Спосіб підготовки води

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 відпрацьова ним регенераційним розчином ОН-фільтрів і їх регенерацію кислотою, який відрізняється тим, що, як завантаження Н-фільтрів використовують карбоксильний катюніт і сульфокатюніт і обезсолення здійснюють послідовним пропусканням вихідної води через карбоксильний катюніт і сульфокатюніт, пом'якшення здійснюють послідовним або паралельним пропусканням води через карбоксильний катюніт і сульфокатюніт, виснажені при обезсоленні води і додатково оброблені відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтрів, пропусканням останнього через указані катюніти у будь-якій ПОСЛІДОВНОСТІ, а регенерації піддають Нфільтри, відпрацьовані при пом'якшенні, пропусканням кислоти послідовно через сульфокатюніт і карбоксильний катюніт Винахід відноситься до області 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 Відомий спосіб одержання глибоко пом'якшеної води /СНиП 2 04 02-84 Водоснабжение Наружные 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 катюніт, що регенерується кислотою, а другий вміщує сульфокатюніт, що регенерується розчином хлориду натрію Залишкова твердість обробленої води складає 0,01мг-екв/дм3, лужність - 0,7 1,5мг-екв/дм3, питомі витрати кислоти - 1екв/екв видаляємих катіонів тимчасової твердості, питомі витрати хлориду натрію - не менше ЮОг/екв видаляємих ІОНІВ постійної твердості, робоча ємкість карбоксильного катіоніту - 500-600мг-екв/дм3, робоча ємкість сульфокатюніту - не більше 1350мг екв/дм 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 отечественных карбоксильных катионитов при ступенчато-противоточном катионировании воды //Теплоэнергетика-1976-№ 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 катюніт і сульфокатюніт Регенерацію катіонmв здійснюють близькою до стехіометрії (1екв/екв поглинутих катіонів) КІЛЬКІСТЮ кислоти Середня робоча ємкість карбоксильного и сульфокатюніту складає біля 600мгекв/дм3 Спосіб афективний при значній ВІДНОСНІЙ лужності води, що підлягає Н-юнуванню стехіометричні витрати сірчаної кислоти на регенерацію катіонmв досягаються, якщо відношення лужності 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що при регенерації Н-фільтрів кислотою карбоксильний катюніт попередньо обробляють відпрацьованим регенераційним розчином Н-фільтрів попередньої операції регенерації О (О ю 54469 льшому пом'якшенні лужність води до і після Ндо суми аніонів кислот в ВИХІДНІЙ ВОДІ складає не 3 фільтра вирівнюється і складає 0,8мг-екв/дм В менше 0,75 повному об'ємі пом'якшеної води значення лужноНедоліками способу [2] являються вузька об3 сті складає 0,74мг-екв/дм Робоча ємкість катюніласть його ефективного використання і низька ро3 та складає 680мг-екв/дм (таблиця, приклад 5) боча ємкість катюнітів Аналогічні результати одержані при ПІДГОТОВЦІ ЗГІНайбільш близьким до винаходу за технічною ДНО відомому способу [3] води як з тимчасовою, суттю і досягнутим результатом являється спосіб так і постійною твердістю (таблиця, приклади 7,9) підготовки обезсоленої та пом'якшеної води 5 / А с № 1791392 Al SU МКИ С 02 F 1/42 Способ У відомому способі [3] стехіометричні витрати бессточной подготовки воды // В В Ставицкий, сірчаної кислоти на регенерацію Н-фільтрів М Н Кобзаренко - Опубл 30 01 93 Бюл № 4/ [3] (1екв/екв поглинутих ІОНІВ) досягаються шляхом Згідно відомому способу [3] вихідна вода піддаєтьрегенерації катюніта сірчаною кислотою з натрієся реагентному пом'якшенню для одержання води вої форми, в яку катіони переводиться шляхом з відсутньою постійною твердістю з послідуючим попередньої обробки м'якими стоками Такий приобезсоленням на Н- і ОН-фільтрах Після виснайом, як відомо, дозволяє при стехіометричних виження при обезсоленні (при проскоку ІОНІВ натрія в тратах сірчаної кислоти десорбувати з катюніта не 3 фільтрат) Н-фільтри використовуються для одербільше 700 мг-екв/дм ІОНІВ натрія, що відповідає жання пом'якшеної води Для цього реагентно попереводу катюніта в Н-форму на (700 / 1700)*100 м'якшену вихідну воду фільтрують через відпра= 4 1 % /Г К Фейзиев Высокоэффективные методы цьовані при обезсоленні води Н-фільтри умягчения, опреснения и обессоливания воды Пом'якшення води на Н-фільтрах закінчують при М Энергоатомиздат, 1988 (рис 5 1 а, - 100с )/ [4] досягненні гранично допустимої твердості фільтТакому значенню коефіцієнта ефективності регерату, яка визначається вимогами користувача вонерації відповідають концентрації ІОНІВ натрія в Нди, після чого фільтри регенерують ОН-фільтри юнованій, і ВІДПОВІДНО, в обезсоленій воді що дорірегенерують лугом і нейтральну частину одержавнюють 1,4, 2,8, 5,6мг-екв/дм3 при ВМІСТІ аніонів ного відпрацьованого регенераційного розчину сильних кислот у ВИХІДНІЙ воді ВІДПОВІДНО 2,5, 5 и разом з м'якими стоками попередньої операції 10мг-екв/дм3 [4, таблиця 5 2], що узгоджується з регенерації Н-фільтра використовують для попенашими даними про низьку якість обезсоленої за редньої обробки останнього Н-фільтри регенеруспособом [3] води внаслідок високого вмісту ІОНІВ ють у дві стадії шляхом попередньої обробки сунатрію мішшю м'яких стоків Н- і ОН- фільтрів, а потім Таким чином, недоліками відомого способу [3] стехіометричною КІЛЬКІСТЮ сірчаної кислоти Після являються низька якість обезсоленої і пом'якшепершої стадії регенерації одержують тверді стоки, ної води, що зумовлено значним вмістом ІОНІВ наа після другої - м'які (ЩО МІСТЯТЬ СОЛІ натрія) стоки, трію в обезсоленій воді, нестабільним значенням котрі змішують з нейтральною частиною стічних лужності пом'якшеної на Н-фільтрах води (в тому вод ОН-фільтрів і використовують для поперечислі і присутністю сильних кислот в частині пом'ядньої обробки Н-фільтра в наступній операції його кшеної води) при близькості середнього значення регенерації цього показника до такого ж для вихідної води, а також низька робоча ємкість катюніту Згідно відомому способу [3] на Н- і ОН- фільтрах обробляють воду в якій відсутня постійна твеЗ вищевикладеного витікає, що проблема пордість (стільки тимчасова твердість), що дозволяє кращення якості води, яка використовується як одержувати як обезсолену, так і пом'якшену воду з теплоносій, за рахунок зниження вмісту ІОНІВ навикористанням одних і тих же Н-фільтрів при стетрію в обезсоленій воді, стабілізації і зниження хіометричних витратах сірчаної кислоти на регезначення лужності пом'якшеної води, збільшення нерацію останніх робочої ємкості катюніта при стехіометричних витратах кислоти на регенерацію катюніта актуальна В описі відомого способу [3] відсутні дані про и важлива якість обезсоленої води що одержується, лужність пом'якшеної води, робочу ємкість катюніта, а таДійсно, наприклад, вміст ІОНІВ натрія в обезсокож про ефективність використання способу в разі леній воді, призначеній для підживлення котлів обробки на Н- і ОН- фільтрах води з постійною тиском 13,8МПа не повинен перевищувати твердістю Для визначення показників якості обез100мкг/дм3 (0,0043мг-екв/дм3) /Правила техничессоленої і пом'якшеної води, робочої ємкості катюкой эксплуатации электрических станций и сетей ніта нами була реалізована відома технологія підМ Энергоатомиздат, 1989- 152с/ [5] Для котлів готовки води [3] Знайдено, що при обезсоленні і тиском 3,9МПа з барабанами, що мають заклепкопом'якшенні вихідної води тільки з тимчасовою ве сполучення, відносна лужність пом'якшеної вотвердістю складу, мг-кв/дм3 твердість - 0,8, лужди не повинна перевищувати 20%, а присутність ність - 0,8, аніони сильних кислот - 2, іони натрія сильних кислот у пом'якшеній воді неприпустима 2 (таблиця, приклад 5) згідно відомому способу [3] [5, С 149] При одержанні пом'якшеної води згідно вміст ІОНІВ натрія в обезсоленій воді складає відомому способу відносна лужність складає 240,32мг-екв/дм3 Лужність пом'якшеної води на про27%, а частка пом'якшеної води характеризується тязі фільтроциклу нестабільна, а в повному об'ємі кислотністю 0,5 - 0,7мг-екв/дм (таблиця, приклади пом'якшеної за фільтроцикл води значення лужно5,7,9) сті незначно відрізняється від того ж показника В основу винаходу покладена задача розробивихідної води Так, як показали наші дослідження, ти такий спосіб підготовки води, який забезпечив перша порція води, пом'якшена згідно відомому би внаслідок використання комплексу іонообмінспособу, має кислотність 0,5мг-екв/дм3 При поданих матеріалів і технологічних операцій досягнен ня технічного результату - підвищення якості обезсоленої води (за рахунок зменшення вмісту ІОНІВ натрію) і глибоко пом'якшеної води (за рахунок стабілізації і зниження значення її лужності, виключення можливості одержання кислої води), 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 ОН-фільтрів і їх регенерацію кислотою, в якому, згідно з винаходом, в якості загрузки Н-фільтрів використовують карбоксильний катюніт і сульфокатюніт і обезсолення здійснюють послідовним пропусканням вихідної води через карбоксильний катюніт і сульфокатюніт, пом'якшення здійснюють послідовним або паралельним пропусканням води через карбоксильний катюніт і сульфокатюніт, виснажені при обезсоленні води і додатково оброблені відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтрів пропусканням останнього через указані катюніти у любій ПОСЛІДОВНОСТІ, а регенерації піддають Нфільтри, відпрацьовані при пом'якшенні, пропусканням кислоти послідовно через сульфокатюніт і карбоксильний катюніт, при цьому при регенерації Н-фільтрів кислотою карбоксильний катюніт попередньо обробляють відпрацьованим регенераційним розчином Н-фільтрів попередньої операції регенерації Нами встановлено, що послідовне фільтрування води через карбоксильний, а потім сульфокатюніт на стадії обезсолення, обробка катіонmв в любій ПОСЛІДОВНОСТІ відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтрів перед пом'якшенням води, пом'якшення води послідовним або паралельним пропусканням через карбоксильний і сульфокатюніт, а також регенерація Н-фільтрів, відпрацьованих при пом'якшенні води, кислотою шляхом послідовного пропускання через сульфокатюніт и карбоксильний катюніт забезпечують одержання обезсоленої води з низьким (0,004мгекв/дм3) вмістом ІОНІВ натрія, і глибоко пом'якшеної води (твердість 0,01мг-екв/дм3) зі стабільним на протязі фільтроцикла значенням лужності (0,25 ± 0,2мг-екв/дм3), ВІДПОВІДНІЙ нормативам [5] величиною відносної лужності пом'якшеної води (13 15%) при стехіометричних витратах кислоти на регенерацію катюнтв (1,0 ± 0,1 екв/екв), високій робочій ємкості катюнтв (1150 - 1800 мг-екв/дм3) (таблиця, приклади 1-3,6,8) Додатковий позитивний ефект (підвищення робочої ємкості катюнтв в Н-фільтрі до 2210мгекв/дм3) в запропонованому способі досягається за рахунок використання кислих відпрацьованих регенераційних розчинів Н-фільтрів попередньої операції регенерації для попередньої обробки карбоксильного катіоніта при регенерації Н-фільтра кислотою (таблиця, приклад 4) Одержаний результат являється несподіваним, так як відомо, що на відміну від сульфокатюніта карбоксильний ІОНІТ при обезсоленні води здатний поглинати тільки частину катіонів, 54469 зв'язаних з аніонами вуглекислоти, тоді як сульфокатюніт 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 сульфокатюнітом на стадії обезсолення води карбоксильного юніта може привести до зменшення вмісту ІОНІВ натрія в обезСОЛЄНІЙ ВОДІ Відомо, ЩО лужність води, обробленої відрегенерованим при стехіометричних витратах сірчаної кислоти карбоксильним катіонггом, складає 0,7 - 1,5мг-екв/дм , а и твердість - на 0,7 - 1,5мг3 екв/дм перевищує постійну твердість вихідної води [1] Робоча ємкість карбоксильного катіоніта при стехіометричних витратах кислоти на регенерацію при пом'якшенні води складає 500 - 600 мг3 екв/дм [1] При обезсоленні води шляхом послідовного и фільтрування через карбоксильний, а потім сульфокатюніт робоча ємкість катюнтв складає 508 615мг-екв/дм3 [2] Обробка карбоксильного катіоніта лужним розчином приводить до зниження твердості обробленої води, але супроводжується підвищенням рН, і ВІДПОВІДНО, лужності пом'якшеної води //Патент №4083782 США МКИ С 02 В 1/76 Способ кондиционирования воды // R Kunm-Опубл 11 04 78/ [6] Тому, за рахунок використання на стадії пом'якшення води поряд з сульфокатюнітом карбоксильного юніта при попередній обробці катюнтв 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 [3] і підвищення робочої ємкості катюнтв (таблиця, приклади 1 9) Таким чином, одержання обезсоленої води з низьким вмістом ІОНІВ натрію и глибоко пом'якшеної води зі стабільним і низьким значенням лужності при підвищенні робочої ємкості катіоніту при стехіометричних 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 винаходом технічного результату - підвищення якості обезсоленої води (за рахунок зменшення вмісту ІОНІВ натрію до 0,004мг-екв/дм3 (95мкг/дм3)) і глибоко пом'якшеної води (за рахунок стабілізації і зниження значення м лужності до 0,05 - 0,45мг-екв/дм3, виключення можливості одержання кислої води) при збільшенні робочої ємкості катіоніта до 1150 - 2210мг-екв/дм3 при стехіометричних питомих витратах кислоти (1,0 ± 0,1екв/екв) на регенерацію катюнтв Реалізацію способу ілюструє схема на кресленні (фіг) Вихідну воду (в якості вихідної воді може використовуватись як вода тільки з тимчасовою твердістю (таблиця, приклади 1-4), так і вода з постійною твердістю (таблиця, приклад 6) або вода різного складу для одержання обезсоленої і пом'якшеної води (таблиця, приклад 8)) послідовно фільтрують через карбоксильний катюніт, сульфокатюніт і аніоніт, завантажені ВІДПОВІДНО у іонообмінні апарати 1,2,3 В результаті одержують 54469 8 энергетика Под общей редакцией С М Гурвича М Энергия- 1972 т 1 -С 391-397/ -[7], а вміст іонів натрія - за допомогою пламеневого фотометра Приклади реалізації запропонованого способа Приклад 1 3 Вихідну воду складу, мг-екв/дм твердість 0,8, лужність - 0,8, аніони сильних кислот - 2, натрій - 2 послідовно пропускають через три колонки (Н- і ОН-фільтри), відрегенеровані після попереднього цикла підготовки води Колонки містять 3 перша (колонка 1) - 60см карбоксильного катюніта 3 Lewatit CNP 80, друга (колонка 2) - 50см сульфо3 катюніта КУ 2-8, третя (колонка 3) - 47см анюніта АН-31 В обезсоленіи воді вимірюють вміст ІОНІВ натрія При досягненні гранично допустимої вели3 чини концентрації ІОНІВ натрія (0,004мг-екв/дм , що 3 еквівалентно 4мкг-екв/дм ) обезсолення води припиняють В результаті одержано 18,8дм3 обезсоленої води з вмістом ІОНІВ натрія 0,004мг-екв/дм3 (4мкг-екв/дм3) Потім ОН- фільтр (колонку 3) регенерують розчиненими в 0,1дм3 обезсоленої води Пропускання вихідної води може здійснюва75мг-екв пдроксида натрія (ГОСТ 4328-77) и відтись послідовно спочатку через карбоксильний, а мивають 1 дм 3 обезсоленої води Загальні витрати потім - сульфокатюніт з одержанням пом'якшеної обезсоленої води на регенерацію анюніта склали води або шляхом розділення вихідної води на два 1,1дм3 Одержаний відпрацьований регенераційпотоки, один з яких (потік В) пропускають через ний розчин об'ємом 1,1дм3 (поток А) послідовно карбоксильний катюніт, а другий (потік С) - через пропускають через колонки 1 і 2 Потім колонки 1 і сульфокатюніт паралельно з послідуючим поєд2 втому ж порядку відмивають 1дм3 вихідної води нанням і одержанням пом'якшеної води У першообезсолену воду з вмістом натрія на рівні потрібних показників (у прикладах конкретного виконан3 ня - не більше 0,004мг-екв/дм , що еквивалентно 3 4мкг-екв/дм ) Після досягнення заданої гранично допустимої концентрації ІОНІВ натрію в обезсоленіи воді аніоніт в апараті 3 регенерують розчином лугу (гідроксиду натрію) з метою десорбції аніонів Залишки лугу з анюніта відмивають обезсоленою водою В результаті одержують відпрацьований регенераційний розчин ОН-фільтра (потік А), який пропускають через Н-фільтр Пропускання відпрацьованого регенераційного розчину ОН-фільтра може здійснюватись спочатку через карбоксильний катюніт, а потім через сульфокатюніт (таблиця, приклади 1,2,4,6,8) або навпаки - спочатку через сульфокатюніт, а потім через карбоксильний катюніт (таблиця, приклад 3) Після пропускання відпрацьованого регенераційного розчину ОНфільтра катюніти відмивають водою Потім вихідну воду пропускають через катюніти з метою одержання пом'якшеної води му випадку одержують пом'якшену воду з більш значними відхиленнями лужності від середнього значення (таблиця, приклад 1) У другому - лужність пом'якшеної води більш стабільна (таблиця, приклади 2-4,6,8) В результаті одержують пом'якшену воду з якістю на рівні потрібних показників (у прикладі 1 твердість - не більше 0,01мг-екв/дм , лужність 0,05 - 0,45мг-екв/дм3, у прикладах 2-4,6,8 твердість - не більше 0,01мг-екв/дм3, лужність - 0,25 0,45мг-екв/дм3) Після досягнення в пом'якшеній воді величини гранично допустимої твердості катюніти регенерують розчином кислоти Для цього розчин кислоти пропускають спочатку через сульфокатюніт, а потім через карбоксильний катюніт (через апарат 2, а потім 1) Додаткове підвищення робочої ємкості катіонmв в Н-фільтрі при стехіометричних витратах кислоти на їх регенерацію досягається за рахунок попередньої обробки карбоксильного катіоніта кислим відпрацьованим регенераційним розчином Н-фільтра попередньої операції регенерації (таблиця, приклад 4) Для цього через карбоксильний катюніт пропускають відпрацьований регенераційний розчин Н-фільтра попередньої операції регенерації (потік D), а потім катюніти регенерують кислотою в описаному вище порядку Кислый відпрацьований розчин збирають у ємкості 4 і використовують для попередньої обробки карбоксильного катюніта при слідуючій регенерації Нфільтра кислотою Після пропускання розчину кислоти катюніти в тій же ПОСЛІДОВНОСТІ відмивають обезсоленою водою Відрегенеровані ІОНІТИ використовують в наступному циклі обезсолення і пом'якшення води Твердість і лужність води визначають за загальноприйнятими методиками /Справочник химика Через оброблені відпрацьованим регенераційним розчином ОН-фільтра і ВІДМИТІ ВИХІДНОЮ ВО ДОЮ катюніти 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 величини лужності і твердості Пропускання води через колонки 1 і 2 завершують при досягненні заданого гранично допустимого значення твердості фільтрата (0,01 мг-екв/дм3) За фільтроцикл одержано 200дм пом'якшеної води з слідуючими показниками твердість - 0,01 мг-екв/дм3, лужність - 0,Змг-екв/дм3 Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює [0,37(0,3+2)]*100 = 13% Вимірювання лужності пом'якшеної води на протязі фільтроцикла показали, що її величина 3 складала 0,05 - 0,45мг-екв/дм Н-фільтр регенерують шляхом пропускання розчину, який містить 188мг-екв сірчаної кислоти (ГОСТ 4207-77) спочатку через колонку 2 з сульфокатюнітом, а потім через колонку 1 з карбоксильним ІОНІТОМ Після пропускання розчину кислоти катюніти в тій же ПОСЛІДОВНОСТІ відмивають обезсоленою водою На приготування розчину сірчаної кислоти і відмивку катіонmв витрачено 1,6дм3 обезсоленої води Відрегенеровані Н- і ОНфільтри використовують для підготовки води в слідуючому циклі ідентично описаному прикладу В результаті за робочий цикл одержано (виключаючи витрати на регенерацію Н- і ОНфільтрів) обезсоленої води - 16,1дм3, пом'якшеної води - 200дм3, всього - 216,1дм3 Відношення об'єму виробленої води до об'єму ІОНІТІВ складає 216,1/(0,05+0,060+0,047) = 1380 Витрати сірчаної кислоти на видалення 1екв ІОНІВ твердості складають 188/[(0,8-0 01)*216,1] = 1,1 тобто в межах похибки визначення відповідають стехюметрич 54469 10 тів відпрацьованим регенераційним розчином ОНфільтра Відпрацьований регенераційний розчини 3 ОН-фільтра об'ємом 1,1дм послідовно пропускають через колонки 2 (завантажена сульфокатюнітом) і 1 (завантажена карбоксильним катюнітом) Потім КОЛОНКИ 2 І 1 у тому ж порядку відмивають 3 1дм вихідної води В результаті за робочий цикл одержано (виключаючи витрати на регенерацію Н- і ОН3 фільтрів) обезсоленої води - 15,7дм , пом'якшеної 3 3 води - 234дм , всього - 249,7дм Вміст ІОНІВ натрія 3 в обезсоленій воді дорівнює 4мкг-екв/дм Твер3 дість пом'якшеної води дорівнює 0,01мг-екв/дм Лужність пом'якшеної води дорівнює 0,36мг3 екв/дм Вимірювання лужності пом'якшеної води в межах фільтроцикла показали, що и величина 3 складала 0,25 - 0, 43мг-екв/дм Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює [0,36/(0,36+2)] «100 = 15% Відношення об'єму виробленої води до об'єму ІОНІТІВ складає 249,7/(0,05+0,060+0,047) = 1600 Витрачено 188мг-екв сірчаної кислоти Витрати сірчаної кислоти на видалення 1екв ІОНІВ твердості складають 188/[(0,8-0 01) *249,7] = 1,0, тобто відповідають стехіометричним Робоча ємкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі доріПриклад 2 внює (0,8-0 01) «214,7/(0,06 + 0,05) = 1800мгОбробку тієї ж вихідної води та ІОНІТІВ ЗДІЙСекв/дм3 загрузки Н-фільтра (колонок 1 і 2) (таблиНЮЮТЬ ідентично прикладу 1 за винятком етапу ця, приклад 3) одержання пом'якшеної води Для одержання пом'якшеної води вихідну воду поділяють на два поПриклад 4 токи В і С Потік В пропускають через колонку 1 з Обробку тієї ж вихідної води та ІОНІТІВ ЗДІЙСкарбоксильним катюнітом, а потік С - через колонНЮЮТЬ ідентично прикладу 2 за винятком етапу ку 2 з сульфокатюнітом після чого потоки В і С регенерації відпрацьованих при пом'якшенні води змішують і одержують пом'якшену воду В пом'яккатіонітів кислотою Після завершення одержання шеній воді в кожному з потоків В і С контролюють пом'якшеної води карбоксильний катіони у колонці твердість, а в суміші потоків В і С - лужність Про1 обробляють 1,6дм3 відпрацьованого регенерапускання води через колонки 1 і 2 припиняють при ційного розчину попередньої регенерації Ндосягненні твердістю фільтрата в кожному з потофільтра, що містить 121мг-екв сірчаної кислоти ків заданого гранично допустимого значення Потім Н-фільтр регенерують шляхом пропускання (0,01мг-екв/дм3) За фільтроцикл одержано 199дм3 розчину, який містить 238мг-екв сірчаної кислоти пом'якшеної води з слідуючими показниками тве(ГОСТ 4207-77), спочатку через колонку 2 з суль3 3 рдість - 0,01мг-екв/дм , лужність - 0,31мг-екв/дм фокатюнітом, а потім через колонку 1 з карбоксиВимірювання лужності пом'якшеної води в межах льним ІОНІТОМ Після пропускання розчину кислоти фільтроцикла показали, що її величина становить катіон іти в тій же ПОСЛІДОВНОСТІ відмивають обез3 3 0,25 - 0,45мг-екв/дм соленою водою В результаті одержують 1,6дм відпрацьованого розчину що містить 120мг-екв В результаті за робочий цикл одержано (висірчаної кислоти, який використовують для обробключаючи витрати на регенерацію Н- і ОНки карбоксильного катіоніта в наступній операції фільтрів) обезсоленої води - 15,7дм3, пом'якшеної регенерації Н-фільтра кислотою На приготування 3 3 води - 199дм , всього - 214,7дм Вміст ІОНІВ натрія розчину сірчаної кислоти і відмивку катіонітів ви3 в обезсоленій воді дорівнює 4мкг-екв/дм Твертрачено 1,6дм3 обезсоленої води Відрегенеровані 3 дість пом'якшеної води дорівнює 0,01мг-екв/дм Н- і ОН-фільтри використовують для підготовки Відношення об'єму виробленої води до об'єму воді в слідуючому циклі ідентично описаному приІОНІТІВ складає 214,7/(0,05+0,060+0,047) = 1370 кладу Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює [0,31/(0,31+2)]*100 = 13% Витрачено 188мг-екв В результаті за робочий цикл одержано (висірчаної кислоти Витрати сірчаної кислоти на виключаючи витрати на регенерацію Н- і ОНдалення 1екв ІОНІВ твердості складають 188/[(0,8фільтрів) обезсоленої води - 15,3дм3, пом'якшеної 0 01)*214,7] = 1,1 тобто в межах похибки визнаводи - 293дм3, всього - 308,Здм3 Вміст ІОНІВ натрія чення відповідають стехіометричним Робоча ємв обезсоленій воді дорівнює 4мкг-екв/дм3 Тверкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі дорідість пом'якшеної води дорівнює 0,01мг-екв/дм3 внює (0,8-0 01) «214,7/(0,06 + 0,05) = 1540мгЛужність пом'якшеної води дорівнює 0,29мгекв/дм3 загрузки Н-фільтра (колонок 1 і 2) (таблиекв/дм3 Вимірювання лужності пом'якшеної води в ця, приклад 2) межах фільтроцикла показало, що и величина складала 0,20 - 0,35мг-екв/дм3 Відносна лужність Приклад З пом'якшеної води дорівнює [0,29/(0,29+2)] «100 = Обробку тієї ж вихідної води та ІОНІТІВ ЗДІЙС13% Відношення об'єму виробленої води до об'НЮЮТЬ ідентично прикладу 2 за винятком етапу єму ІОНІТІВ складає 308,37(0,05+0,060+0,047) = обробки виснажених при обезсоленні води катіоніним Робоча ємкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі дорівнює (0,8-0 01)*216,1/(0,06 + 0,05) = 3 1550мг-екв/дм загрузки Н-фільтра (колонок 1 і 2) (таблиця, приклад 1) Ідентично описаному вище прикладу проведений наступний цикл підготовки води В результаті одержані наступні показники запропонованого 3 способу Одержано води, дм обезсоленої -16 2, 3 3 пом'якшеної - 199дм Всього - 215,2дм Відношення об'єму виробленої води до об'єму ІОНІТІВ складає 215,2/(0,05+0,06+0,047) = 1370 Вміст 3 натрія в обезсоленій воді - 0,004мг-екв/дм (4мкг3 екв/дм ) Показники пом'якшеної води твердість 3 3 0,01мг-екв/дм , лужність - 0,32мг-екв/дм Лужність пом'якшеної води на протязі фільтроцикла знахо3 дилась в межах 0,05 - 0,4мг-екв/дм Відносна лужність пом'якшеної води дорівнює [0,32/(0,32+2)]*100 = 14% Витрати сірчаної кислоти на видалення 1 екв ІОНІВ твердості склали 188/[(0,8-0 01)*215,2] = 1,1 тобто в межах похибки визначення відповідають стехіометричним Робоча ємкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі дорівнює (0,8-0,01)*215,2)/(0,06 + 0,05) = 1545мгекв/дм3 54469 12 11 3 1960 Витрачено 239мг-екв сірчаної кислоти Виду, мг-екв/дм твердість - 1,8, лужність - 0,8, аніони сильних кислот - 2, іони натрія - 1) проведені трати сірчаної кислоти на видалення 1екв ІОНІВ досліди ідентичні описаним віще прикладам Ретвердості складають 239/[(0,8-0 01) *308,3] = 1,0 зультати наведені в таблиці (приклади 6-9) тобто відповідають стехіометричним Робоча ємПереваги запропонованого способа у порівкість катіонітів по іонах твердості в Н-фільтрі дорінянні з відомим [3] підтверджуються прикладами їх внює (0,8-0 01) «308,3/(0,06 + 0,05) = 2210мг3 реалізації (таблиця, приклади 1 - 9) Використання екв/дм загрузки Н-фільтра (колонок 1 і 2) (таблизапропонованого способа дозволяє покращити ця, приклад 4) якість як знесоленої води, так і пом'якшеної води При ПІДГОТОВЦІ тієї ж вихідної води згідно відообезсоленої - за рахунок зменшення вмісту ІОНІВ мому способу [3] одержані слідуючі результати 3 натрія з 320 до 4мкг-екв/дм (у 80 разів), пом'якОдержано води, дм обезсоленої - 12,9, пом'як3 шеної - за рахунок стабілізації її лужності (в тому шеної - ЗО Всього - 41,9дм Відношення об'єму числі за рахунок виключення можливості одервиробленої води до об'єму ІОНІТІВ складає жання кислої пом'якшеної води) і зниження цього 42,9/(0,05+0,03) = 535 Вміст ІОНІВ натрія в обезсопоказника для всього об'єму пом'якшеної води від 3 леній воді - 0,32мг-екв/дм Показники якості пом'я3 0,62 - 0,74 до 0,29 - 0,36мг-екв/дм в результаті 3 кшеної води твердість - 0,01мг-екв/дм , лужність чого пом'якшена вода приводиться у ВІДПОВІДНІСТЬ 3 0,74мг-екв/дм , причому на початку фільтроцикла з вимогами [5] до води, призначеної для викорисодержана пом'якшена вода з кислотністю 0,5мгтання як для підживлення тепломереж так і паро3 екв/дм Наприкінці фільтроцикла лужність пом'явих котлів низького тиску При цьому досягається кшеної води склала 0,8мг-екв/дм3 Відносна лужглибоке пом'якшення води (залишкова твердість ність пом'якшеної води дорівнює [0,74/(0,74+2)] 0,01 мг-екв/дм3) і стехіометричні витрати сірчаної «100 = 27% кислоти на регенерацію Н-фільтра (1,0 ± Витрачено, мг-екв сірчаної кислоти - 35 Ви0,1екв/екв поглинутих ІОНІВ твердості) трати сірчаної кислоти на видалення 1екв ІОНІВ Необхідно відзначити, що застосування затвердості складають 35/[(0,8-0,01) *42,9] = 1,0 пропонованого способу забезпечує значне підвиРобоча ємкість катіонітів по іонах твердості в Нщення робочої ємкості загрузки Н-фільтра по іонах фільтрі дорівнює (0,8-0,01) «42,9/0,05 = 680мг-екв/ 3 твердості від 650 - 680 до 1150 -2210мг-екв/дм3 (у дм (таблиця, приклад 5) 1,7 -3,3 рази) Це приводить до підвищення сумарЗ метою виявлення порівняльної ефективності ної виробки обезсоленої і пом'якшеної води одивикористання запропонованого і відомого [3] споницею об'єму ІОНІТІВ у 1,4 - 3,7 рази собів для одержання обезсоленої і пом'якшеної води з вихідної води з постійною твердістю (склаТаблиця Характеристики Твердість, мг-екв/дм'5 Лужність, мг-екв/дм'5 Аніони СИЛЬНИХ КИСЛОТ, мг-екв/дм'5 Натрій, мг-екв/дм'5 Твердість, мг-екв/дм'5 Лужність, мг-екв/дм'5 Аніони СИЛЬНИХ КИСЛОТ, мг-екв/дм'5 карбоксильного катюніта сульфокатюніта анюніта Об'єм, дм'5 Натрій, мкг-екв/дм'5 Об'єм, дм'5 Твердість, мг-екв/дм'5 Лужність, мг-екв/дм'5 Спосіб одержання обезсоленої і пом'якшеної води ЗапропоноЗапропонований ваний По По По По [3] [3] приприприприПо прикладу кладу кладу кладу кладу 2 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 Вихідна вода при обезсоленні 08 08 08 08 08 18 18 08 08 08 08 08 08 08 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 Вихідна вода при пом'якшенні 08 08 08 08 08 18 18 08 08 08 08 08 08 08 2 2 2 2 2 2 2 Об'єми, см'5 60 60 60 60 ЗО 50 50 50 50 50 50 50 47 47 47 47 ЗО 47 ЗО Обезсолена вода 161 157 157 153 129 166 128 4 4 4 4 320 4 320 Пом'якшена вода 200 199 234 293 ЗО 50 5 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 30 0 31 0 36 0 29 0 74 0 34 0 62 (№ приклада) Запропонований [3] По прикладу 2 8 9 08 08 2 2 08 08 2 2 18 08 2 18 08 2 21 50 47 50 ЗО 168 4 128 320 38 0 01 0 33 13 0 01 0 68 13 54469 14 продовження табл Спосіб одержання обезсоленої і пом'якшеної води ЗапропоноЗапропонований ваний Хараісгеристики По По По [3] [3] припри- По при- приПо прикладу кладу кладу 3 кладу кладу 2 1 2 4 1 2 3 4 5 6 7 Відносна лужність ,% 13 13 15 13 27 15 24 Границі зміни лужності впродовж фільтро- 0 05- 0 25- 0 25- 0 20- 0 5*- 0 28- 0 7*3 цикла, мг-екв/дм 0 45 0 45 0 43 0 35 0 8 0 42 08 5 Робоча ємкість катюніта, мг-екв/дм' 1550 1540 1800 2210 680 1495 650 Питомі витрата сірчаної кислоти на вида11 11 10 10 10 09 11 лення з води 1екв ІОНІВ твердості, екв/екв Відношення об'єму виробленої води до 1380 1370 1600 1960 535 527 227 об'єму ІОНІТІВ Кратність підвищення відношення об'єму виробленої води до об'єму ІОНІТІВ у запро- 2 5 понованому способі у порівнянні з відомим 25 ЗО 37 23 *Примітка в таблиці зірочкою відмічені значення кислотності пом'якшеної води Вихі/,на вода Фіг. Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 (№ приклада) Запропонований [3] По прикладу 2 8 9 14 25 0 28- 0 7*0 40 08 1150 680 11 10 466 326 14