Eljárás víz kondicionáló
Mamchenko Aleksey Vladimirovich (UA)
Demidenko Igor Mihaylovich (UA)
C02F1 / 42 - Víztisztító, ipari és háztartási szennyvíz vagy szennyvíziszap (szétválasztás általában B01D; különleges eszközök víztisztító tartályok, az ipari és a háztartási szennyvíz, például az ivóvíz B63J, hozzátéve, hogy a víz ügynökök a korrózió megelőzése C23F ; feldolgozása folyadékok radioaktív anyagokkal szennyezett G21F 9/04)
B01J39 / 08 - Az anyagok felhasználása, mint kationcserélők; feldolgozását az anyag további kationcserélő tulajdonságok
A találmány tárgya ioncserélt víz kondicionáló technológia, különösen a víz és a levegő egy időállandó a merevség, és fel lehet használni a termikus villamosenergia-termelés, vegyipari, élelmiszeripari és más iparágakban.
Ismert olyan módszer víz kondicionáló egy időben állandó és merevség miatt puhító és csökkentése lúgosság / SNP 2.04.02-84. Vízellátás. Külső hálózatok és létesítmények. State Building SSSR.-M. Stroiizdat 1985.- 136 o. / [1]. Az eljárás szerint [1] a víz készült oldatához egymást követően két ioncserélő szűrők. Az első szűrő tartalmaz egy gyengén savas kationcserélő gyanta, a kinyert sav és a második későbbi szűrő tartalmaz sulphocationite vízzel, nátrium-kloriddal regeneráltunk. Maradék merevsége a kezelt víz 0,01 meq / kg, lúgosság - 0,7 meq / kg, a fajlagos fogyasztása sav - 1 ekv / ekv eltávolítjuk kationok időszakos keménység, fajlagos nátrium-klorid - nem kevesebb, mint 100 g / ekv eltávolítjuk ionok merevség konstans, a munkaképességét a kationcserélőt karboxi - 500-600 mEq / dm 3 munkaképesség szulfonsav - nem több, mint 1350 meq / dm 3.
A hátrányai a módszer [1] jelentős merevséget és lúgosságát a szűrletet, a nagy fajlagos fogyasztása reagensek alacsony munkaképesség karboxil kationcserélő, vízben oldható sók nagy kisülések miatt hiányos nátrium-klorid alkalmazásával a regenerálási szulfonsav és drága hardver regisztrációs folyamat miatt a két szakaszból vízkezelési technológia.
A legközelebb a találmány a műszaki lényegét és az elérhető eredmény egy eljárás kondicionáló víz ioncserélő filtert egyetlen lépésben, hogy egy gyengén savas kationcserélőt a sav-kevert só formában / szabadalmi US N 4083782 IPC C 02 B 1/76 eljárás víz kondicionáló // R.Kunin- publ. 11.04.78 / [2]. Egy ismert módszer [2] és a víz idővel állandó keménységű (a pH körülbelül 5) dolgozzuk ioncserélő szűrő, amely egy gyengén savas kationcserélő gyantával (Amberlite IRC 50) egy vegyes sav-só formájában, a só forma 70-96% a cserélhető csoportok a kationcserélőt. A leírás szerint, amelyet a módszer a só forma értendő, fordítását az a része a ionos csoportok só formában csak egyetlen töltésű kationokat alkálifémek (nátrium, kálium, lítium) vagy ammónium, és a fordítás a ugyanolyan arányban ionos csoportok vegyes só formájában, amely amellett, hogy egyszeres töltésű kationokat alkálifém- vagy ammónium-sók vannak jelen kétszeresen kivont vizet kationok, például kalcium- és magnézium.
A vegyes sav-só formájában egy gyengén savas kationcserélő alakítjuk szekvenciális kezelés regeneráló oldat, amely egy savat és egy lúgos reagenst (-hidroxid, karbonát vagy hidrogén-karbonát egy egyszeres töltésű ion).
Egy ismert módszer [2] lehetővé teszi mélyen lágyított víz és emelésével lúgos a víz hogy növelje annak pH 5 és 7-9,5. Munkaképesség gyenge savas kationcserélő Amberlite IRC 50 keménységet okozó ionok az ismert módszer [2] 687- 1,830 meq / dm 3.
Így az ismert módszer célja lágyító mély savanyú víz, miközben növeli a pH-értékét 7,0-9,5. Mivel a pH növekedése a kondicionált víz csak úgy érhető el, ami növeli a lúgosság, az ismert eljárás a műszaki lényegét nem tudja megoldani a problémát, jelentős csökkenése lúgosság amikor kondicionáló vizet.
Így a maradék lúgosságát a légkondicionált ismert eljárással [2], és a természetes meszes víz 0,60-1,1 és 2,5-3,8 meq / kg volt (1. táblázat, példák 19-22, 2. táblázat, példák 14,15).
Ebből következik a fentiekből, hogy a probléma a minőségének javítása a kondicionált víz csökkentésével lúgossága miközben mély lágyító sürgős és fontos.
Valóban, például a relatív lúgosságát vizet (a víz aránya a lúgosság teljes lúgosság, és a tartalmát erős sav anionok) szánt kazántápvíz nyomását 3,9 MPa szegecselt kapcsolatok nem haladhatja meg a 20%, ha a merevség értéke nem több, mint 5, és a 10 ug-egyenérték / kg típusától függően az üzemanyag / műszaki üzemeltetése erőművek és hálózatok. Energoatomizdat M., 1989 - 147. o, 149 / [3]. A határérték megfelel a relatív lúgosságát alkáli kondicionált víz 0,35 és 0,6 mg-ekvivalens / kg rendre meszes és a természetes vizekben a fenti készítményekben. Abban az esetben vizet használunk a takarmány fűtési rendszerek és a víz keménységét lúgosságának szabályozott körülmények között, hogy kizárja a kialakulását karbonát betétek [3, p. 154-155], amelyek függően vannak meghatározva az üzemmódot.
A találmány alapja az, hogy olyan eljárást víz kondicionáló, ami biztosítaná által változásának formájában gyenge savas kationcserélő gyantát elérése műszaki hatás - minőségének javítása kondicionált víz csökkenése miatt lúgosság amikor mély lágyulási, elérése mellett magas munkaképesség kationcserélővel és a kis fajlagos fogyasztása reagensek ( savak és lúgok).
További pozitív eredményt a találmány szerinti eljárás alkalmazásával érjük el, ahelyett, hogy áru reagensek (savas és lúgos) a hulladék keletkezését - regenerálása töltött oldatok H- és OH-ionite szűrők.
A jelenléte a kation a karboxil 5-55 mol% a só formát kétértékű kationok egy tartalom 10-60 mol% a só formát egyszeres töltésű kationokat biztosít mélyen lágyított víz egy kevéssé lúgos (például 1-9 és 1-8 a 1. táblázat, 10-13 2). Ez az eredmény meglepő, mivel az ismert elképzelések hatásának kation téríthetők telítettségi fokát a vízkeménység kationok (kétszeres töltésű ionok) mélységben lágyító várható merevítő kondicionált víz növelésével a tartalom a kation a só formát egy kettős töltésű ionok. (. G.K.Feyziev nagyon hatásos eljárás a lágyító, sótalanító, deionizációja M :. 1988 Energoatomizdat. -s.40-45.) [4].
Valójában, adataink szerint (Példák 1-9 táblázat 1. és 1-8, 10-13 2. táblázat), ha a tartalom a só formát egy kettős töltésű kationokat az igényelt tartomány a jelen eljárás kondicionált víz előállítása kis lúgosságot és ugyanazt a merevsége, mint a azzal az ismert eljárással [2], ahol a só formát kétértékű kationokkal hiányzik (példák 19 és 14 1. táblázat a 2. táblázat). Így a javasolt módszer lehetővé teszi, hogy olyan vizet kapjunk, egy sokkal alacsonyabb lúgosságát (0,35 meq / kg, 1. táblázat; 0,6 meq / kg, 2. táblázat), mint a technika állása szerinti (0,6-1,1 milliekvivalens / kg, az 1. táblázat, 2,5-3,8 mg-ekvivalens / kg, 2. táblázat).
Azonban az adatok 1.2 táblázat mutatja, hogy a javasolt módszer érjük lúgosság mélyen lágyított vízzel nem több, mint 0,35 mg-ekvivalens / kg (meszezett víz, 1. táblázat), és nem több, mint 0,6 milliekvivalens / kg (természetes víz, 2. táblázat).
Továbbá, a találmány szerinti sóformák túl a tartalmát kationcserélő nyújt jelentős térfogatú kondicionált vizet, és így a magasabb működési kapacitása a kationcserélő, mely 413 - 2782 mekv / dm 3, és az alacsony fajlagos költsége a reagensek. Egy ismert módszer [2], a kondicionált víz azonos minőségű nem szerezhető, amely nem teszi lehetővé, hogy meghatározzuk munkaképesség kationcserélővel és specifikus reagenseket költségeket.
A találmány szerinti tartalmát a sóforma a kationcserélőt kétértékű kationok lehetővé regenerálására kationcserélőt használjuk nemcsak a termék (tiszta) sav, hanem sóit kétszeres töltésű kationokat szennyezett savas oldatokat, a termelés a hulladékok, különösen a kiégett regeneráló H cationite szűri sótalanító üzemek. A jelenléte kétszeres töltésű kationokat a reagens oldat nem befolyásolja a minőséget kondicionált víz működési kapacitása az ioncserélő, darabköltségek savak (2. táblázat, példák 1,6-8, 10-13).
A találmány szerinti tartalmát a só formát egyszeres töltésű kationokat és az összeget a sóformák nem csupán az biztosítható előállítására kondicionált víz kiváló minőségű, hanem a lehetőségét, regenerálására kationcserélőt ugyanolyan hatékonysággal helyett vámtarifaszám maró lúgos oldatok szennyezett sók az azonos nevű egyszeres töltésű kationokat, amelyek az ipari hulladékok, különösen a hulladék regenerációs oldatokkal OH-ionite szűrők.
A javasolt módszer a víz kondicionáló eléri a következő műszaki paraméterekkel: a pre-meszezett vízkezelés: lúgossága kevesebb, mint 0,35 meq / kg; merevség - nem több, mint 5 g-ekvivalens / kg; Munka cserélő kapacitása a kationcserélő - 413 - 2782 meq / dm3; fajlagos sav - 1,1-2,1 ekvivalens / ekvivalens; specifikus alkáli fogyasztása 0,6-1,9 ekvivalens / ekvivalens; kondicionálás során a természetes víz: lúgosság - nem több, mint 0,6 mg-ekvivalens / kg; merevség - 100 ug-ekvivalens / kg; Munka csere kapacitás - 658 - 1739 meq / dm3; fajlagos savfogyasztás - 1,1 1,3 ekvivalens / ekvivalens; fajlagos lúg felhasználása -0,5-3,3 ekv / ekv.
Így a sor alapvető funkciók szükséges és elegendő ahhoz, hogy elérjék a nyújtott találmány műszaki hatás - minőségének javítása kondicionált víz csökkenti a lúgosság a legmélyebb lágyító egyidejű elérését nagy munkaképesség kationcserélővel és a kis fajlagos fogyasztása reagensek (savak és lúgok), és még a lehetőségét használt reagensek helyett árutermelés hulladékot tartalmazó savas és lúgos, különösen a hulladék regeneráló a H- és OH-ionite szűrők. A javasolt módszer lehetővé teszi, hogy javítsa a környezeti teljesítményének lágyító folyamatok és a víz sótalanítására a végrehajtásuk ugyanazon a hardveren tárgy -, hogy csökkentse a mentesítés a sók a környezet megszüntetésével a használata a kereskedelmi reagensek vízlágyító használata révén a regenerációs a gyenge savas kationcserélő gyanta lágyulási rendszerek és dealkalization víz hulladék demineralizer.
A módszer a következőképpen valósul.
A nyersvíz természetes vagy előre meszezett vízzel (víz készítményt a korábbiakban megadott). Olajos anyagként szűrletet - kondicionált víz keménysége és a lúgosság szinten szükséges paramétereket (keménység - 10 vagy ICG 5 meq / kg, lúgosság 0,35 mekv / kg esetén vizet használnak etetésére alacsony nyomású kazán vagy merevség - 100 mcg eq / kg, lúgosság - 0,6 meq / kg alkalmazásával kondicionált víz az üzemanyag fűtési rendszerek).
Kezelt egy lúgos reagenssel kationcserélőt vízzel mossuk, és használjuk fel a következő víz kondicionáló ciklust.
Keménység és a lúgosság víz hagyományos módszerekkel határozzuk meg / Referencia vegyész energiát. Az általános szerkesztésében S.M.Gurvicha. M. Energy. - 1972. V.1. a. 391-397 / [5].
Egy példa megvalósításának a javasolt módszer.
Az üveg oszlopra visszük 100 cm3 gyenge savas kationcserélő gyantát Lewatit CNP 80 (alapuló sav formájában), amelyeknek teljes ioncserélő kapacitású 4400 mekv / dm 3 és 40 mol% (1,760 meq / dm 3) ionos csoportok a só a kationcserélőt formában a egyszeres töltésű nátrium kationok, 15 mol% (660 meq / dm 3) az ionos csoportok - a só formájában, bivalens kationok eltávolítjuk a víz keménysége (kalcium és magnézium). A teljes aránya a sóforma 55 mol% (2,420 meq / dm 3). Telt egy kationcserélő gyanta előre meszezett vizet az alábbi összetételű, mekv / kg merevség-1,8; Lúgosság-1,2; anionjai erős savak-1,4; pH-10,1.
A kondicionált víz követelmények: merevség - ICG nem több, mint 5 ekvivalens / kg; relatív lúgosság - nem több, mint 20%, ami megfelel a készítmény az említett lúgforrást víz nem több, mint 0,35 meq / kg.
Miután otregenerirovanny savas kationcserélő gyantát szűrjük 0,176 dm 3 1 n. nátrium-hidroxid-oldatot (GOST 4328-77), majd 0,5 dm3 vizet. A töltött nátrium-hidroxid-oldatot nem található. Így kationcserélő felszívódik 1,760 milliekvivalens nátrium-hidroxidot, így a fordítás egy só formáját egy egyszeres töltésű kation 1,760 meq / dm 3 ionos csoportokat kationcserélő (40%). Fajlagos nátrium-hidroxid volt, 176/270 = 0,7 ekv / ekv. Mivel a kezdeti kationcserélő 660 mekv / l kétszeresen töltött kationok az abszorbeált víz 269,3 mekv kation- és savregenerálás amikor deszorbeált lényegében azonos mennyiségű kettős töltésű kationokat (270 mekv), majd otregeneriroranny kationcserélőt tartalmaz 659 mg eq / dm 3 kétszeres töltésű kationokkal vagy 15 mol%.
Annak megállapításához, a határértékeket a tartalmát az összege kation sóformák, hogy a sóformákat egyszeresen és kétszeresen töltött kationok kísérleteket végeztünk azonos a fent leírt példában, amelyben a só említett formák aránya között mozgott. Az eredményeket az 1. táblázatban mutatjuk be.
Amikor tartalmának csökkentésére evaneszcens só formát egy egyszeres töltésű kation és kevesebb, mint 10 mol%, vagy arányának növelésével az evaneszcens kétszeres töltésű kationokat, mint 55 mol% növeli a merevségét a kondicionált víz (példák 10,11,13,17 1. táblázat).
Amikor meghaladja a felső határértéket, a só formát egy egyszeres töltésű kationt (például, 65% mol), és az összeget a sóformák (például 70 mol%) növeli a lúgos a kezelt vizet (1. táblázat Példák 14,16), amely nem hozam vízzel a kívánt lúgosság.
Az alsó határ, a tartalom a só formát kétértékű kation (5 mol%) kiválasztott megőrzése alacsony fajlagos fogyasztása sav regenerálására kationcserélő (példák 2,8,9,12,15 1. táblázat).
Amikor elenyésző csökkentve a teljes tartalmát sóformák, lehetséges több mint-limit tartalom csökken sóformákat mono- vagy kétértékű kationokat (például, egy-töltés), megkapjuk a víz nagy keménységű (nagyobb, mint 50 ICG-ekvivalens / kg) (18. példa, 1. táblázat).
Ahhoz, hogy meghatározzuk a hatékonyságát különböző ágensek (töltött regeneráló oldatok H-szűrők helyett kénsavat, töltött regeneráló oldatok OH-szűrők, valamint hidroxidok, kálium- és ammónium-, nátrium-karbonát, nátrium-hidrogén-karbonát helyett nátrium-hidroxidot) regenerálására gyenge savas kationcserélő gyanta, a kísérleteket végeztünk, azonos a fent ismertetett példa, mind az azonos meszezett vizet, és a természetes víz összetételét, mekv / kg keménység - 4,8; lúgosság - 4,0; anionjai erős savak - 2,4; pH-7,1. A természetes víz relatív lúgossága az említett kompozíció felel meg 20% a lúgossága 0,6 meq / kg. Kation kikapcsolta a regenerálást, amikor a merevsége értéke a szűrletet 100 mg-ekvivalens / kg. Az eredményeket a 2. táblázatban mutatjuk be.
Amint az a fenti példákból, a használata a kationcserélő regenerálására töltött regeneráló oldatok H- és OH-ionite szűrők helyett áru reagensek nem befolyásolja a minőségét kondicionált víz, munkaképesség kationcserélővel és specifikus reagenseket költségek és a költségek csökkentése, a folyamat lehetővé teszi a a hulladék termékek (példák 6, 8,11-13 2. táblázat).
Előnyei a javasolt módszer, mint a hagyományos támogatott adatátviteli 1. és 2. táblázat A víz kondicionáló javasolt eljárás minőségének javítására kondicionált víz csökkenése miatt lúgosság 1,7-6-szer, amikor a mély lágyító olyan szinten nem haladja meg az 5-10 ug-egyenérték / kg feldolgozása során előre meszezett víz és 100 ug-egyenérték / kg kondicionálás során a természetes víz egyidejű elérését nagy munkaképesség kationcserélő (413-2782 mekv / dm 3) és az alacsony fajlagos költsége reagenssel s - sav (1,1 - 2,1) és lúgos (0,5 - 3,3 ekvivalens / ekvivalens).
Hangsúlyozzuk, hogy a kérelmet a javasolt eljárás lehetővé teszi, hogy csökkentse a költségeit az eljárás használata miatt a kezelt hulladék víztermelés és csökkentése érdekében só mentesíti a környezetet a hulladék helyett más vegyipari alapanyagok.
2. Eljárás 1. igénypont szerinti, azzal jellemezve, hogy a regenerálást úgy végezzük kipufogógáz H- és OH-ionite szűrők regeneráló.