|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Рсвания раствора, содержаще-_ го катионы кальция и натрия. 1 — концентрация катионов натрия в исходном растворе; 2— концентрация катионов кальция в исходном растворе: 3 — концентрация катионов натрия в фильтрате; 4 — концентрация катионов кальция в фильтрате,
Рабочая обменная емкость Н-катионитов зависит также от схемы подготовки воды, что можно установить из дальнейшего рассмотрения рис. 9-3. При глубоком и полном химическом обессоливании, когда требуется отключение Н-катионитного фильтра на регенерацию в момент проскока катиона натрия, рабочая обменная емкость Н-катионита будет определяться суммой площадей АБВГ и АДЕГ, первая из них эквивалентна количеству катионов натрия, поглощенных Н-катионитом к моменту проскока их в фильтрат, а вторая — количеству катионов кальция, поглощенных Н-катионитом к этому же моменту. Если отключение Н-катионитного фильтра на регенерацию производится в момент, когда содержание катионов натрия в фильтрате равно их концентрации в исходной воде (один из случаев частичного обессоливания), рабочая обменная емкость Н-катионита эквивалентна сумме площадей АБЖГ и АДЗЛ. При умягчении воды путем комбинированного Н- и Na-катионирования, позволяющего отключать Н-катионитные фильтры на регенерацию в момент проскока солей жесткости, в частности катиона Са2+, рабочая обменная емкость Н-катионита определяется площадью АДКИ. На рабочую обменную емкость катионита оказывают влияние также анионный состав воды и величина его общего солесодержания. Влияние этих факторов проявляется в различной степени для одного и того же катионита при Н- и Na-катионировании, а также для различных катионитов. Если при Na-катионировании анионный состав не оказывает существенного влияния на рабочую обменную емкость сульфоугля, то при Н- катионировании он приобретает решающее значение. На рис. 9-4 показана зависимость величины рабочей обменной емкости сульфоугля и катионитов КУ-1 и КУ-2 при применении их в форме Н-катионитов от общего солесодержания исходной воды и отношения концентрации бикарбонатного иона к общей сумме анионов, т. е. от отношения С HCO3- /А, где А = С HCO3- + С SO42- + С С1- + С NO3-
При повышении солесодержания исходной воды с 1 до 15 мг-экв/кг рабочая обменная емкость катионита КУ-2 снижается примерно на 14%, а катионита КУ-1 примерно на 27%. Величина отношения С HCO3- /А не оказывает заметного влияния на ра- бочую обменную емкость катионитов КУ-1 и КУ-2, но в сильной степени влияет на рабочую обменную емкость сульфоугля. При отсутствии в исходной воде бикарбонатных ионов, т. е. при С HCO3- /А = 0, рабочая обменная емкость сульфоугля (до момента проскока натрия в фильтрат) невелика, причем при солесодержании исходной воды 1 мг-экв/кг она вдвое больше, чем при солесодержании 15 мг-экв/кг. Когда же в воде содержатся только бикарбонатные анионы, т. е. при С HCO3- /А = 1 рабочая обменная емкость сульфоугля возрастает более чем в 2 раза, причем величина солесодержания воды почти перестает влиять на рабочую обменную емкость сульфоугля. Регенерация истощенного Н-катионита обычно осуществляется фильтрованием через его слой 1,0— 1,5%-ного раствора серной кислоты. При большей концентрации серной кислоты появляется опасность обрастания зерен Н-катионита отложениями сульфата кальция из-за сравнительно малой растворимости последнего (загипсование), следствием этого является безвозвратная потеря катионитом ионообменной способности. Протекающие в процессе регенерации реакции могут быть выражены следующими уравнениями:
Са2+ | R2- + H2SO4 → 2Н+ | R- +Са SO4 Mg2+ | R2- + H2SO4 → 2Н+ | R- +Mg SO4 2Na+ | R2- + H2SO4 → 2Н+ | R- + Na SO4
Для обеспечения большей полноты регенерации Н-катионита применяется расход серной кислоты в количестве, превышающем в 1,25—1,5 раза стехиометрический, что обеспечивает вполне удовлетворительную регенерацию катионита. При умягчении воды Н-катионитные фильтры выключаются на регенерацию при появлении проскока катионов Са2+ и Mg2+, т. е. при повышении жесткости фильтрата, а при химическом обессоливании—при появлении проскока катионов Na+, т. е. при снижении кислотности фильтрата. Иногда применяется «голодная» регенерация Н-катионитных фильтров. В этом случае при катионировании происходит не глубокое умягчение исходной воды, а разрушение ее карбонатной щелочности без образования кислого фильтрата. Это достигается тем, что фильтры регенерируются таким количеством кислоты, которого недостаточно для вытеснения всех катионов, ранее поглощенных из воды. Это приводит к расположению в верхних частях фильтрующего слоя катионита с обменным катионом водорода, а в нижних — с обменными катионами кальция и магния. Прошедшая через такой фильтр вода не содержит сильных кислот и имеет незначительную щелочность (порядка 0,6—0,8 мг-экв/кг). Последующим фильтрованием Н-катионированной воды после удаления из нее свободной углекислоты через две ступени Na-катионитных фильтров достигается необходимая глубина ее умягчения (не больше 5 мкг-экв/кг). Для более полного вытеснения поглощенных катионитом ионов рекомендуется производить ступенчатую регенерацию Н-катионита: сначала 1%-ным раствором серной кислоты, а затем, когда основная масса катионов кальция и магния уже вытеснена и опасности «гипсования» уже нет, более крепким (5—6%) раствором кислоты. Обычно для регенерации истощенного Н-катионита применяется серная кислота, так как она дешевле и удобнее при перевозке, хранении и применении, чем соляная, хотя последняя также пригодна для регенерации Н-катионита, например, при высоком содержании Na в исходной воде. Концентрация раствора HCI для регенерации обычно составляет 5—6% в связи с тем, что она не дает при регенерации соединений, малорастворимых в воде.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.) |