UA54471C2 - Спосіб підготовки води - Google Patents

Abstract

Винахід відноситься до галузі обробки води, зокрема до іонообмінної технології обезсолення, пом'якшення води з одночасним зниженням її лужності і може бути використаний в енергетиці для одержання високоякісної кондиційованої води, придатної для використання як теплоносій. Для здійснення способу вихідну воду обезсолюють обробкою на Н-фільтрах шляхом послідовного пропускання через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт, а потім на ОН-фільтрах. Пом'якшення здійснюють послідовним або паралельним пропусканням води через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт в дві стадії: на першій стадії воду пропускають через катіоніти, виснажені при обезсоленні води, до проскакування іонів твердості через сульфокатіоніт, а на другій стадії - продовжують пропускання води через ті ж катіоніти, додатково оброблені відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтрів пропусканням останнього послідовно через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт. Відпрацьовані при пом'якшенні води Н-фільтри регенерують розчином кислоти шляхом пропускання регенераційного розчину спочатку через сульфокатіоніт, а потім через карбоксильний катіоніт. Реалізація способу дозволяє у 80 раз зменшити вміст іонів натрію в обезсоленій воді, знизити лужність пом'якшеної води до значень 0,34-0,4 мг-екв/дм3. При цьому робоча ємкість катіонітів підвищується в 2,6-3,4 рази, що приводить до збільшення сумарної виробки обезсоленої і пом'якшеної води у 2,6-3,8 рази.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до області обробки води, зокрема, до іонообмінної технології обезсолення, пом'якшення 2 води з одночасним зниженням її лужності і може бути використаний в енергетиці для одержання високоякісної кондиційованої води, придатної для використання як теплоносій.

Відомий спосіб одержання глибоко пом'якшеної води /СНиИП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружнье сети и сооружения. Госстрой СССР.-М.: Стройиздат, 1985.-136 с./ (1). Згідно способу |1) вода обробляється послідовно в двох іонообмінних фільтрах. Перший фільтр вміщує карбоксильний катіоніт, що регенерується кислотою, а другий - вміщує сульфокатіоніт, що регенерується розчином хлориду натрія. Залишкова твердість обробленої води складає 0,01мг-екв/дм3, лужність - 0,7 - 1,5мг-екв/дм?, питомі витрати кислоти - Текв/екв видаляємих катіонів тимчасової твердості, питомі витрати хлориду натрія - не менше 100г/екв видаляємих іонів постійної твердості, робоча ємкість карбоксильного катіоніту - 500 - б0Омг-екв/дм?, робоча ємкість сульфокатіоніту - не /5 більше 135Омг-екв/дм3.

Недоліками способу |1) являються високі питомі витрати реагентів, низька робоча ємкість карбоксильного катіоніту, великі скиди водорозчинних солей, низька продуктивність процесу.

Відомий спосіб одержання обезсоленої води / Прохорова А.М., Алексеева Т.В. О перспективе применения отечественньїх карбоксильньїх катионитов при ступенчато-противоточном катионированиий //- водь /еплознергетика.-1976.-Мо 9 -С.83 -85 / |2). Згідно способу |2| обезсолення води здійснюється Н-ОН існуванням, причому на Н-фільтрах вода обробляється шляхом послідовного фільтрування через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт. Регенерацію катіонітів здійснюють близькою до стехіометрії (Текв/екв поглинутих катіонів) кількістю кислоти. Середня робоча ємкість карбоксильного и сульфокатіоніту складає біля бООмг-екв/дм3, (Спосіб афективний при значній відносній лужності води, що підлягає Н-іонуванню: Га стехіометричні витрати сірчаної кислоти на регенерацію катіонітів досягаються, якщо відношення лужності до суми аніонів кислот в вихідній воді складає не менше 0,75. о

Недоліками способа |2)| являються вузька область його ефективного використання і низька робоча ємкість катіонітів.

Найбільш близьким до винаходу за технічною суттю і досягнутим результатом являється спосіб підготовки «-- обезсоленої та пом'якшеної води /А.с.Мо 1791392 АТ 5) МКИ? С 02 Е 1/42 Способ бессточной подготовки водь! м // В.В.Ставицкий, М.Н.Кобзаренко - Опубл.30.01.93. Бюл. Мо 4/ ІЗ). Згідно відомому способу |З| вихідна вода піддається реагентному пом'якшенню для одержання води з відсутньою постійною твердістю з послідуючим «І обезсоленням на Н- і ОН-фільтрах. Після виснаження при обезсоленні (при проскоку іонів натрія в фільтрат) «

Н-фільтри використовуються для одержання пом'якшеної води. Для цього реагентно пом'якшену вихідну воду фільтрують через відпрацьовані при обезсоленні води Н-фільтри. Пом'якшення води на Н-фільтрах закінчують ІС о) при досягненні гранично допустимої твердості фільтрату, яка визначається вимогами користувача води, після чого фільтри регенерують. ОН-фільтри регенерують лугом і нейтральну частину одержаного відпрацьованого регенераційного розчину разом з м'якими стоками попередньої операції регенерації Н-фільтра використовують « для попередньої обробки останнього. Н-фільтри регенерують у дві стадії: шляхом попередньої обробки сумішшю м'яких стоків Н- і ОН- фільтрів, а потім стехіометричною кількістю сірчаної кислоти. Після першої стадії - с регенерації одержують тверді стоки, а після другої - м'які (що містять солі натрія) стоки, котрі змішують з и нейтральною частиною стічних вод ОН-фільтрів і використовують для попередньої обробки Н-фільтра в ,» слідуючій операції його регенерації.

Згідно відомому способу |З) на Н- ії ОН- фільтрах обробляють воду в якій відсутня постійна твердість (є тільки тимчасова твердість), що дозволяє одержувати як обезсолену, так і пом'якшену воду з використанням 1 одних і тих же Н-фільтрів при стехіометричних витратах сірчаної кислоти на регенерацію останніх. ї» В описі відомого способа |З| відсутні дані про якість обезсоленої води що одержується, лужність пом'якшеної води, робочу ємкість катіоніта, а також про ефективність використання способа в разі обробки на т» Н- ї ОН- фільтрах води з постійною твердістю. Для визначення показників якості обезсоленої і пом'якшеної -1 50 води, робочої ємкості катіоніта нами була реалізована відома технологія підготовки води |З). Знайдено, що при обезсоленні і пом'якшенні вихідної води тільки з тимчасовою твердістю складу, мг-екв/дм 3. твердість - 0,8; -З лужність - 0,8; аніони сильних кислот - 2; іони натрія - 2 (таблиця, приклад 4) згідно відомому способу |З) вміст іонів натрія в обезсоленій воді складає 0,32мг-екв/дм З, Лужність пом'якшеної води дорівнювала 0,74мг-екв/дм У. Робоча ємкість катіоніта складала б8Омг-екв/дм. (таблиця, приклад 4). Аналогічні результати 25 одержані при підготовці згідно відомому способу |З| води як з тимчасовою, так і постійною твердістю: вміст

ГФ) іонів натрія в обезсоленій воді склав О,З2мг-екв/дм З, лужність води зменшилась від 0,8 до О,в2мг-екв/дм?, а

ГІ робоча ємкість катіоніта склала б5Омг-екв/дм" (таблиця, приклад 6)

У відомому способі |З| стехіометричні витрати сірчаної кислоти на регенерацію Н-фільтрів (1 екв/екв бо Поглинутих іонів) досягаються шляхом регенерації катіоніта сірчаною кислотою з натрієвої форми, в яку катіоніт переводиться шляхом попередньої обробки м'якими стоками. Такий прийом, як відомо, дозволяє при стехіометричних витратах сірчаної кислоти десорбувати з катіоніта не більше 70Омг-екв/дм? іонів натрія, що відповідає переводу катіоніта в Н-форму на (700 / 1700)2х100- 4195 /Г.К.Фейзиев Вьісокозффективнье методь! умягчения, опреснения и обессоливания водьі. - М.: Знергоатомиздат, 1988. (рис. 5.1 а, -100с.3/ 4). Такому б5 значенню коефіцієнта ефективності регенерації відповідають концентрації іонів натрія в Н-іонованій, і відповідно, в обезсоленій воді що дорівнюють 1,4; 2,8; 5,вмг-екв/дм3 при вмісту аніонів сильних кислот у вихідній воді відповідно 2,5; 5 и 10мг-екв/дм? (4, таблиця 5.2), що узгоджується з нашими даними про низьку якість обезсоленої за способом |З| води внаслідок високого вмісту іонів натрію.

Таким чином, недоліками відомого способа |З| являються: низька якість обезсоленої і пом'якшеної води, що Зумовлено значним вмістом іонів натрія в обезсоленій воді, близьким до лужності вихідної води значенням лужності пом'якшеної води, а також низька робоча ємкість катіоніта.

З вищевикладеного витікає, що проблема покращення якості води, яка використовується як теплоносій, за рахунок зниження вмісту іонів натрія в обезсоленій воді, зниження значення лужності пом'якшеної води, збільшення робочої ємкості катіоніта при стехіометричних витратах кислоти на регенерацію катіоніта актуальна 70 и важлива.

Дійсно, наприклад, вміст іонів натрія в обезсоленій воді, призначеній для підживлення котлів тиском 13,8МПа не повинен перевищувати 1ООмкг/дм? (0,004Змг-екв/дм?) / Правила технической зксплуатации злектрических станций и сетей. -М.: Знергоатомиздат, 1989.- 152с./ |5Б). Для котлів тиском З9МПа з барабанами, що мають заклепкове сполучення, відносна лужність пом'якшеної води не повинна перевищувати 75. 2095 І5, -149с4. При одержанні пом'якшеної води згідно відомому способу відносна лужність складає 24 - 2795 (таблиця, приклади 4,6).

В основу винаходу покладена задача розробити такий спосіб підготовки води, який забезпечив би дякуючи використанню комплекса іонообмінних матеріалів і технологічних операцій досягнення технічного результату - підвищення якості обезсоленої води (за рахунок зменшення вмісту іонів натрія) і глибоко пом'якшеної води (за рахунок зниження значення її лужності), збільшення робочої ємкості катіоніта при стехіометричних питомих витратах кислоти.

Для вирішення поставленого завдання пропонується спосіб підготовки води, що включає обезсолення вихідної води на Н- і ОН- фільтрах, пом'якшення вихідної води на виснажених при обезсоленні Н-фільтрах, регенерацію ОН-фільтрів лугом, обробку відпрацьованих Н-фільтрів відпрацьованим регенераційним розчином СМ

ОН-фільтрів і їх регенерацію кислотою, в якому, згідно з винаходом, в якості загрузки Н-фільтрів о використовують карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт і обезсолення здійснюють послідовним пропусканням вихідної води через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт, пом'якшення здійснюють послідовним або паралельним пропусканням води через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт в дві стадії: на першій стадії воду пропускають через катіоніти, виснажені при обезсоленні води, до проскоку іонів твердості через ж: сульфокатіоніт, а на другій стадії - продовжують пропускання води через ті ж катіоніти, додатково оброблені відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтрів пропусканням останнього послідовно через - карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт, а регенерації піддають Н-фільтри, відпрацьовані при пом'якшенні, Й пропусканням кислоти послідовно через сульфокатіоніт і карбоксильний катіоніт; при цьому при регенерації

Н-фільтрів кислотою карбоксильний катіоніт попередньо обробляють відпрацьованим регенераційним розчином З

Н-фільтрів попередньої операції регенерації. юю

Нами встановлено, що послідовне фільтрування води через карбоксильний, а потім сульфокатіоніт на стадії обезсолення, пом'якшення води послідовним або паралельним пропусканням через карбоксильний і сульфокатіоніт в дві стадії: на першій стадії - через катіоніти, виснажені при обезсоленні води, до проскоку « іонів твердості через сульфокатіоніт, а на другій стадії - пропусканням води через ті ж катіоніти, додатково оброблені відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтрів пропусканням останнього послідовно через - с карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт, а також регенерація Н-фільтрів, відпрацьованих при пом'якшенні води, а кислотою шляхом послідовного пропускання через сульфокатіоніт и карбоксильний катіоніт забезпечують -» одержання обезсоленої води з низьким (0,004мг-екв/дм 3) вмістом іонів натрія, і глибоко пом'якшеної води (твердість 0,01мг-екв/дм?) з низькою (0,34 - 0,4мг-екв/дм?) лужністю і відповідній нормативам (5) величиною відносної лужності пом'якшеної води (14 - 17965) при менших ніж стехіометричні витратах кислоти на регенерацію і-й катіонітів (0,84 -О,9бекв/екв), високій робочій ємкості катіонітів (1670 - 1800мг-екв/дмУ) (таблиця, приклади 1,2,5). т» Додатковий позитивний ефект (підвищення робочої ємкості катіонітів в Н-фільтрі до 232Омг-екв/дм У). в їз запропонованому способі досягається за рахунок використання кислих відпрацьованих регенераційних розчинів

Н-фільтрів попередньої операції регенерації для попередньої обробки карбоксильного катіоніта при регенерації -і 50 Н-фільтра кислотою (таблиця, приклад 3). ще Одержаний результат являється несподіваним, так як відомо, що на відміну від сульфокатіоніта карбоксильний іоніт при обезсоленні води здатний поглинати тільки частину катіонів, зв'язаних з аніонами вуглекислоти, тоді як сульфокатіоніт може поглинати всі катіони (зв'язані як з аніонами сильних кислот, так і вуглекислоти) (1,2). Виходячи з цього неможливо було очікувати, що використання поряд з сульфокатіонітом на стадії обезсолення води карбоксильного іоніта може привести до зменшення вмісту іонів натрія в обезсоленій

ГФ) воді. 7 Відомо, що лужність води, обробленої відрегенерованим при стехіометричних витратах сірчаної кислоти карбоксильним катіонітом, складає 0,7 - 1,5мг-екв/дму, а її твердість - на 0,7 - 1,5мг-екв/дм? перевищує постійну во твердість вихідної води |1). Робоча ємкість карбоксильного катіоніта при стехіометричних витратах кислоти на регенерацію при пом'якшенні води складає 500 - ббОмг-екв/дм (1). При обезсоленні води шляхом послідовного її фільтровання через карбоксильний, а потім сульфокатіоніт робоча ємкість катіонітів складає 508 - б1Бмг-екв/дм? |2Ї1. Обробка карбоксильного катіоніта лужним розчином приводить до зниження твердості обробленої води, але супроводжується підвищенням рН, і відповідно, лужності пом'якшеної води //Патент 65 Мо4083782 США МКИ С 02 В 1/76 Способ кондиционирования водь // К.Кипіп- Опубл. 11.04.78/ (6). Тому, за рахунок використання на стадії пом'якшення води поряд з сульфокатіонітом карбоксильного іоніта при обробці катіонітів лужними стічними водами ОН-фільтрів, неможливо було очікувати зменшення величини лужності води, обробленої за запропонованим способом, у порівнянні з тим же показником для відомого способа |З| і підвищення робочої ємкості катіонітів (таблиця, приклади 1 - 6).

Таким чином, одержання обезсоленої води з низьким вмістом іонів натрія и глибоко помякшеної води з низьким значенням лужності при підвищенні робочої ємкості катіоніта при менших ніж стехіометричні питомих витратах кислоти за запропонованим способом не являється наслідком використання відомих прийомів, а гарантується всією сукупністю суттєвих ознак.

Таким чином, сукупність суттєвих ознак являється необхідною і достатньою для досягнення забезпечуваного 7/0 винаходом технічного результату - підвищення якості обезсоленої води (за рахунок зменшення вмісту іонів натрія до 0,004мг-екв/дм З (95мкг/дм)) і глибоко пом'якшеної води (за рахунок зниження значення її лужності до 0,34 - О,4мг-екв/дм7) при збільшенні робочої ємкості катіоніта до 1670 - 232Омг-екв/дм3 при менших ніж стехіометричні питомих витратах кислоти (0,84 - О0,9бекв/екв) на регенерацію катіонітів.

Реалізацію способа ілюструє схема на кресленні (фіг.).

Вихідну воду (в якості вихідної воді може використовуватись як вода тільки з тимчасовою твердістю (таблиця, приклади 1-3), так і вода з постійною твердістю (таблиця, приклад 5)) послідовно фільтрують через карбоксильний катіоніт, сульфокатіоніт і аніоніт, завантажені відповідно у іонообмінні апарати 1,2,3. В результаті одержують обезсолену воду з вмістом іонів натрія на рівні потрібних показників (у прикладах конкретного виконання - не більше О,004мг-екв/дм З, що еквівалентно 4мкг-екв/дм У). Після досягнення заданої гранично допустимої концентрації іонів натрія в обезсоленій воді апарат 3, завантажений аніонітом, відключають, а пропускання вихідної води через катіоніти в апаратах 1 і 2 продовжують з метою одержання пом'якшеної води. Пом'якшену воду одержують послідовним фільтрованням вихідної води через карбоксильний катіоніт в апараті 1, а потім через сульфокатіоніт в апараті 2 або шляхом розділення вихідної води на два потоки, один з яких (потік В) пропускають через карбоксильний катіоніт, а другий (потік С) - через с сульфокатіоніт паралельно з послідуючим поєднанням і одержанням пом'якшеної води. Після досягнення в о пом'якшеній сульфокатіонітом воді гранично допустимої твердості, пропускання вихідної води через апарати 1,2 припиняють, а аніоніт в апараті З регенерують розчином лугу (гідроксида натрія) з метою десорбції аніонів.

Залишки лугу з аніоніта відмивають обезсоленою водою. В результаті одержують відпрацьований регенераційний розчин ОН-фільтра (потік А), який пропускають спочатку через карбоксильний катіоніт, а потім -- через сульфокатіоніт. Після пропускання відпрацьованого регенераційного розчину ОН-фільтра катіоніти їч- відмивають водою. Потім вихідну воду одним із зазначених вище способів продовжують пропускати Через апарати 1,2, завантажені катіонітами, з метою одержання пом'якшеної води. «

В результаті одержують пом'якшену воду з якістю на рівні потрібних показників (у прикладах 1-3,5: « твердість - не більше 0,01 мг-екв/дм?; лужність - 0,34 - О,4мг-екв/дм У).

Зо Після досягнення в пом'якшеній воді величини гранично допустимої твердості катіоніти регенерують о розчином кислоти. Для цього розчин кислоти пропускають спочатку через сульфокатіоніт, а потім через карбоксильний катіоніт (через апарат 2, а потім 1).

Додаткове підвищення робочої ємкості катіонітів в Н-фільтрі при менших, ніж стехіометричні, витратах « кислоти на їх регенерацію досягається за рахунок попередньої обробки карбоксильного катіоніта кислим відпрацьованим регенераційним розчином Н-фільтра попередньої операції регенерації (таблиця, приклад 3). Для З с цього через карбоксильний катіоніт пропускають відпрацьований регенераційний розчин Н-фільтра попередньої "» операції регенерації (потік Ю), а потім катіоніти регенерують кислотою в описаному вище порядку. Кислий " відпрацьований розчин збирають у ємкості 4 і використовують для попередньої обробки карбоксильного катіоніта при слідуючій регенерації Н-фільтра кислотою. Після пропускання розчину кислоти катіоніти в тій же послідовності відмивають обезсоленою водою. Відрегенеровані іоніти використовують в слідуючому циклі о обезсолення і пом'якшення води. ї5» Твердість і лужність води визначають за загальноприйнятими методиками/ Справочник химика-знергетика.

Под общей редакцией С.М.Гурвича. -М.: Знергия.- 1972. т.1. -С.391-397./ -І7), а вміст іонів натрія - за о допомогою пламеневого фотометра. -І 20 Приклади реалізації запропонованого способа.

Приклад 1 ть Вихідну воду складу, мг-екв/дм3: твердість - 0,8; лужність - 0,8; аніони сильних кислот - 2; іони натрія - 2 послідовно пропускають через три колонки (Н- і ОН-фільтри), відрегенеровані після попереднього цикла підготовки води. Колонки містять: перша (колонка 1) - бОсм З карбоксильного катіоніта І емай СМР 80; друга 25 (колонка 2) - 5О0см? сульфокатіоніта КУ 2-8, третя (колонка 3) - 47см З аніоніта АН-31. В обезсоленій воді (Ф) вимірюють вміст іонів натрія. При досягненні гранично допустимої величини концентрації іонів натрія ка (0,004мг-екв/дм У, що еквівалентно 4мкг-екв/дм) обезсолення води припиняють. В результаті одержано 18,5дм? обезсоленої води з вмістом іонів натрія 0,004мг-екв/дм? (дмкг-екв/дм3). во Через виснажені при обезсоленні води катіоніти пропускають вихідну воду з метою одержання пом'якшеної води. Для цього вихідну воду послідовно пропускають через колонку 1, а потім через колонку 2. В пом'якшеній воді контролюють величину твердості. Пропускання води через колонки 1 і 2 припиняють при досягненні заданого гранично допустимого значення твердості фільтрата (0,01мг-екв/дм У).

Потім ОН-фільтр (колонку 3) регенерують розчиненими в 0,їдм? обезсоленої води 75мг-екв гідроксида 65 натрія (ГОСТ 4328-77) и відмивають їдм? обезсоленої води. Загальні витрати обезсоленої води на регенерацію аніоніта склали 1,їдмУ. Одержують відпрацьований регенераційний розчин об'ємом 1, дм (поток А).

Через колонки 1 і 2 послідовно пропускають відпрацьований регенераційний розчин колонки З об'ємом 1дм3 (поток А). Потім колонки 1 і 2 в тому ж порядку відмивають 1дм3 вихідної води.

Через оброблені відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтра і відмиті вихідною водою колонки 1 і 2 продовжують послідовно пропускати вихідну воду з метою одержання пом'якшеної води. В пом'якшеній воді контролюють величину твердості. Пропускання води через колонки 1 і 2 завершують при досягненні заданого гранично допустимого значення твердості фільтрата (0,01мг-екв/дм У).

За фільтроцикл одержано 23Бдм? пом'якшеної води з слідуючими показниками: твердість - 0,01 мг-екв/дм З; лужність - 0,ЗОмг-екв/дм3. Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює (0,39/0,39--2)3| «100 - 1690.

Н-фільтр регенерують шляхом пропускання розчину, який містить 187мг-екв сірчаної кислоти (ГОСТ 4207-77) спочатку через колонку 2 з сульфокатіонітом, а потім через колонку 1 з карбоксильним іонітом. Після пропускання розчину кислоти катіоніти в тій же послідовності відмивають обезсоленою водою. На приготування у5 Возчину сірчаної кислоти і відмивку катіонітів витрачено 1,бдм? обезсоленої води. Відрегенеровані Н- і

ОН-фільтри використовують для підготовки води в слідуючому циклі ідентично описаному прикладу.

В результаті за робочий цикл одержано (виключаючи витрати на регенерацію Н- і ОН-фільтрів): обезсоленої води - 15,8дм?; пом'якшеної води - 235дм 3, всього - 250,8дм3. Відношення об'єму виробленої води до об'єму іонітів складає: 250,87(0,05-0,060--0,047) - 1600. Витрати сірчаної кислоти на видалення 1 екв іонів твердості го складають: 187/(0,8-0.01) ж250,8| -0,95, тобто менші за стехіометричні. Робоча ємкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі дорівнює: (0,8-0.01) «250,8 (0,06 ж 0,05) - 1800мг-екв/дм? загрузки Н-фільтра (колонок 1 і 2) (таблиця, приклад 1).

Ідентично описаному вище прикладу проведений слідуючий цикл підготовки води. В результаті одержані слідуючі показники запропонованого способа. Одержано води, дм: обезсоленої -15.9; пом'якшеної - 23бдм З. сем

Всього - 251,9дм?. Відношення об'єму виробленої води до об'єму іонітів складає: 251,97(0,05--0,06-0,047) - Ге) 1600. Вміст іонів натрія в обезсоленій воді - 0,004мг-екв/дм? (дмкг-екв/дм). Показники якості пом'якшеної води: твердість - 0,01 мг-екв/дм?; лужність - О,4мг-екв/дм?. Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює

І0,40,42)) ж100 - 1795. Витрати сірчаної кислоти на видалення 1 екв іонів твердості склали: - 187/(0,8-0.01) ж251,9) - 0,94, тобто менші за стехіометричні. Робоча ємкість катіонітів по іонах твердості в

Н-фільтрі дорівнює: (0,8-0,01) «251,9)/(0,06 з 0,05) - 180Омг-екв/дм. -

Приклад 2 «

Обробку тієї ж вихідної води та іонітів здійснюють ідентично прикладу 1 за винятком етапу одержання пом'якшеної води, де вихідну воду обробляють шляхом пропускання через карбоксильний і сульфокатіоніт не в послідовно, а паралельними потоками. Для одержання пом'якшеної води вихідну воду поділяють на два потоки: ю

В ї С. Потік В пропускають через колонку 1 з карбоксильним катіонітом, а потік С - через коланхз 1г сульфокатіонітом паралельно після чого потоки В і С змішують і одержують пом'якшену воду.

В результаті за робочий цикл одержано (виключаючи витрати на регенерацію Н- і ОН-фільтрів): обезсоленої води - 15,7дм; пом'якшеної води - 23одм З; всього - 245,7дм. Відношення об'єму виробленої води до об'єму « іонітів складає: 245,77(0,05-0,060-0,047) - 1570. Вміст іонів натрія в обезсоленій воді дорівнює 4мкг-екв/дм З, - с Твердість пом'якшеної води дорівнює 0О,01мг-екв/дм З, Лужність пом'якшеної води дорівнює 0,З8мг-екв/дм З, "» Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює (0,387(0,38:-2))| «100 - 1695. Витрачено 187мг-екв сірчаної кислоти. " Витрати сірчаної кислоти на видалення Текв іонів твердості складають: 187/(0,8-0.01) ж245,7| - 0,96, тобто менші за стехіометричні Робоча ємкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі дорівнює: сл 15 (0,8-0.01) «245,7/(0,06 з 0,05) - 177Омг-екв/дм? загрузки Н-фільтра (колонок 1 і 2) (таблиця, приклад 2).

Приклад З т» Обробку тієї ж вихідної води та іонітів здійснюють ідентично прикладу 1 за винятком етапу регенерації ї» відпрацьованих при пом'якшенні води катіонітів кислотою. Після завершення одержання пом'якшеної води карбоксильний катіоніт у колонці 1 обробляють 1,6дм відпрацьованого регенераційного розчину попередньої - регенерації Н-фільтра, що містить 131мг-екв сірчаної кислоти. Потім Н-фільтр регенерують шляхом пропускання щк розчину, який містить 23Змг-екв сірчаної кислоти (ГОСТ 4207-77), спочатку через колонку 2 з сульфокатіонітом, а потім через колонку 1 з карбоксильним іонітом. Після пропускання розчину кислоти катіоніти в тій же послідовності відмивають обезсоленою водою. В результаті одержують 1,6дм? відпрацьованого розчину що дв Містить 132мг-екв сірчаної кислоти, який використовують для обробки карбоксильного катіоніта в наступній операції регенерації Н-фільтра кислотою. На приготування розчину сірчаної кислоти і відмивку катіонітів о витрачено 1,бдм? обезсоленої води. Отрегенеровані Н- і ОН-фільтри використовують для підготовки воді в ко слідуючому циклі ідентично описаному прикладу.

В результаті за робочий цикл одержано (виключаючи витрати на регенерацію Н- і ОН-фільтрів): обезсоленої 6о води - 15,5дм3; пом'якшеної води - ЗОбдм У, всього - 321,5дм3. Відношення об'єму виробленої води до об'єму іонітів складає: 321,57(0,05--0,060-0,047) - 2050. Вміст іонів натрія в обезсоленій воді дорівнює 4мкг-екв/дм 3,

Твердість пом'якшеної води дорівнює 0О,01мг-екв/дм З, Лужність пом'якшеної води дорівнює 0,З4мг-екв/дм З,

Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює (0,34/0,34--2)3| «100 - 14965. Витрачено 232мг-екв сірчаної кислоти.

Витрати сірчаної кислоти на видалення Текв іонів твердості складають: 232/(0,8-0.01) ж321,5)| - 0,91, тобто 65 менші за стехіометричні. Робоча ємкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі дорівнює: (0,8-0.01) ж

321,5/(0,06 ж 0,05) - 2320мг-екв/дм? загрузки Н-фільтра (колонок 1 і 2) (таблиця, приклад 3).

При підготовці тієї ж вихідної води згідно відомому способу |З) одержані слідуючі результати. Одержано води, дм: обезсоленої - 12,9; пом'якшеної - 30. Всього - 42,9дм3. Відношення об'єму виробленої води до об'єму іонітів складає: 42,9/(0,05-0,03) - 535.

Вміст іонів натрія в обезсоленій воді - 0,32мг-екв/дм З Показники якості пом'якшеної води: твердість - 0,01 мг-екв/дм У; лужність - 0,74мг-екв/дм7. Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює (0,74/0,74ж2)| «100 - 2790.

Витрачено, мг-екв: сірчаної кислоти - 35. Витрати сірчаної кислоти на видалення екв іонів твердості 70 складають: 35/(0,8-0,01) ж42,9) - 1,03. Робоча ємкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі дорівнює: (0,8-0,01) «42,9/0,05 - б8Омг-екв/дмЗ (таблиця, приклад 4).

З метою встановлення порівняльної ефективності використання запропонованого і відомого |З) способів для одержання обезсоленої і пом'якшеної води з вихідної води з постійною твердістю (складу, мг-екв/дм З: твердість 57 1,8; лужність - 0,8; аніони сильних кислот - 2; іони натрія - 1) проведені досліди ідентичні описаним віще прикладам. Результати наведені в таблиці (приклади 5 і 6).

Переваги запропонованого способа у порівнянні з відомим |ІЗ| підтверджуються прикладами їх реалізації (таблиця, приклади 1-6). Використання запропонованого способа дозволяє покращити якість як знесоленої води, так і пом'якшеної води: обезсоленої - за рахунок зменшення вмісту іонів натрія з 320 до 4мкг-екв/дм З (у 80 2о разів); пом'якшеної - за рахунок зниження лужності від 0,62 - 0,74 до 0,34 - О4мг-екв/дм З в результаті чого пом'якшена вода приводиться у відповідність з вимогами (5) до води, призначеної для використання як для підживлення тепломереж, так і парових котлів низького тиску. При цьому досягається глибоке пом'якшення води (залишкова твердість 0,01мг-екв/дм"У) і менші за стехіометричні витрати сірчаної кислоти (0,84 - 0,9бекв/екв поглинутих іонів твердості). Ге

Необхідно відзначити, що застосування запропонованого способа забезпечує значне о підвищення робочої ємкості загрузки Н-фільтра по іонах твердості: від 650 - 680 до 1670 -2320мг-екв/дм? (у 2,6 -3,4 рази). Це приводить до підвищення сумарної виробки обезсоленої і пом'якшеної води одиницею об'єму іонітів у 2,6 - 3,8 рази. - зо я я - - прикладу 1 прикладу 2 |З зв 47121311 5150 ю

Тверде меди 00000010 0851 08 (08 18 в укіс мед 000000000000000000000100808 08080505 "о щі - г» зарбосильюю катета 00010, 5111» 1. в сл ть г помад 01110000 ю т -з "о пшоно не (ФІ твердості, екв/'екв ", Шишшшименш б 1 іонітів у запропонованому способі у порівнянні з відомим

Claims (2)

1. Формула винаходу 65 1. Спосіб підготовки води, що включає обезсолення вихідної води на Н- і ОН-фільтрах, пом'якшення вихідної води на виснажених при обезсоленні Н-фільтрах, регенерацію ОН-фільтрів лугом, обробку відпрацьованих

   Н-фільтрів відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтрів і їх регенерацію кислотою, який відрізняється тим, що як завантаження Н-фільтрів використовують карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт і обезсолення здійснюють послідовним пропусканням вихідної води через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт, пом'якшення здійснюють послідовним або паралельним пропусканням води через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт в дві стадії: на першій стадії воду пропускають через катіоніти, виснажені при обезсоленні води, до проскакування іонів твердості через сульфокатіоніт, а на другій стадії - продовжують пропускання води Через ті ж катіоніти, додатково оброблені відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтрів пропусканням останнього послідовно через карбоксильний катіоніт і сульфокатіоніт, а регенерації піддають Н-фільтри, 7/о Відпрацьовані при пом'якшенні, пропусканням кислоти послідовно через сульфокатіоніт і карбоксильний катіоніт.
2. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при регенерації Н-фільтрів кислотою карбоксильний катіоніт попередньо обробляють відпрацьованим регенераційним розчином Н-фільтрів попередньої операції регенерації. с щі 6) «- у « « І в)

   - . и? 1 щ» щ» -і - іме) 60 б5