SU673611A1 - Способ автоматического регулировани процесса ионообменной нейтрализации растворов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам и устро ствам дл  проведени  процессов ионообменной нейтрализации растворов, в частности к способам и устройствам дл  автоматнческого регулировани  процесса ионообменной нейтрализации растворов сточных вод, и может быть использовано в химической и металлургической промышпенност х . В таких процессах неприемлемо использование в роли датчиков реле времени или расходомеров которые автоматически вывод т фильтры на регенерацию по прошествии определенного времени и после пропусканн  определенного количества жидкости, потому что состав исходного раствора измен етс  в широких пределах. Дл  успешной работы системы автоматического регулировани  процесса ионообменной нейтрализации сточных вод необходимо предусмотреть возможность пр мой или косвенной индикахрш степени истощени  фильтра и использовать соответствующий сигнал дл  переключени  установки на ретенерадаю и обратно. Об обработке ионитныхфильтров можно судить косвенно по качеству выход щей из фильт ра воды и непосредственно, изуча  состо шие сло  ионита. Перва  группа методов основана на измерении какого-либо свойства выход пхей водьс, например электропроводности. Проскок удал емого иона в фильтрат вызывает изменение электропроводности , преобразуемое в сигнал дл  переключени  фильтра на регенерацию. Однако измерение злектропроводиостИ одиого лишь фильтрата может дать ошибочнь1е сведени  вследствие возможных изменений солевого состава раствора . Более надежной  вл ютс  системы регулировани , основанные на сравнени  качества исходной и выход щей воды. В другой группе методов измер етс  какоенибудь свойство самого сло  ионита, позвол йщее судить о приближении его к состо нию 9t aботки . Дл  зтой цели, например, удобно использовать специальные окрашенные ионообменные смолы и визуально следить за движением окрашенного сло  при поглощении иоиов из обрабатываемой сточной воды или обрабатыпать кислотно-основным индикатором последние слои

.по ходу потока и определ ть приближение проскока tio началу изменени  скрасьси в этих сло х. Известен способ автоматРтескЪго регулировани  процесса ионообменной нейтрализации растворов , например стошых вод, путем регулировани  подзШ регенерирующего раствора в зависимости от электропроводности сло  ионита 1. Однако в известном способе возможно форми рованне лоююго сип1ала обработки ионитного фильтра или отсутствие сигнала при проскоке ю сорбируемых компонентов, что обуславливает низкую надежность регулированй;и этого способа.

Известное устройство дл  автоматического регулированн  процесса нейтрализэции сточных ,5 вод состоит из протошого реактора-смесител , ЙйШЬ йреагента, Дайнйа и pefynJiTOpir процесса . В этом устройстве автоматшшскбе дозирование реагента ос ществд етс  в зависимости от, величины рН стбчнь1х вод на вх6де и вь1ходе JQ реактора изодромным perj HTopoM, св занным с дозатором и рН-метрами 2.

Основным недостатком этого устройства  вл етс  сложность системы автоматического регулировани .25

Кроме того, при малой концентраций стоков отношение их объемов к стехиометрическому объему дозируемого реагента очень велико, что требует особо тщательного перемеШйвйш  этих растворов и соогветств(гнноус:лойШей1| конст- зо рукции реактора смесител . При резком повышении конце тращш стркрв возможно запаздывание подачи реагентов в реактор, ето может привести к проскоку сточных вод и соответственно обуславливать низкую надежкость работы устррйства .

С цел1Е.ю noBbJUieicw йаде шЬсти регулйровани  Крбцёсса, предотвращени , проскока и увеличени  срока службы иошта, подачу регенерирующего раствора осуществл йЕот с коррекцией по 40 уровню верхней .подвижной г{ ШМ1&Г зШи&ни- тгпо достижении У5-95%-н6й степениистощени  обмеинрй емкости ионита,а отключение подачи по достижении 5-2§%-ной степени истощени , а датчик выполнен в виде сло  нЬнита; св занно- j го с регул тором дОзйтОр реагента посредством штока, укретЫенного на рещетке, помещеиной на поверхности сло .

Предлагаемьш способ осуществл етс  следующим образом: в колонку с ионитом (необходимое количество ионита задают по высоте сло ) осизу подают Еейтрализуемый раствор. По мере нейтрализацв растаора и, Соот1вётстве1ш6 перехода мовита IB одной ионной фор1йй в Щтую,

гфбйСХОЯИТ щ)Ьпорциональйое измене1йе высоты 55 сло , что позвол ет вести контроль степени отработки фильтра и обеспечивает с помощью штоШ ,Т10Ш щегос  на,пОйерхностй СЛОЙ, автоматическое вклю«1ение и отелюче ше системы регенерации в момент соответстви  степени истощени  фильтра заданному зlшчe шю.

Явление изменени  размеров зерен (в особенности слабодиссодаирующих ионитов) в водных растворах при измерении их ионной формы обуславливаетс , большей набухаемостью солевых форм, вследствие большей гидратации в них противоионов. Так, например, при переходе карбоксильного катионита КБ-4x10 из натриевой формы в водородную наблюдаетс  уменьшение диаметра зерен ионкта на 40%.

Таким образом, при переходе карбоксильного катионита из солевой формы в водородную и обратно происход т значительное уменьшение или увеличение высоты сло  ионита, которое может испр; ьзрвано в качестве источника сигнала щт  автоматического регулировани  процесса.

П р и м е р Колонка с карбоксильным катионитом КБ-4x10 (Na) используетс  дл  нейтрализации кислых растворов При их сбросе в канализацию .

Колонка представл ет собой трубу из оргстекла диаметром 10 см, в которую загружают 800 г (в пересчете на сухую смолу) катаонита с обменной емкостью 10,1 мг«экв./г, иаход щегос  на 75% в Na- и на 25% в Н-форме. Через колонку пропускают со скоростью 200 МП/мин водный раствор с кислотностью 0,1-0,5 г- онп/п В процессе обработки катионита до заданного уровн , который соответствует переводу в Н- форму 75% общей обменной емкости смолы, было очищено 20 л кислого раствора. При этом высота сло  ионита уменьшилась с 32 (исходное состо ние) до 18 см. Дл  регенерШцш катионита через колонку пропускают с той же скоростью 5%-ный раствор NaOH до увеличени  высоты сдо  до исходной. После регенерации колонку с ионитом используют снова дл  нейтрализации кислых растворов.

В качестве датчика предлагаемого устройства Шйтрол  и автоматического регулировани  процесса нейтрализации растворов используют колонку , содержащую слой ионита. На йоверхности сло  и01Ша помещают решетку или сетку, со дииенную щтоком с регул тором, которьга св зан с дозатором регенерирующего ргютвора; Формирование датф{ка сигнала, поступающего на регул тор , производитс  с помощью штока, занимающего по мере усадки или набухани  сло  . иоиита положение, соответствующее включению или выключению дозатора регенерирующего устройства .

На чертеже изображено устройство дл  автоматического регупировашш процесса ионооС мен ной нейтрализации растворов.

Устройство включает колонку 1 с поддерживающей решеткой 2, на которой лежит слой ионита 3. На поверхнрсти сло  ионита свободно лежит решетка или сетка 4, соединенна  со щто