RU2655141C1 - Method of removing oxygen from water - Google Patents

Method of removing oxygen from water Download PDF

Info

Publication number
RU2655141C1
RU2655141C1 RU2017118508A RU2017118508A RU2655141C1 RU 2655141 C1 RU2655141 C1 RU 2655141C1 RU 2017118508 A RU2017118508 A RU 2017118508A RU 2017118508 A RU2017118508 A RU 2017118508A RU 2655141 C1 RU2655141 C1 RU 2655141C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
sulfite
ion exchanger
anion exchange
heat
Prior art date
Application number
RU2017118508A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Владимирович Кленин
Николай Дмитриевич Гомеля
Original Assignee
Олег Владимирович Кленин
Николай Дмитриевич Гомеля
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 Олег Владимирович Кленин, Николай Дмитриевич Гомеля filed Critical Олег Владимирович Кленин
Application granted granted Critical
Publication of RU2655141C1 publication Critical patent/RU2655141C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/05Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
    • B01J49/07Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds containing anionic exchangers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases

Abstract

FIELD: heat-and-power engineering.
SUBSTANCE: invention can be used in heat-and-power engineering to protect heat exchange equipment, boilers, pipelines and other metal elements in electrical power generating plant, firerooms, industrial plants in the production of steam, obtaining hot water for water supply, obtaining desalted and softened water. To carry out the process, the raw water is filtered through low- and high-basic mesoporous anion exchange materials synthesized by modification of copolymers of styrene and divinyl benzene in sulfite form. Regeneration of waste anion exchange materials is carried out by successive processing with solutions of natron or alkali with transfer to the main form, and a solution of sodium bisulphite with concentration of 1–10 % is passed through ion exchanger.
EFFECT: with this processing of resin charge, effective persorption of the sulfite anions occurs, which doubles the oxygen ion capacitance, which is removed from the water; the method also provides for increasing the efficiency of the use of ion exchanger and minimizing the volume of liquid waste.
1 cl, 2 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике в области защиты теплообменного оборудования, котлов, трубопроводов и других металлических элементов на электростанциях, в котельных, на промышленных предприятиях при производстве пара, получении горячей воды для водопроводных сетей, получении обессоленной и умягченной воды для подпитки паровых котлов. Для реализации способа воду перед подачей на котел фильтруют через мезопористые аниониты, синтезированные при модификации сополимеров стирола и дивинилбензола в сульфитной форме.The invention relates to a power system in the field of protection of heat-exchange equipment, boilers, pipelines and other metal elements in power plants, boiler houses, industrial enterprises in the production of steam, producing hot water for water supply networks, obtaining demineralized and softened water to feed steam boilers. To implement the method, water is filtered through mesoporous anion exchangers synthesized upon modification of styrene-divinylbenzene copolymers in sulfite form before being fed to the boiler.

Большинство способов обескислороживания воды основаны на термический и вакуумной деаэрации (Заявка на изобретение России №2002135791/15, МПК С02F 1/20, дата публикации заявки - 05.06.2006). По данной заявке десорбцию растворенных газов осуществляют сначала в вакуумном деаэраторе, а деаэрированную воду отводят в бак-аккумулятор деаэратора при повышенных температурах.Most methods of deoxygenation of water are based on thermal and vacuum deaeration (Application for the invention of Russia No. 2002135791/15, IPC С02F 1/20, the date of publication of the application is 05.06.2006). According to this application, the desorption of dissolved gases is carried out first in a vacuum deaerator, and the deaerated water is diverted to the deaerator's storage tank at elevated temperatures.

Недостатком способа является применение вакуумной установки и термической обработки, которая существенно повышает энергозатраты при подготовке воды. Кроме того, недостатком является применение габаритного оборудования.The disadvantage of this method is the use of a vacuum installation and heat treatment, which significantly increases energy consumption in the preparation of water. In addition, the disadvantage is the use of overall equipment.

Известный способ получения фильтрующего материала и деаэрации воды, основанный на фильтровании воды через смесь катеонита и анионита, обработанную соединениями железа, щелочью, сульфитом и тиосульфатом натрия (Патент Украины №99903, МКП (2009) В01J 20/20, В01J 20/30, В01D 39/16, В03В 3/00, дата публикации - 10.03.2010).A known method of obtaining filter material and water deaeration, based on filtering water through a mixture of cateonite and anion exchange resin treated with iron compounds, alkali, sulfite and sodium thiosulfate (Ukrainian Patent No. 99903, MKP (2009) B01J 20/20, B01J 20/30, B01D 39/16, B03B 3/00, publication date - 03/10/2010).

Недостатком метода является использование растворов сульфата железа концентрацией 5-10%, тиосульфата натрия, сульфита натрия и щелочи при обработке смеси катионита и анионита, что приводит к образованию больших объемов жидких отходов, которые сложно утилизировать. Кроме того, вследствие заполнения пор ионообменного материала гидроксидом железа (III) в процессе его использования при обезкислороживании воды и повторных регенерациях резко снижается поглотительная способность ионита по кислороду при возрастании количества фильтроциклов. При 3-х-4-х фильтроциклах емкость фильтрующего материала по кислороду снижается в 3-5 раз.The disadvantage of this method is the use of solutions of iron sulfate with a concentration of 5-10%, sodium thiosulfate, sodium sulfite and alkali in the processing of a mixture of cation exchange resin and anion exchange resin, which leads to the formation of large volumes of liquid waste that are difficult to dispose of. In addition, due to the filling of the pores of the ion-exchange material with iron (III) hydroxide during its use during dehydration of water and repeated regenerations, the absorption capacity of the ion exchanger for oxygen sharply decreases with an increase in the number of filter cycles. With 3 to 4 filter cycles, the capacity of the filter material for oxygen decreases by 3-5 times.

Наиболее близким по технической сути к изобретению является способ удаления из воды кислорода, основанный на фильтровании воды, которая содержит кислород, через высокоосновной анионит гелевой структуры в сульфитной (SO3 2-) форме, где регенерацию анионита осуществляют раствором сульфита натрия с концентрацией не высшее 8% (Патент №2217382, Россия, МКИ7 С02F 1/20, 1/42, дата публикации -27.11.2003).The closest in technical essence to the invention is a method for removing oxygen from water, based on filtering water that contains oxygen through a highly basic anion exchanger of a gel structure in a sulfite (SO 3 2- ) form, where the regeneration of anion exchanger is carried out with a solution of sodium sulfite with a concentration not higher than 8 % (Patent No. 2217382, Russia, MKI 7 C02F 1/20, 1/42, publication date -27.11.2003).

К недостаткам данного метода следует отнести использование концентрированных растворов сульфита натрия при регенерации ионита, что приводит к образованию значительных объемов жидких отходов и значительных потерь сульфита натрия, который при регенерации используется в значительных излишках от стехиометрического количества. Такие растворы загрязнены десорбованными хлоридами или сульфатами, поэтому непригодные для повторного использования.The disadvantages of this method include the use of concentrated solutions of sodium sulfite during the regeneration of ion exchanger, which leads to the formation of significant volumes of liquid waste and significant losses of sodium sulfite, which is used in significant excess of stoichiometric amounts during regeneration. Such solutions are contaminated with desorbed chlorides or sulfates, and therefore unsuitable for reuse.

В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности удаления кислорода из воды при фильтровании через анионит в сульфитной форме при снижении потерь сульфита в процессах регенерации анионита, повышение эффективности его использования и минимизации объемов жидких отходов в процессах получения и регенерации фильтрующего материала.The basis of the invention is the task of increasing the efficiency of removing oxygen from water when filtering through anion exchange resin in sulfite form while reducing sulfite losses in the processes of regeneration of anion exchange resin, increasing the efficiency of its use and minimizing the volume of liquid waste in the processes of obtaining and regenerating filter material.

Поставленная задача решается тем, что при получении или регенерации фильтрующий материал, который является низко- или высокоосновным ионитом, обрабатывается раствором соды или щелочи с переводом в основную форму. Далее через ионит пропускают раствор бисульфита натрия. При этом происходит эффективная сорбция сульфита за счет реакции нейтрализации без существенного излишка реагента по реакциям (1, 2):The problem is solved in that when receiving or regenerating the filter material, which is a low- or highly basic ion exchanger, is treated with a solution of soda or alkali with the transfer to the main form. Then, sodium bisulfite solution is passed through the ion exchanger. In this case, effective sorption of sulfite occurs due to the neutralization reaction without a significant excess of the reagent in the reactions (1, 2):

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

где П - полимерный остаток стирола и дивинилбензола.where P is the polymer residue of styrene and divinylbenzene.

При такой обработке фильтрующей загрузки происходит надэквивалентная сорбция сульфит-анионов, что почти вдвое увеличивает емкость ионита по кислороду, который удаляется из воды.With this treatment of the filter load, superequivalent sorption of sulfite anions occurs, which almost doubles the capacity of the ion exchanger in oxygen, which is removed from the water.

Пример 1. Через колонку, заполненную низкоосновным анионитом DOWEX Marathon WBA объемом 50 см3, переведенным 2%-ным раствором соды в основную форму, пропускали раствор бисульфита натрия при расходе 2-5 см3/мин. На выходе контролировали содержание сульфита и pH среды. Раствор пропускали до снижения pH в нем до 5,3. После этого ионит промывали 1 дм3 обессоленной воды. В дальнейшем обессоленную воду фильтровали через анионит при расходе 5-10 см3/мин, контролируя в ней содержание кислорода на входе и выходе из колонки. После проскока кислорода в концентрации 1 мг/дм3 анионит регенерировали, последовательно обрабатывая раствором соды и раствором бисульфита натрия. Результаты представлены в таблице.EXAMPLE 1 A column of sodium bisulfite at a flow rate of 2-5 cm 3 / min was passed through a column filled with a 50 cm 3 low-basic DOWEX Marathon WBA anion exchange resin converted into a 2% soda solution into the basic form. The output was controlled by the content of sulfite and pH of the medium. The solution was passed until the pH in it was reduced to 5.3. After that, the ion exchanger was washed with 1 dm 3 of demineralized water. Subsequently, desalted water was filtered through anion exchange resin at a flow rate of 5-10 cm 3 / min, controlling the oxygen content in it at the inlet and outlet of the column. After a breakthrough of oxygen at a concentration of 1 mg / dm 3, the anion exchange resin was regenerated by sequentially treating with a solution of soda and a solution of sodium bisulfite. The results are presented in the table.

Пример 2. Через колонку, заполненную высокоосновным анионитом АВ-17-8 объемом 50 см3, переведенным 4%-ным раствором щелочи в основную форму, пропускали раствор бисульфита натрия, как описано в примере 1. После перевода анионита в сульфитную форму через него фильтровали водопроводную воду при расходе 2-5 см3/мин, контролируя содержание кислорода. После проскока кислорода в концентрации 1 мг/дм3 анионит регенерировали, последовательно обрабатывая 4%-ным раствором щелочи и раствором бисульфита натрия. Результаты представлены в таблице.Example 2. Through a column filled with highly basic anion exchange resin AB-17-8 with a volume of 50 cm 3 , converted with a 4% alkali solution into the basic form, a solution of sodium bisulfite was passed as described in Example 1. After the conversion of the anion exchange resin to a sulfite form, it was filtered through it tap water at a flow rate of 2-5 cm 3 / min, controlling the oxygen content. After a breakthrough of oxygen at a concentration of 1 mg / dm 3, the anion exchange resin was regenerated by sequentially treating with a 4% alkali solution and sodium bisulfite solution. The results are presented in the table.

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (1)

Способ удаления из воды растворенного кислорода, основанный на фильтровании воды, которая содержит кислород, через ионит с дальнейшей регенерацией, который отличается тем, что в качестве ионита используют низко- и высокоосновные мезопористые аниониты в SO3 2--форме, а регенерацию отработанных анионитов проводят при последовательной их обработке растворами щелочи или соды и раствором бисульфита натрия с концентрациями 1-10%.The method of removing dissolved oxygen from water, based on filtering water that contains oxygen, through an ion exchanger with further regeneration, which is characterized in that low- and highly basic mesoporous anion exchangers in the SO 3 2 -form are used as the ion exchanger, and spent anion exchangers are regenerated during their sequential treatment with solutions of alkali or soda and a solution of sodium bisulfite with concentrations of 1-10%.
RU2017118508A 2017-01-13 2017-05-29 Method of removing oxygen from water RU2655141C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA201700354 2017-01-13
UAA201700354 2017-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2655141C1 true RU2655141C1 (en) 2018-05-23

Family

ID=62202070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118508A RU2655141C1 (en) 2017-01-13 2017-05-29 Method of removing oxygen from water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655141C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760249C1 (en) * 2021-02-12 2021-11-23 Александр Владимирович Липовка Installation for non-thermal water deaeration

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4698153A (en) * 1984-02-08 1987-10-06 Hitachi, Ltd. Apparatus for producing ultra-pure water by ion exchange resin
US5122165A (en) * 1990-07-10 1992-06-16 International Environmental Systems, Inc. Removal of volatile compounds and surfactants from liquid
SU1757455A3 (en) * 1983-12-16 1992-08-23 Эколокем, Инк. (Фирма) Method of removing oxygen from water
CN1089920A (en) * 1993-01-19 1994-07-27 王乃忠 A kind of deoxidation method of oiler feed
RU2217382C1 (en) * 2002-06-17 2003-11-27 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Method for removing oxygen from water
RU2355471C1 (en) * 2008-03-19 2009-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" Method of nanocomposite preparation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1757455A3 (en) * 1983-12-16 1992-08-23 Эколокем, Инк. (Фирма) Method of removing oxygen from water
US4698153A (en) * 1984-02-08 1987-10-06 Hitachi, Ltd. Apparatus for producing ultra-pure water by ion exchange resin
US5122165A (en) * 1990-07-10 1992-06-16 International Environmental Systems, Inc. Removal of volatile compounds and surfactants from liquid
CN1089920A (en) * 1993-01-19 1994-07-27 王乃忠 A kind of deoxidation method of oiler feed
RU2217382C1 (en) * 2002-06-17 2003-11-27 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Method for removing oxygen from water
RU2355471C1 (en) * 2008-03-19 2009-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" Method of nanocomposite preparation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760249C1 (en) * 2021-02-12 2021-11-23 Александр Владимирович Липовка Installation for non-thermal water deaeration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11014085B2 (en) Concentrating lithium carbonate after regeneration of lithium sorbent
CN102659264A (en) Ion exchange pretreatment method of softened/demineralized water
CN103706333A (en) Preparation method and phosphorus removal method of zirconium oxide-loading phosphorus removal biological composite material
RU2655141C1 (en) Method of removing oxygen from water
CN108545760A (en) The system and method for ammonium sulfate is recycled in a kind of spent acid from dye industry
RU2656452C2 (en) Method for obtaining lithium hydroxide monohydrate from alcohols and the plant for its implementation
CN102381749B (en) Method for treating low-concentration mercury-containing wastewater
Trokhymenko et al. Development of low waste technology of water purification from copper ions
CN107572557A (en) Salt slag refined highly effective combined depth processing method
WO2018035573A1 (en) Desalination process
RU2217382C1 (en) Method for removing oxygen from water
CN204752402U (en) Oil field sewage ion exchange demineralizer
CN204251577U (en) A kind of gas dehydration triethylene glycol. solution reactivating device
JP3045378B2 (en) Method for combined treatment of seawater
RU2762595C1 (en) Method for non-thermal deaeration of water
RU2760249C1 (en) Installation for non-thermal water deaeration
RU2257265C1 (en) Method of regeneration of low-acid carboxylic cationites
RU2815146C1 (en) Method for treating terephthalic acid production wastewater from cobalt, manganese and bromine ions
CN105431383A (en) Brackish water desalination using tunable anion exchange bed
RU2550192C2 (en) Method of ion-exchange purification of sewage waters and technological solutions from metal ions
JPS6036831B2 (en) Treatment method for water containing arsenic and silica
SU1666450A1 (en) Method for treating water
CN101851815A (en) Method for removing iron ions from acrylic fiber solvent by adsorptive separation
CN209193562U (en) Base exchange method produces silica solution system
RU2448057C1 (en) Method of producing desalinated water and high-purity water for nuclear power units for scientific centres

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190403

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

Effective date: 20190530

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191224

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20201113

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210218