Спосіб регенерування іонітів

1. Спосіб регенерування іонітів в фільтраційних процесах типу "UPCORE", що включає стадію затиснення шару іоніту потоком рідкого середовища, направленим знизу вверх, стадії регенерування, гравітаційного осадження і відмивання іонітів від залишків регенеруючого розчину, який відрізняється тим, що перед стадією затиснення через фільтр в напрямку зверху вниз пропускають оброблювану рідину з лінійною швидкістю, яка перевищує середнє експлуатаційне значення на 5-250 %. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що оброблення іонітів підвищеними потоками оброблюваної рідини проводять протягом 1-5 хвилин. UA (21) 20040907254 (22) 03.09.2004 (24) 17.04.2006 (31) 2003127008 (32) 05.09.2003 (33) RU (46) 17.04.2006, Бюл. № 4, 2006 р. (72) Пантєлєєв Алєксєй Анатольєвіч, RU, Углов Сєргєй Алєксандровіч, RU, Громов Сєргєй Львовіч, RU, Фєдосєєва Єлєна Борісовна, RU (73) ЗАКРИТОЄ АКЦІОНЄРНОЄ ОБЩЄСТВО "НАУЧНО-ПРОІЗВОДСТВЄННАЯ КОМПАНІЯ "МЄДІАНА-ФІЛЬТР", RU (56) UA 66855, C2, 23.11.2000 RU 2185883, C1, 07.12.2000 SU 1386579, A1, 07.04.1988 SU 482176, 30.08.1975 WO 9526821, A, 12.10.1995 JP 91117677, A, 06.05.1997 JP 9117680, A, 06.05.1997 RU 2149685, C1, 26.11.1999 (UA 66855) EA 002503, B1, 27.06.2002 (UA 66855) C2 2 (19) 1 3 75526 4 збіжному з напрямом потоку оброблюваної води в поршнеподібний підйом шару смоли при робочому циклі. При цьому забезпечується ступінь проведенні операції після його затиснення стиснення шару іоніту в межах від 90% до 92%, найкращим чином, тобто без внутрішньошарового для чого потрібно подавати потік води з лінійною перемішування і відносних зсувів шарів іоніту швидкістю до 50м/годину не менше 3-5 хвилин, а вздовж вертикальної осі навіть при використанні для регенерування смоли подають регенерант при затисненні ІС менших швидкостей потоків в протягом до однієї години з лінійною швидкістю напрямку знизу вгору. потоку до 20м/годину для підтримання шару смоли Вибір оптимальної швидкості потоку в затиснутому стані. здійснюють, виходячи з конструктивних Основними недоліками способу є недостатня особливостей апарату і параметрів стану тривалість робочого фільтроциклу і необхідність середовищ (температура, в'язкість, дисперсний підвищеної витрати регенеруючого агента через склад і т.д.). Проведення процесу при лінійній неповне затиснення шару (до 10% об'єму шару швидкості подачі рідини, що перевищує середнє смоли в нижній частині апарату залишається в експлуатаційне значення більше ніж на 250%, незатиснутому стані) і ризик виникнення недоцільне з техніко-економічних міркувань. При подовжнього перемішування частинок іоніту в швидкості подачі рідини, що перевищує середнє нижній частині шару, що приводить до експлуатаційне значення менше ніж на 5%, недостатнього ступеня регенерування частинок практично не відбувається усунення застійних зон іоніту, що забезпечують показники якості і ліквідації каналів, і ефективність способу різко очищення оброблюваного середовища. знижується. Задачею, що вирішується авторами, була У ході проведення експериментів були розробка способу регенерування іонообмінних встановлені можливі і оптимальні параметри смол в процесах типу UPCORE, що дозволяє процесу і підтверджене істотне поліпшення більш ефективно виводити з системи домішки, а результатів регенерування іонообмінних смол в також скоротити час і підвищити ефективність порівнянні з технологією UPCORE. регенерування. Спосіб, що заявляється, може бути Було висловлене припущення, що тривалість використаний практично на будь-яких типах фільтроциклу і ефективність регенерування іонообмінних смол при застосуванні плаваючого можуть бути підвищені, якщо перед процесом інертного завантаження у верхній частині фільтра, регенерування смоли послабити зв'язки однак кращі результати досягаються при дисперсних домішок з поверхнею зерен іоніту і використанні смол з однорідним підвищити ступінь впорядкованості укладання гранулометричним складом (монодисперсних зерен смоли в шарі. Для цієї мети було смол). Для досягнення оптимальних результатів запропоновано обробляти шар IС перед рекомендується застосовувати як інертний регенерацією високошвидкісним потоком рідини. матеріал DOWEX UPCORE IF-62. Як показали проведені експерименти, нарівні з Завдяки використанню способу, що певною активацією поверхні зерен іоніту внаслідок заявляється, вдається досягти того, що шар смоли такої обробки вдається одночасно усунути застійні ущільнюється практично на 100%, витрата зони і канали, що утворюються в процесі регенеруючого агента знижується на 5-10%, а експлуатації, особливо при проведенні процесів споживання води на операцію після затисненню фільтрації з низькими лінійними швидкостями (при шару знижується на 20-30%. лінійних швидкостях менше 12м/годину). Процес регенерування здійснюють таким У результаті гідравлічний опір шару зростає і, чином. У фільтраційну установку по очищенню відповідно, збільшується ступінь затиснення шару води завантажують іонообмінну смолу і інертний при його поршнеподібному підйомі для здійснення матеріал. регенерування, а, отже, скорочується споживання У ході робочого циклу вода, що очищається, реагентів, які забезпечують необхідний рівень надходить в фільтр зверху, проходячи послідовно регенерування, що дозволяє підвищити її через верхній розподільний пристрій (ВРП), інерт, ефективність. вільний простір, шар іоніту, нижній розподільний Для рішення поставленої задачі автори пристрій (НРП), а потім виводиться з фільтра. запропонували піддавати шар іоніту впливу потоку Після виснаження обмінної місткості шару оброблюваної рідини в напрямку зверху вниз з смоли (завершення робочого циклу) різко (на 5лінійною швидкістю, яка перевищує середнє 250%) на 1-5 хвилин підвищують швидкість подачі експлуатаційне значення на 5-250% в залежності оброблюваної рідини в іонообмінний фільтр. При від дисперсності іоніту, в'язкості оброблюваного цьому під впливом потоку рідини в шарі іоніту, середовища і значення швидкісних параметрів в притиснутого до НРП, відбуваються часткова робочому циклі. активація поверхні ІС і зміщення часток зернистого З'ясувалося, що внаслідок такого впливу завантаження, що веде до ліквідації каналів і протягом 1-5 хвилин здійснюється часткова застійних зон в шарі. Зона вільного простору активація поверхні зерен смоли, а також знаходиться в апараті вище шару іоніту. ущільнення шару IС і усунення існуючих в шарі Потім припиняють подачу оброблюваної каналів. рідини в іонообмінний фільтр в напрямку зверху При застосуванні технологи UPCORE вниз і беруться до проведення процесу оптимально здійснювати вказаний вплив перед регенерування. При проведенні процесу стадією «затиснення» смоли. Ущільнення регенерування іоніту в напрямку знизу вгору завантаження в свою чергу дозволяє провести подають потік води, який підіймає весь шар іоніту 5 75526 6 без внутрішньошарового перемішування, при повній статичній обмінній місткості смоли не притискуючи його до інерту, одночасно менше за 2,2г-екв./л і 0,2куб.м інертного матеріалу забезпечуючи винесення з шару іоніту і з фільтра DOWEX UPCORE IF-62. При заміні системи суспензій, що нагромадилися за час робочого регенерування на модифіковану, що заявляється, циклу. була показана можливість досягнення Потім в напрямку знизу вгору подають потік підвищеного фільтроциклу без зниження якості регенеруючого розчину, який, проходячи через обробленої води. Результати експериментів шар іоніту, здійснює його хімічне регенерування, приведені в таблиці. зберігаючи шар іоніту в затиснутому стані. Процес проводили таким чином. Після Подача потоків води, а також регенеруючого виснаження обмінної місткості шару смоли розчину, здійснюється в безперервному або (завершення робочого циклу) підвищували подачу імпульсному режимі. оброблюваної води в іонообмінний фільтр в Після завершення регенерування проводять напрямку зверху вниз на 5-250% протягом 1-5хв. і операцію витіснення залишків регенеруючого бралися до проведення процесу регенерування. розчину із затиснутого шару іоніту, подаючи в Для цього частину очищеної води подавали під напрямку знизу вгору потік води. шар смоли в напрямку знизу вгору для затиснення Потік води на витіснення може подаватися в шару. Ступінь затиснення шару контролювали безперервному або імпульсному режимі. візуально. Потім припиняли подачу води і На наступному етапі проводять операцію подавали регенеруючий розчин на основі осадження ІС, для чого відключають подачу хлористого натрію. технологічних потоків в іонообмінний апарат, і шар Після завершення хімічного регенерування іоніту під дією сили тяжіння ламінарно (рівномірно, шару залишки регенеруючого розчину витісняли без внутрішньошарового перемішування) осідає потоком демінералізованої води, що подається в на НРП. Потім здійснюють промивання ІС в напрямку знизу вгору. Далі припиняли подачу напрямку зверху вниз. води, внаслідок чого відбувалося гравітаційне Промислові випробування здійснювали на осадження шару смоли. Осілий шар смоли типовій установці хімводоочищення, що промивали потоком обробленої води в напрямку використовувала раніше технологію UPCORE (із зверху вниз, здійснюючи одночасно його середньою продуктивністю 150куб.м/годину і затиснення, після чого проводили черговий об'ємом фільтроциклу 1000куб.м), з робочий цикл очищення води. використанням 14,5куб.м смоли типу DOWEX Отримані результати випробувань, що UPCORE Mono С 600, на основі відображають вплив параметрів процесу на стиролдивінілбензольної матриці в натрієвій формі ефективність водоочищення, приведені в таблиці. Таблиця Ефективність очищення водив промислових умовах при застосуванні традиційної технології і технології, що заявляється Показник Технологія UPCORE Модифікована технологія UPCORE Швидкість потоку рідини перед регенерацією, 10 25 14 11 10,5 м/година Час, необхідний для ущільнення шару (Т), сек. відсутній 60 90 180 300 Ступінь затиснення шару, % 90,1 99,9 98,0 96,8 95,2 Об'єм очищеної води до міри проскоку кальцію 1000 1100 1080 1070 1050 100мкг/л, куб.м Як випливає з приведених прикладів, використання заявленого способу підвищує ефективність процесу регенерування шару ІС і Комп’ютерна верстка О. Гапоненко забезпечує можливість збільшення фільтроциклу на 5-10%. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601