and washed with demineralized water. After that, the lower layer of anion exchange resin and the upper layer of cation exchange resin are discharged from the PRK into an additional tank. In PRK, only pure cation exchange resin remains, which is regenerated with acid and then washed with demineralized water (WBG - RSR Plus Resin separation and regeneration see http://www.wbg-kulmbach.de/downloads/WBG-RSR-Plus_e_web.pdf).

Недостатком такого способа является большая аппаратурная сложность, в частности введение дополнительной емкости для хранения смеси и многоступенчатость процесса в связи с необходимостью многократной перегрузки и обработки смеси ионитов, помещенных в дополнительную емкость.The disadvantage of this method is the great hardware complexity, in particular the introduction of an additional capacity for storing the mixture and a multi-stage process due to the need for multiple overloading and processing of a mixture of ion exchangers placed in an additional container.

Задачей, решаемой авторами, являлось создание более простого и технологичного способа регенерации смешанного слоя ионитов, позволяющего, в частности, сократить число перегрузок при сохранении качества очищаемой воды.The problem solved by the authors was the creation of a simpler and more technologically advanced method of regeneration of a mixed layer of ion exchangers, which, in particular, made it possible to reduce the number of overloads while maintaining the quality of the treated water.

В основе решения поставленной задачи лежал установленный авторами факт, что анионит в S O 4 2

Figure 00000001
-форме существенно отличается по плотности как от частично регенерированных в ФСД катионита в H+-Na+-форме и от анионита в O H C l S O 4 2
Figure 00000002
-форме, так и от катионита в H+-форме. При гидравлическом разделении монодисперсных ионитов с размером частиц катионита размером 0,5-0,7 мм и анионита 0,4-0,6 мм этот слой располагается между частично насыщенными в ФСД катионитом и анионитом.The basis for the solution of this problem was the fact established by the authors that anion exchange resin S O four - 2
Figure 00000001
-form significantly differs in density from both the cation exchanger partially regenerated in FSD in the H + -Na + form and from the anion exchanger in O H - - C l - - S O four - 2
Figure 00000002
form, and from cation exchange resin in the H + form. In the hydraulic separation of monodisperse ion exchangers with a particle size of 0.5–0.7 mm cation exchange resin and 0.4–0.6 mm anion exchange resin, this layer is located between the cation exchange resin and anion exchange resin partially saturated in FSD.

Предлагаемое техническое решение заключается в том, что в фильтре-регенераторе катионита ФРК создается промежуточный слой, содержащий 70-90% катионита в H+-форме и 10-30% анионита в S O 4 2

Figure 00000001
-форме, который разграничивает слои катионита и анионита и при выгрузке катионита из ФРК не выгружается.The proposed technical solution consists in the fact that in the filter regenerator of the PRK cation exchanger an intermediate layer is created containing 70-90% of cation exchanger in the H + form and 10-30% of anion exchanger in S O four - 2
Figure 00000001
-form, which delimits the layers of cation exchange resin and anion exchange resin and is not unloaded when unloading cation exchange resin from PRK.

Достигаемый при этом технический результат заключается в том, что данное изменение технологии позволяет последовательно выгружать из ФРК чистый анионит, который регенерируется щелочью в ФРА, а катионит в H+-Na+-форме и промежуточный слой, содержащий 70-90% катионита и 10-30% анионита регенерировать серной кислотой. Отрегенерированный катионит в H+-форме выгружается из ФРК в ФРА, а промежуточный слой остается в ФРК до следующий регенерации.The technical result achieved in this case is that this change in technology allows sequentially unloading from the PRK a pure anion exchange resin that is regenerated by alkali in the FRA, and cation exchange resin in the H + -Na + form and an intermediate layer containing 70-90% cation exchange resin and 10- Regenerate 30% of anion exchange resin with sulfuric acid. The regenerated cation exchange resin in the H + form is discharged from the PRK to the PRF, and the intermediate layer remains in the PRK until the next regeneration.

Конкретное соотношение ингредиентов промежуточного («буферного») слоя и его высота определяются экспериментально для конкретного набора используемых ионитов и типа устройства выгрузки катионита. Как правило, величина создаваемого дополнительного слоя составляет от 1 до 10% от общего объема загруженных ионитов. Оптимально высота данного слоя должна превышать на 50-100 мм расстояние от дренажного устройства до его наиболее высокой части.The specific ratio of the ingredients of the intermediate (“buffer”) layer and its height are determined experimentally for the specific set of ion exchangers used and the type of cation exchanger discharge device. As a rule, the size of the created additional layer is from 1 to 10% of the total volume of loaded ion exchangers. Optimally, the height of this layer should exceed by 50-100 mm the distance from the drainage device to its highest part.

Данный «буферный» слой может вноситься в ФРК дополнительно в виде предварительно подготовленной смеси или создаваться непосредственно в ФРК, подбирая соответствующий режим обработки смеси ионитов при регенерации катионита кислотой с сохранением его в ФРК при выгрузке чистых катионита и анионита и использованием его при последующих регенерациях.This “buffer” layer can be added to the PRK in the form of a previously prepared mixture or created directly in the PRK, choosing the appropriate treatment regime for the ion exchange mixture during acid regeneration of the cation exchange resin, preserving it in the PRK when unloading pure cation exchange resin and anion exchange resin and using it in subsequent regenerations.

Общая технологическая схема работы установки приведена на фиг.1-10.The general technological scheme of the installation is shown in Fig.1-10.

На фиг.1 показано состояние системы в режиме очистки воды, на фиг.2 - схема перегрузки отработанной смеси ионитов; на фиг.3 - схема разделения ионитов; на фиг.4 - схема выгрузки анионита в ФРА; на фиг.5 - схема регенерации: на фиг.6 - схема перегрузки отрегенерированного катионита; на фиг.7 - состояние системы после окончания перегрузки; на фиг.8 - схема смешения ионитов; на фиг.9 - схема отмывки смеси ионитов; на фиг.10 - схема перегрузки ионитов в ФСД.Figure 1 shows the state of the system in water purification mode, figure 2 is a diagram of the overload of the spent mixture of ion exchangers; figure 3 is a diagram of the separation of ion exchangers; figure 4 - diagram of the unloading of anion exchange resin in the FRA; figure 5 - diagram of the regeneration: figure 6 is a diagram of the overload of the regenerated cation exchange resin; Fig.7 is the state of the system after the end of the overload; on Fig is a diagram of the mixing of ion exchangers; figure 9 - scheme of washing a mixture of ion exchangers; figure 10 is a diagram of the overload of ion exchangers in the FSD.

На чертежах используются следующие обозначения:The following notation is used in the drawings:

1 - фильтр смешанного действия - ФСД;1 - mixed-action filter - FSD;

2 - Фильтр-регенератор катионита - ФРК;2 - Filter-regenerator of cation exchange resin - PRK;

3 - Фильтр-регенератор анионита - ФРА;3 - Anion-exchange filter regenerator - FRA;

4 - отработанная смесь ионитов;4 - spent mixture of ion exchangers;

5 - промежуточный «буферный» слой;5 - intermediate "buffer" layer;

6 - анионит;6 - anion exchange resin;

7 - катионит;7 - cation exchange resin;

8 - смесь ионитов в H+ и OH--формах.8 - a mixture of ion exchangers in H + and OH - forms.

Способ реализуется следующим образом. Во время работы (фиг.1) в рабочем ФСД 1 находится смесь 8 катионита в H+-форме и анионита в OH-форме, при фильтрации через которую вода глубоко обессоливается. В фильтре-регенераторе катионита 2 находится «буферный» слой 5 из катионита в H+-форме и анионита в S O 4 2

Figure 00000001
-форме.The method is implemented as follows. During operation (figure 1) in the working FSD 1 there is a mixture of 8 cation exchange resin in the H + form and anion exchange resin in the OH - form, during filtration through which water is deeply desalted. In the filter regenerator of cation exchanger 2 there is a “buffer” layer 5 of cation exchanger in the H + form and anion exchanger in S O four - 2
Figure 00000001
form.

После окончания рабочего цикла осуществляют выгрузку отработанной смешанной ионитной загрузки 4 из ФСД 1 в фильтр-регенератор катионита ФРК 2, содержащий «буферный» слой 5 (фиг.2). После перегрузки производится разделение ионитов на слой катионита 7, анионита 6 и «буферный» слой 5 (фиг.3). Затем слой чистого анионита перегружают в фильтр-регенератор анионита ФРА 3 (фиг.4). После перегрузки проводят регенерацию анионита раствором щелочи с последующей отмывкой в ФРА. Параллельно слой катионита 7 и «буферный» слой 5 обрабатывают раствором кислоты с последующей отмывкой в ФРК (фиг.5). Для повышения эффективности регенерации, регенерирующие растворы кислоты и щелочи вводятся непосредственно над слоями катионита и анионита (фиг.5).After the end of the working cycle, the spent mixed ionite charge 4 is unloaded from the FSD 1 into the filter regenerator of the PRK 2 cation exchanger containing the “buffer” layer 5 (Fig. 2). After overload, the separation of ion exchangers into a layer of cation exchanger 7, anion exchanger 6 and the "buffer" layer 5 (figure 3). Then the layer of pure anion exchange resin is reloaded into the filter regenerator of the anion exchange resin FRA 3 (Fig. 4). After overload, the anion exchange resin is regenerated with an alkali solution, followed by washing in the FRA. In parallel, the cation exchanger layer 7 and the “buffer” layer 5 are treated with an acid solution, followed by washing in PRK (Fig. 5). To increase the efficiency of regeneration, regenerating solutions of acid and alkali are introduced directly above the layers of cation exchange resin and anion exchange resin (figure 5).

После регенерации слой чистого катионита 7 перегружают снизу ФРК в ФРА 3 (фиг.6). В ФРА производится перемешивание смеси катионита в H+-форме и анионита в OH--форме 8 (фиг.8) и их отмывка (фиг.9). Полученную смесь ионитов 8 перегружают в ФСД 1 (фиг.10), где их перемешивают при помощи сжатого воздуха и окончательно отмывают.After regeneration, a layer of pure cation exchanger 7 is reloaded from the bottom of the PRK into the FRA 3 (Fig.6). In the FRA, a mixture of the cation exchange resin in the H + form and the anion exchange resin in the OH - form 8 (Fig. 8) is mixed and washed (Fig. 9). The resulting mixture of ion exchangers 8 is overloaded in FSD 1 (figure 10), where they are mixed with compressed air and finally washed.

Высоту остающегося в ФРК буферного слоя смеси ионитов 5 контролируют при выгрузке, как правило, с помощью датчика электропроводности, либо вибрационного или ультразвукового.The height of the buffer layer of the mixture of ion exchangers 5 remaining in the PRC is monitored during unloading, as a rule, using a conductivity sensor, or vibration or ultrasound.

В ФРК 2 остается буферный слой 5, содержащий смесь катионита в Н-форме и анионита в сульфатной форме. Если буферный слой 5 заранее не вводится в ФРК 2, то при первом цикле работы при удалении чистого анионита из ФРК 2 в ФРК 2 оставляют некоторое количество анионита, достаточного для образования буферного слоя после обработки катионита и оставшегося анионита серной кислотой.In PRK 2 there remains a buffer layer 5 containing a mixture of cation exchange resin in the H-form and anion exchange resin in the sulfate form. If the buffer layer 5 is not previously introduced into the PRK 2, then during the first cycle of operation, when removing the pure anion exchange resin from the PRK 2, the PRK 2 leaves a certain amount of anion exchange resin sufficient to form a buffer layer after treatment of the cation exchange resin and the remaining anion exchange resin with sulfuric acid.

В результате использования способа возможность перекрестного загрязнения ионитов полностью исключается. При этом его использование достаточно просто и надежно, не требует дополнительного оборудования.As a result of using the method, the possibility of cross contamination of ion exchangers is completely eliminated. Moreover, its use is quite simple and reliable, does not require additional equipment.

Использование способа иллюстрируется следующим примером.Using the method is illustrated by the following example.

Пример. Для очистки конденсата ТЭЦ использовалась блочная обессоливающая установка БОУ с тремя ФСД диаметром 2,6 м. Выносная регенерация ионитов осуществлялась в фильтрах-регенераторах диаметром 2,0 м.Example. To purify the condensate of the CHPP, a BOU block desalting unit with three FSDs with a diameter of 2.6 m was used. Remote ionite regeneration was carried out in filter regenerators with a diameter of 2.0 m.

В качестве ионитов использовалось смесь из катионита DOW MONOS-PHERE 650C и анионита DOW MONOSPHERE 550A. Фильтр-регенератор катионита ФРК был снабжен устройствами распределенной выгрузки чистых катионита и анионита, расположенными так, что после перегрузки и разделения порции смеси ионитов из рабочего ФСД и ее разделения верхнее устройство оказывается выше границы раздела катионита и анионита, а нижнее - на минимальном расстоянии от дна ФРК. В ходе разделения ионитов первым гидравлически выгружался анионит через верхнее выгрузное устройство. При данных условиях анионит совершенно чист, т.е. не содержит частиц катионита.A mixture of cation exchanger DOW MONOS-PHERE 650C and anion exchanger DOW MONOSPHERE 550A was used as ion exchanger. The PRK cation exchanger filter regenerator was equipped with devices for distributed unloading of pure cation exchanger and anion exchanger, arranged so that after overloading and separating a portion of the ion exchanger mixture from the working FSD and its separation, the upper device is above the cation exchanger and anion exchanger boundary, and the lower one is at a minimum distance from the bottom PRK. During the separation of the ion exchangers, the anion exchange resin was first hydraulically discharged through the upper discharge device. Under these conditions, the anion exchange resin is completely pure, i.e. does not contain cation exchanger particles.

В колонне остается весь катионит с расчетным количеством анионита в сульфат-форме сверху. Затем проводится регенерация катионита 4%-ным раствором серной кислоты с удельным расходом 2,5 г-экв/г-экв и анионита - 4%-ным раствором едкого натра также с удельным расходом 2,5 г-экв/г-экв и их отмывка ионитов обессоленной водой. При этом весь анионит в ФРА переходит в OH-форму. В ФРК катионит переходит в H-форму, а находящийся сверху слой анионита в сульфат-форму. При последующей выгрузке через нижнее выгрузное устройство из ФРК в ФРА выводится только чистый катионит. Выгрузка продолжается до тех пор, пока слой ионитов в ФРК не опустится до заданного уровня так, чтобы частицы анионита не могли попасть в перегрузочное устройство. Высота остающегося слоя составила 200 мм над распределительным устройством типа «ложное дно». При этом в ФРК остается смесь ионитов из 20% анионита - в S O 4 2

Figure 00000001
-форме и 80% катионита в Н-форме. Данный слой составлял 7% суммарного объема ионитов и постоянно остается в ФРК, выполняя разделяющую функцию при последующих регенерациях. Чистые отрегенерированные катионит и анионит перемешивали в ФРА и затем отмывали обессоленной водой и оставляли в ФРА до отработки загрузки в одном из рабочих ФСД. Взаимное загрязнение смеси составило менее 0,05%.All cation exchange resin remains in the column with the calculated amount of anion exchange resin in the sulfate form on top. Then, cation exchange resin is regenerated with a 4% sulfuric acid solution with a specific consumption of 2.5 g-eq / g-eq and anion exchange resin with a 4% sodium hydroxide solution also with a specific consumption of 2.5 g-eq / g-eq and their washing ion exchangers with demineralized water. In this case, all the anion exchange resin in the FRA passes into the OH form. In PRK, cation exchange resin transforms into the H-form, and the layer of anion exchange resin located on top transforms into the sulfate form. During subsequent unloading, only pure cation exchange resin is discharged from the PRK to the FRA through the lower discharge device. Unloading continues until the ion exchanger layer in the PRC drops to a predetermined level so that the anion exchanger particles cannot enter the transfer device. The height of the remaining layer was 200 mm above the false bottom switchgear. At the same time, a mixture of ion exchangers from 20% anion exchange resin - in S O four - 2
Figure 00000001
form and 80% cation exchanger in the H-form. This layer accounted for 7% of the total volume of ion exchangers and constantly remains in the PRK, performing a separating function during subsequent regenerations. Pure regenerated cation exchange resin and anion exchange resin were mixed in a PDA and then washed with demineralized water and left in a PDA until the charge was worked out in one of the working FSDs. Mutual contamination of the mixture was less than 0.05%.

Claims (3)

1. Способ выносной регенерации смешанного слоя монодисперсных ионитов, включающий в себя перегрузку смеси ионитов из рабочего фильтра смешанного действия в фильтр-регенератор катионита, выделение из смеси ионитов чистых катионита и анионита, выгрузку анионита в фильтр-регенератор анионита и его регенерацию, регенерацию катионита в фильтре-регенераторе катионита и его перезагрузку в фильтр-регенератор анионита, перемешивание смеси ионитов и ее отмывку, перемещение полученной смеси ионитов в рабочий фильтр и их вторичное перемешивание, отличающийся тем, что выделение из смеси ионитов чистых катионита и анионита осуществляют методом гидравлического разделения, в качестве катионитов используют частицы катионитов с размером частиц 0,5-0,7 мм, а в качестве анионита частицы размером 0,4-0,6 мм, причем в фильтре-регенераторе катионита перед выгрузкой создается промежуточный слой, содержащий 70-90% катионита в H+ - форме и 10-30% анионита в
Figure 00000001
- форме, который создается в фильтре-регенераторе катионита путем обработки катионита и рассчитанного количества отработанного анионита пропусканием через него раствора серной кислоты, составляет от 1 до 10% от общего объема загруженных ионитов и при выгрузке катионита и анионита из фильтра-регенератора катионита не выгружается.
1. A method for remote regeneration of a mixed layer of monodispersed ion exchangers, which includes overloading a mixture of ion exchangers from a mixed-action filter into a cation exchange filter regenerator, isolating pure cation exchange resin and anion exchange resin from a mixture of ion exchangers, unloading anion exchange resin and regenerating it, regenerating cation exchange resin into filter-regenerator of cation exchange resin and its reloading into the filter regenerator of anion exchange resin, mixing the ion-exchange mixture and washing it, moving the resulting mixture of ion-exchange resin into the working filter and their secondary mixing, characterized in that the separation from the mixture of ion exchangers of pure cation exchange resin and anion exchange resin is carried out by the method of hydraulic separation, as cation exchange resin particles of cation exchange resin with a particle size of 0.5-0.7 mm are used, and as anion exchange resin particles of 0.4-0.6 mm in size, moreover, in the filter-regenerator of cation exchanger before unloading an intermediate layer is created containing 70-90% of cation exchanger in H + form and 10-30% of anion exchanger in
Figure 00000001
- the form that is created in the cation exchanger filter-regenerator by treating the cation exchanger and the calculated amount of spent anion exchange resin by passing a solution of sulfuric acid through it is from 1 to 10% of the total volume of charged ion exchangers and is not unloaded when the cation exchange resin and anion exchange resin are discharged.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой, содержащий 70-90% катионита в H+ - форме и 10-30% анионита в
Figure 00000001
- форме, смешивают и вводят в фильтр-регенератор катионита до введения в него смеси отработанных ионитов.
2. The method according to claim 1, characterized in that the layer containing 70-90% of cation exchanger in H + form and 10-30% of anion exchanger in
Figure 00000001
- form, mixed and introduced into the filter regenerator of cation exchange resin before introducing into it a mixture of spent ion exchangers.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой, содержащий 70-90% катионита в H+ - форме и 10-30% анионита в
Figure 00000001
- форме, создают в фильтре-регенераторе катионита путем обработки катионита и рассчитанного количества отработанного анионита, пропусканием через них раствора серной кислоты.
3. The method according to claim 1, characterized in that the layer containing 70-90% of cation exchanger in H + form and 10-30% anion exchanger in
Figure 00000001
- form, create in a filter-regenerator of cation exchange resin by processing cation exchange resin and the calculated amount of spent anion exchange resin, passing through them a solution of sulfuric acid.
RU2012115393/05A 2012-04-18 2012-04-18 Method of external regeneration of mixed ionite layer RU2516167C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115393/05A RU2516167C2 (en) 2012-04-18 2012-04-18 Method of external regeneration of mixed ionite layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115393/05A RU2516167C2 (en) 2012-04-18 2012-04-18 Method of external regeneration of mixed ionite layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012115393A RU2012115393A (en) 2013-10-27
RU2516167C2 true RU2516167C2 (en) 2014-05-20

Family

ID=49446239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012115393/05A RU2516167C2 (en) 2012-04-18 2012-04-18 Method of external regeneration of mixed ionite layer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516167C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663051A (en) * 1985-10-11 1987-05-05 The Graver Company Regeneration of mixed bed demineralizers
US5387348A (en) * 1990-11-09 1995-02-07 Ebara Corporation Method of mixed-bed filtration and demineralization with ion-exchange resins
KR20040084120A (en) * 2003-03-26 2004-10-06 한국정수공업 주식회사 Method of separation and recycling for ion-exchange resin at condensate polishing plants
RU61583U1 (en) * 2006-10-09 2007-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ЭКОС ВОДГЕО" SYSTEM OF OUTLINE REGENERATION OF IONITES OF WATER TREATMENT PLANTS
JP2008073630A (en) * 2006-09-22 2008-04-03 Japan Organo Co Ltd Regeneration method and system of ion exchange apparatus
RU2447026C2 (en) * 2010-06-11 2012-04-10 Игорь Семенович Балаев Method and apparatus for post-treatment of water during fine demineralisation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663051A (en) * 1985-10-11 1987-05-05 The Graver Company Regeneration of mixed bed demineralizers
US5387348A (en) * 1990-11-09 1995-02-07 Ebara Corporation Method of mixed-bed filtration and demineralization with ion-exchange resins
KR20040084120A (en) * 2003-03-26 2004-10-06 한국정수공업 주식회사 Method of separation and recycling for ion-exchange resin at condensate polishing plants
JP2008073630A (en) * 2006-09-22 2008-04-03 Japan Organo Co Ltd Regeneration method and system of ion exchange apparatus
RU61583U1 (en) * 2006-10-09 2007-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ЭКОС ВОДГЕО" SYSTEM OF OUTLINE REGENERATION OF IONITES OF WATER TREATMENT PLANTS
RU2447026C2 (en) * 2010-06-11 2012-04-10 Игорь Семенович Балаев Method and apparatus for post-treatment of water during fine demineralisation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РЯБЧИКОВ Б.Е., Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования, Москва, "ДеЛи принт", 2004, с.с.107-108, 176-178. ФРОГ Б.Н., ЛЕВЧЕНКО А.П., Водоподготовка, Москва, 2007, "Ассоциация строительных вузов", 2007, с.с.528-534 *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012115393A (en) 2013-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2366651A (en) Regeneration of ionic exchangers
RU2516167C2 (en) Method of external regeneration of mixed ionite layer
CN101460406A (en) Method and apparatus for condensate demineralization
JPS62266499A (en) Method of processing radioactive waste liquor
US9714178B2 (en) Method for selectively removing silica from strong brines using activated alumina
CN215439951U (en) Linear cutting cooling liquid recovery system
RU2563278C2 (en) Recovery of combined-action filter beds
CN110372125B (en) Difficult metal ion integrated processing device that gets rid of in waste water
Anderson et al. Colour and turbidity removal with reusable magnetite particles—V: Process development
KR101725258B1 (en) High efficiency electrokinetic treatment method for uranium contaminated soil using the ion-exchange resins
RU61583U1 (en) SYSTEM OF OUTLINE REGENERATION OF IONITES OF WATER TREATMENT PLANTS
JP4547516B2 (en) How to remove harmful metals from scallop scales
JP3489650B2 (en) Treatment method of boron-containing wastewater
US4415457A (en) Process for treating liquid waste containing solid fine particles
US3029200A (en) Removal of radioactive ions from waters
RU2447026C2 (en) Method and apparatus for post-treatment of water during fine demineralisation
JPH08150395A (en) Treatment of waste liquid from power plant and device therefor
RU2573826C1 (en) Method of deactivation of wasted ion-exchange resins, polluted with radionuclides
WO2003065381A1 (en) Process and apparatus for volume reduction of oil scale waste
RU2205692C2 (en) Ion-exchange treatment method for organics-containing water involving countercurrent regeneration of ion-exchange materials
RU2648283C1 (en) Method for regenerating spent extraction system based on organic solution of tributyl phosphate in hexachlorobutadiene (variants)
JP2000354772A (en) Treatment of regenerable waste from condensate demineralizer
JPS61138589A (en) Method for packing ion-exchange resin into condensate desalting tower
RU2663512C1 (en) Method of extracting rare-earth elements from phosphogypsum
RU2334801C1 (en) Method of complex processing and deactivation of radioactive waste at rare metal production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140419

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20151227

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200419