SU1535623A1 - Способ регенерации N @ -катионитного фильтра - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам регенерации ионообменного материла, исчерпавшего свою емкость, восстановленным раствором соли и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и целлюлозно-бумажной промышленности при регенерации натрий-катионитных фильтров водоподготовительных установок, работающих в режиме ум гчени  воды. Цель - повышение степени регенерации NA-катионита и уменьшение степени загр знени  окружающей среды. Способ регенерации NA-катионитного фильтра, истощенного в режиме ум гчени  воды, осуществл ют путем взрыхлени  ионита в три стадии: сначала раствором поваренной соли при скорости 3-4 м/ч до вытеснени  из истощенного ионита частично ум гченной воды, затем раствором соли при скорости в 2 - 5 раз больше первоначальной и далее вытесненной из ионита на 1 стадии взрыхлени  водой при скорости 5 - 14 м/ч. Далее осуществл ют восстановление отработанных на 1 и 2 стади х взрыхлени  растворов соли и их возврат на взрыхление, отмывку ионита, электродиализ отмывочной воды с получением дилюата и его возвратом на отмывку ионита. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к способам peie нерации ионообменных материачов восста новленным раствором соли и может быть использовано в теплоэнергетике химиче. юой и целлюлозно бумажной промышленное ти при регенерации натрий катионитных фильтров водоподготовительных установок исчерпавших свою емкость в режиме м г чени  воды

Целью изобретени   вт етс  повышение степени регенерации ионита и уменьшение Сгзпени загр знени  окружающей среды

Способ регенерации Na катионита вк по чает его взрыхление, пропускание раствора поваренной соли с последующей отмывкой восстановлением отработанного раствора со ли и его возвратом на регенерацию элект родиализ отмывочной воды с полччением дилюата, при этом вфыхтсьие ос шествт ют

в три стадии сначаы раствором сот при скорости 3 1 м ч to вытеснени  из ионита ум гченной вот.ы затем повторно раствором соли причем скорость при повторном взрых пении превышает перыонача ьную в 2- 5 раз, посте чего взрыхтение провод т вытеснен ной и ионита частично ум гченной воюй а отмывк ионита хитюатом Взрых ление ионита вытесненной из него частич но чм гченнои во той провод т со скоростью 5 Км/ч Отработанные на 1 и 2 стади х взрыхлени  растворы LO ж погают на вое становтение и талее исгкмьзуют и  сов мешенной стадии взрых тени регене

рации

При проведение ре1 нерапии а кагиони та по пре ьтагаемому способу взвешенные вещества удат емые из за ру зки потно стью попа ыют в наибо iee концентриро

СП

со ел

о

N3

G3

ванную часть отработанного регенерационно- го раствора, который в дальнейшем обрабатываетс  известью и содой и затем удал етс  совместно с выделенным при обработке осадком карбоната кальци  и гидрокси- да магни , что ведет к предотвращению загр знени  окружающей среды взвешенными веществами Взрыхление раствором соли (peiенерационным раствором) в два этапа приводит к увеличению степени регенерации

татов с данными по способу-прототипу, представлены в таблице.

Из сравнени  результатов следует, что осуществление процесса регенерации по предлагаемому способу обеспечивает вынос взвешенных веществ в объем ОРР, дает возможность поддерживать в данных услови х концентрацию солей в отмывочной воде 5,3-5,5 г/л за счет невысокой степени разбавлени  ОРР - 6,4-11,2% и рабочую

ионита При этом стади  регенераци  сов- ю обменную емкость ЕР 230-240 г-экв/м3.

мещена со ззрыхлением ионита раствором соли Кроме того, создаютс  оптимальные услови  дл  работы электродиализной установки , а также значительно уменьшаетс 

Кроме того, степень регенерации ионита по прототипу составл ет 83%, в предлагаемом способе при м/ч степень регенерации составл ет 92%, при м/ч -

разбавление отработанного регенерационно-96%, но при этом происходит увеличение

го раствора что способствует уменьшениюобщего времени регенерации: при Уз 14 м/ч

концентрации солей в водах, подвергаемыхи при м/ч степень регенерации соэлектродиали п и снижению энергозатрат наставл ет 88%, однако в последнем случае

электродиа.нн Последующее взрыхление вы- происходит активный вынос загрузки. тесненной us ионита водой дает возмож-Следовательно, наиболее оптимальной

ность вытеснени  из фильтра наиболее 20 величиной  вл етс  скорость пропускани 

ум гченной воды при взрыхлении ионита на III стадии в пределах 5-14 м/ч.

На первом этапе взрыхлени  катионита раствором соли происходит полное удаление из фильтра частично ум гченной воды. По мере вытеснени  воды начинаетс  процесс регенерации катионита с одновременным образованием отработанного регенера- ционного раствора. Скорость первого этапа взрыхлени  подобрана таким образом, чтоконцентрированной части отработанного регенерационного раствора, содержащей вшешенные вещества в реактор ио врем  проведени  первого этапа отмывки, что способствует предотвращению загр знени  окружающей среды

25

Пример

Исходную воду жесткостью 3- 4 мг-экв/л пропускают через натрий-катионитный

фильтр диаметром 2,0 м, загруженный 3Q бы из катионита в частично ум гченную сульфоуглем на высоту 2,0 м После ис-воду не происходило попадание механикмцени  зафузки натрий-катионитного филь- ческих включений и продуктов разрушени 

катионита При скорости взрыхлени  ионита на первой стадии меньше 3 м/ч происходит увеличение общего времени на протра осуществл ют его взрыхление сначала раствором NaCl концентрацией 3% со скоростью NI, равной 3 -4 м/ч до полного

вытеснени  м гченной воды из фильтра. 35 цесс регенерации Na-катионитового фильтра, Воду в объеме 6,3 м , вытесненную из фильтра , собирают ь отдельную емкость Затем осуществл ют повторное взрыхление фильтра тем же раствором поваренной соли, но со скоростью Nb в 2 5 раз больше первоначально степень регенерации фильтра при этом остаетс  высокой - 96%

При высоких скорост х движени  регенерационного раствора, на первом этапе

ной Отработанный раствор соли (ОРР), 40 взрыхлени  происходит его интенсивное смевытесн емый ш фильтра после этой операции , собирают в реактор После этого взрыхление провод т ум гченной водой, собранной в емкости, со скоростью Vj, равной

шение с водой, заключенной в порах ионита , а также вынос взвешенных частиц в вод ную подушку фильтра, что приводит к необходимости отбирать в реактор, помимо ОРР,

5- 14 м/ч Отработанный раствор соли, вы-воду вод ной подушки фильтра, загр знентесненный из фильтра после указанной операции , также подают в реактор Затем провод т отмывку фильтра сверху вниз ди- люагом и вытесн ют его исходной водой в количестве 10 м Отмывочные воды подвергают электродиализу с получением рассола и дилюата, рассол направл ют в реактор Затем в реактор добавл ют стехио- метрические количества извести и соды. Iloi.it1 чм мюни  отсгоенный освещенный раствор из реактора подают на взрыхление и регенерацию фильтра

Вли ние параметров обработки Na-катио- нита на степень его регенерации, а также сравнительый анализ полученных резуль

ную взвешенными веществами В результате , дл  обеспечени  сохранени  посто нного объема восстановленного раствора соли последние порции ОРР смешивают с отмы- вочными водами, что приводит к значитель5Q ному ( в 2 раза) увеличению расхода электроэнергии на электродиализ В предлагаемом способе электродиализу подвергают отработанный регенерационный раствор, содержащий 16-18% соли (по прототипу этот раствор содержит 20-45% соли)

55 Первый этап взрыхлени  завершают после полного удалени  воды из пор катионита и всего фильтра в целом. По завершении первого этапа над катионитом в фильтре

татов с данными по способу-прототипу, представлены в таблице.

Из сравнени  результатов следует, что осуществление процесса регенерации по предлагаемому способу обеспечивает вынос взвешенных веществ в объем ОРР, дает возможность поддерживать в данных услови х концентрацию солей в отмывочной воде 5,3-5,5 г/л за счет невысокой степени разбавлени  ОРР - 6,4-11,2% и рабочую

обменную емкость ЕР 230-240 г-экв/м3.

Кроме того, степень регенерации ионита по прототипу составл ет 83%, в предлагаемом способе при м/ч степень регенерации составл ет 92%, при м/ч -

96%, но при этом происходит увеличение

цесс регенерации Na-катионитового фильтра,

но степень регенерации фильтра при этом остаетс  высокой - 96%

При высоких скорост х движени  регенерационного раствора, на первом этапе

взрыхлени  происходит его интенсивное смешение с водой, заключенной в порах ионита , а также вынос взвешенных частиц в вод ную подушку фильтра, что приводит к необходимости отбирать в реактор, помимо ОРР,

ную взвешенными веществами В результате , дл  обеспечени  сохранени  посто нного объема восстановленного раствора соли последние порции ОРР смешивают с отмы- вочными водами, что приводит к значительQ ному ( в 2 раза) увеличению расхода электроэнергии на электродиализ В предлагаемом способе электродиализу подвергают отработанный регенерационный раствор, содержащий 16-18% соли (по прототипу этот раствор содержит 20-45% соли)

5 Первый этап взрыхлени  завершают после полного удалени  воды из пор катионита и всего фильтра в целом. По завершении первого этапа над катионитом в фильтре

содержитс  только отработанный регенера- ционный раствор соли.

При повторном взрыхлении ионита раствором соли со скоростью, в 2-5 раз превы тающей первоначальную, продолжаетс  процесс регенерации и начинаетс  удаление ме- ханических включений и продуктов разрушени  катионита. Поскольку в фильтре над катионитом содержи ге  то IBKO отработанный регенерационный раствор соли, то все механические включени  могут попасть только в последний. По завершении этой операции над кагионитсм сосредоточитс  неразбавленный отработанный ре-енерационный раствор соли, содержащий взвешенные вещества.

При скорости взрыхлени  на второй стадии меньше 3 м/ч происходит неполный вы- нос взвешенных веществ из загрузки фильтра , что со временем приводит к заработке загрузки фильтра, т е. к снижению ею обменной емкости, например, при скорости м/ч содержание взвешенных веществ в ОРР ( оставл ет 5- 6 мг-л, при м/ч содержание взвешенных веществ в ОРР - 10--1I MI/л. Это показывает, что при сно рости взрыхлени  7 м/ч часть взвешенных веществ отчаетс  R sarp ке.

Последующее вфыч.нние катионита вытесненной из фильтра водой, ссд жащей 0,05- 0,10 MI экг;-л ео Н Н жесткости, предназначено дл  удалени  без разбавлени  отработанного регенерационного раствора соли, содержащего взвешенные вещества, в реактор. Это обеспечиваетс  тем, что вода прежде всего вытесн ет ОРР из пор фильтра, не вступа  в контакт с той его частью, в которой содержатс  взвешенные вещества

Таким образом, предложенный способ позвол ет сосредоточить все механические примеси в наиболее кон ценiрированной неразбавленной части отработанного регене- рационного раствора и за(ем удалить их в реакторе с осадком

Возврат дилюата в фильтр дл  ею отмыв- ки  вл етс  существенным с точки зрени  поставленной целиуменьшени  заф знени  окружающей среды по следующим причинам. Количество солей в единицу времени , которое несет в споем составе дилюат, составл ет QI- С , где Qi и С- - соответственно расход и концентраци  солей в ди- люате Это количество значительно превышает содержащеес  в исходной воде. Например , при содержании хлористого натри  в исходной Boat.1 60 г/м и в дилюаге

0

0

о

0

Q

5

500 T/MJ (меньшую концентрацию в дилю зте получать электродиализом экономически нецелесообразно) это превышение составл ет 440 r/MJ. При количестве отмывочных вод 200 MJ/cyT они несут в своем составе 88 кг/сут избытка хлористого натри . Утилизаци  дилюата известными пут ми, например , смешение с исходной водой, приводит к попаданию избытка в ум гченную воду, а затем в окружающую среду с продувкой парового котла или потер ми сетевой воды в случае водогрейных котлов. Указанному количеству отмывочных вод соответствует суточный расход хлористого натри  на ре генерацию 900 кг/сут. В известном способе около 10% соли, используемой дл  регенерации , попадает в окружающую среду с от- мывочными водами. В предложенном способе возврат дилюата на отмывку катионита позвол ет этого избежать.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позвол ет предотвратить загр знение окружающей среды, повысить степень регенерации ионита на 5-10% и уменьшить энергозатраты на процесс электроднализа в 2 раза.

Claims (3)

1.Способ регенерации Na-катнонитного фильтра истощенного в режиме ум гчени  воды, включающий взрыхление ионита, пропускание раствора поваренной соли, отмыв- к ионита, восстановление отработанного раствора соли и его возврат на регенерацию , электродиализ отмывочной воды с получением дилюата, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени регенерации ионита и уменьшени  степени загр знени  окружающей среды, взрыхление ионита осуществл ют в три стадии: сначала раство ром соли при скорости 3-4 м/ч до вытеснени  из истощенного ионита частично ум гченной воды, затем раствором соли при скорости в 2-5 раз больше первоначальной и далее вытесненной из ионита на первой стадии взрыхлени  водой, при этом отмывку ионита ведут дилюатом.

2.Способ по п. 1, Отличающийс  тем, что взрыхление ионита вытесненной из нею на первой стадии частично м гчен- ной водой ведут при скорости 5- 14 м/ч.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что отработанные на первой и второй ста ди  взрыхлени  растворы соли подают на восстановление.