# Смолы

A V R

R A V

Смолы

Origin: http://samlib.ru/r/r_a_v/purolite.shtml

Создан: 15/04/2003, изменен: 17/02/2009, 101k

Статья: Нет

____________________________________________________________

ПЬЮРОЛАЙТ╝

Ионообменные смолы

ПЬЮРОЛАЙТ А847С

Акриловый слабеосневный анионит

Для обессоливания воды, содержащей органические примеси

Технические данные.  ОПИСАНИЕ ПРОДУКТА  PUROLITE A847C представляет собой гелевый

анионит с акриловой матрицей. Акриловая

матрица способствует отличному поглощению

органики из обрабатываемой воды и обратимой

десорбции органики из слоя смолы в процессе

обычной регенерации. Доля низкоосновных групп

у данной смолы значительно выше, чем у других

низкоосновных анионитов, что обеспечивает

высокую обменную емкость и

высокоэффективную регенерацию. Для

регенерации этой смолы требуется значительно

меньшие количества едкого натра и отмывочной

воды по сравнению с полистирольными смолами

того же типа. Использование этой смолы в

ионообменных цепочках совместно с

полистирольными смолами позволяет удалить из

воды более широкий спектр органических

веществ, чем, если бы использовались смолы

только одного типа. PUROLITE A847C особенно

выгодно использовать для обработки воды, содержащей . органические загрязнения, вызывающие отравление полистирольных смол, выражающееся в увеличении времени отмывки после регенерации и сокращении рабочей емкости. К таким загрязнениям относится большинство природных органических соединений, присутствующих в поверхностных водах. Анионит PUROLITE A847C обладает превосходной механической прочностью и осмотической стабильностью, а также специально подобранным гранулометрическим составом. Эти свойства смолы делают ее прекрасным кандидатом для использования в фармацевтической и пищевой промышленности, а также для извлечения сильных анионов и органических веществ во многих других технологиях.

Типовые физические, химические и технологические свойства

Структура полимерной матрицы......................................................................Гелевая, полиакриловая

Функциональные группы........................................................................................... Третичный амин

Внешний вид........................................................................ ...Полупрозрачные сферические частицы,

белого цвета Количество целых частиц, %, не менее.......................................................................................... ..95

Ионная форма (в товарном продукте)........................................................... Свободное основание (FB)

Разброс частиц, мм.............................................................................................+1.2 <5% , -0.3 <1%

Содержание влаги, форма ОН-, %.................................................................................................57-62

Обратимое набухание при переходе из (FB) в СГ, %,не более...............................................................20

Ограничения по значениям рН

Стабильность анионита..............................................без ограничений

Рабочий диапазон..................................................................... ..0-9

Максимальная рабочая температура, *С, не более,.............................................................................40

Удельный вес, влажный анионит в форме поставки, г/мл................................................................1,06

Химическая стойкость............................................. .Устойчива к разбавленным кислотам, щелочам и

большинства* "•"——'•*

Насыпной вес, г/л.................................................. ...............

Полная обменная емкость, мг-экв/мл, не менее,............................................................................

СТАНДАРТНЫЕ РАБОЧИЕ УСЛОВИЯ

(Обессоливание, прямоточная регенерация)

Технологическая операция | Расход | Входящий поток | Время, МИН | Общее количество
Процесс работы (фильтрование) | 8-40 ОС*/час | Н-катионированная вода | ' | 
Взрыхляющая промывка | 5-7м/ч(при 10°С) | Н-катионированная вода | 5-20 | 1-5 0С
Регенерация | 2- 4 ОС/час | 2-4%-NaOH | 30-60 | 40 -104 г 100%- д.ач/д i/ а.ч"*>ж-*. i*"* Л. Л СМОЛЫ
Отмывка (медленная) | 2 -4 ОС/час (такой же, как при регенерации) | Н-катионированная вода | 30-60 (приблизительно) | 1-2 0С
Отмывка (быстрая) | 8 -40 ОС/час (такой же, как при работе) | Н-катионированная вода | 15-30 (до необходимой щелочности) | 3-6 ОС
 |  | ся на 50- 75% )%. ОС - объем слоя смолы, м*. |  | 
Конструкционный запас | на расширение слоя- 100 ОС{ |  |  | 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Перепад давления (падения напора) через слой смолы зависит от распределения по размеру частиц смолы, высоты фильтрующего слоя и объема пустот катеонита, а также от скорости и вязкости (а, следовательно, и от температуры) поступающего потока. Любые другие условия, такие как, например, наличие взвешенных частиц в фильтрате, неадекватное уплотнение или нарушение гранулометрического состава (измельчение), неблагоприятно влияющие на приведенные выше параметры, приводят к увеличению перепада давления. Типовые зависимости перепада давления в слое катеонита Пьюролайт А-847С от скорости потока представлены на рис. 2

При обратной промывке анионита (взрыхляющей), снизу вверх, должно быть обеспечено расширение слоя

смолы приблизительно на 50 - 75% с целью удаления задержанных нерастворимых частиц, пузырьков воздуха и уплотнений, а также для максимально возможной отмывки от ионитовой мелочи с целью уменьшения гидродинамического сопротивления потоку. Взрыхляющая промывка должна проводиться с постепенным увеличением расхода вода для предотвращения выноса рабочих фракций катионита в начале отмывки. Расширение слоя увеличивается с увеличением скорости потока и уменьшается с увеличением температуры, как это показано на рис. 1. Необходимо предпринимать меры предосторожности, учитывая эти закономерности, во избежание потери рабочих фракций смолы в связи с избыточным расширением слоя.

РЕГЕНЕРАЦИЯ  PUROLITE А-847С поставляется в форме, уже готовой к использованию (свободное основание) и может быть использован немедленно. Однако рекомендуется произвести взрыхляющую отмывку слоя смолы после загрузки перед подключением в работу. PUROLITE А-847С легко регенерируется едким натром, причем количество его необходимое для восстановления рабочей емкости близко с стехиометрическому. Для полного использования обменной емкости смолы и предотвращения накопления загрязнений рекомендуется использовать не менее 130 % эквивалентного количества NaOH в сравнении с рабочей емкостью, полученной в предыдущем фильтроцикле, но не менее 4 8 г NaOH на 1 л смолы. В процессе восстановления рабочей емкости смолы необходимо точно соблюдать общепринятую стадийность регенерации, то есть выполнение операций медленной и быстрой от;.; Медленная отмывка имеет два назначения. 6

процессе ее отмывочная вода вытесняет регенерат* с

необходимой скоростью и вымывает органические

примеси из слоя смолы, для чего требуется некоторое

время, приблизительно 1 час. Если эта процедура

выполняется правильно, то значительно

увеличивается эффективность последующей

окончательной отмывки. Необходимо предусмотреть

использование для отмывок воды хорошего качества

(Н-катаонированной или обессоленной) для того,

чтобы предотвратить выпадение осадков, состоящих

из гидроокисей двухвалентных катионов. Не

рекомендуется использование умягченной воды для

отмывки смолы, так как соли натрия, присутствующие

в такой воде, снижают скорость диффузии

остаточного регенсранта (едкого натра) из слоя

смолы, увеличивая тем самым время отмывки. При

соблюдении*'——•***"'—*" ;at врем? ^

этой ск новых смол по;^_..... .._._. ^ *.~*а.

0x01 graphic

0x01 graphic

1,0

0,8

0,6 0,40,2  4 6 8 10 12 14 16

Скорость обратного потока, м/час

Рис. 1. Зависимость величины расширения слоя смолы от скорости обратного потока и температуры.

15 25 35 45 55 65

Скорость прямого потока при работе, м/час

Рис. 2. Зависимость перепада давления на слое смолы от скорости фильтрования и температуры*

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ Анионит Пьюролайт А-847С не растворим в кислотах, щелочах и во всех обычных растворителях. Сам аниониг термически стабилен как во всех солевых формах, так и в форме свободного основания, но четвертичные аминогруппы нестабильны, поэтому не рекомендуется использование температур выше 50°С в процессе обессоливания. Также следует отметить, что

ПРИМЕНЕНИЕ

Пьюролайт А-847С особенно хорошо подходит для обессоливания воды, содержащей органику, а также для очистки технологических растворов. Аниошгг удаляет анионы сильных кислот и располагается в технологической схеме после катиошгга, например, такого как Пьюролайт С-100. Используя данный анионит, удается получить очищенную воду с электропроводностью 1-30 мкСм/см, то есть с электропроводностью, определяемой только анионами слабых кислот, которые (при необходимости) могут быть удалены на высокоосновных анионитах. Во многих процессах водоочистки удается добиться удовлетворительного поглощения высокомолекулярной органики на протяжении многих филътроциклов без отравления, так как эта органика эффективно удаляется со смолы в процессе обычной регенерации. Пьюролайт А-847Е используется и в пищевой промышленности, например в процессе обеззоливания и обесцвечивания сахарных сиропов (на основе кукурузы), там, где происходит удаление и анионов сильных кислот и высокомолекулярной органики. Пг использовании смолы в процессах связанных с

длительное воздействие свободного хлора при концентрации последнего выше 2 мг/л (или 200 мг/л за 24 часа), или некоторых других окислителей, таких как пероксиды, приводит к уменьшению рабочей емкости анионита за счет протекающей химической реакции окисления.

АНИОНИТА

приготовлением пищевых продуктов или питьевой воды, как для человека, так и для животноводства, рекомендуются специальные меры предосторожности для защиты от загрязнений экстрагируемыми из смолы веществами, бактериального заражения и прочих воздействий. В смоле не прошедшей специальную подготовку могут содержаться свободные амины и низкомолекулярные полимеры, содержащие амины. Эти соединения должны быть удалены из смолы тремя последовательными стадиями "насыщение регенерация", причем насыщение необходимо проводить 0,5 %-ным раствором соляной или серной кислоты. Регенерация проводится в соответствии с вышеприведенными условиями, с использованием удельного расхода NaOH 64 г/л смолы. Такая обработка снижает концентрацию экстрагирующихся веществ до приемлемо низких значений. Свойством этой смолы является сорбция бактерий из растворов, однако это может приводить к росту бактерий в смоле во время стоя!т<""?о~п ~/——• * --. Поэтом[4]-'

тш храни: для бактерий вещосА4> ^ Mw.^**

подготовлены перед работой. На всех стадиях работы и хранения необходимо принимать меры предосторожности для предотвращения заражения смолы посторонними или токсическими веществами

Анионит Пьюролайт А847С может быть использован в бикарбонатной форме для обработки кислотных стоков шахт. Сульфаты металлов могут быть переведены в растворимые бикарбонаты, которые затем осаждаются

аэрацией. Пьюролайт А847С может быть использован

в трехстадийном процессе вместе со слабокислотным

катеонитом Пыоролайт С104. Фильтр с катеонитом

устанавливается между двумя фильтрами с анионитом

А847С, анионит регенерируется до бикарбонатной

формы раствором углекислого газа, который также

регенерирует катеонит до Н-формы.

РАБОЧАЯ ЕМКОСТЬ  Указанные выше количества регенерата позволяют получать рабочую емкость на уровне 1,2 - 1,5 г-экв/л для обычных вод, точное значение емкости зависит от содержания углекислого газа в обрабатываемой воде (подобное явление наблюдается и у обычных полистирольный смол). Там, где вода содержит значительное количество органических примесей, количество регенеранта может быть увеличено до 200% от стехиомегрического количества.

Рабочая емкость (до проскока кислот) полностью регенерированной смолы в достаточно глубоком слое смолы в фильтре зависит от состава обрабатываемой воды. Бивалентные ионы, такие как сульфаты (SO4) поглощаются в меньшей степени, чем соответствующие бисульфатные ионы (HSO4) но ва практике при регенерации они замешаются быстрее,

чем им указывает валентность. ЭТОТ эффект приписывается относительно высокому коэффициенту взаимной диффузии, но вне зависимости от истинных причин, это приводит к увеличению рабочей емкости по сравнению с той, которая могла бы быть получена на моновалеНТных ионах типа Cl. Содержание бисульфатных ионов (обычно аппроксимируемое, как соотношение сульфатов к сумме анионов минеральных кислот) является важным параметром, определяющим рабочую емкость.

Прочие изменения в рабочих условиях, такие как изменение скорости от 10 до 60 ОС/час, температуры ВОДЫ, ИОННОЙ КонцентраЦИИ (ОТ 2 ДО 10 МГХ1ХВ/ЛХ

оказывают гораздо меньшее влияние на рабочую емкость по сравнению с обычными полистирольными смолами.

1,5Конце НТрация (   1,1  1,0  100

60

80

20

40  процентная доля сульфатов в сумме минеральных кислот, %

Рис. 3.

Для удобства на рисунке 3 приведена зависимость соотношения сульфатов к сумме анионов минеральных рабочей емкости анионита Пьюролайт А847С от кислот для двух концентраций со2 в исходной воде.

ПРИМЕР РАСЧЕТА РАБОЧЕЙ ЕМКОСТИ

Свободный СО2

Хлориды

Сульфаты

Сумма анионов

минеральных

кислот

Филътроцикл Скорость потока

Качество исходной воды:

содержание Со2, находим рабочую емкость для отношения Sо4/CMK = 25%, которая равна 1,31 г-экв/л. Таким образом, требуемый объем смолы равен 2,29 м3. Умножая полученный результат на коэффициент конструкционного запаса 0,9, получим рабочий объем смолы 2,54 м3.

2,0 мг-окв/л 4,5 мг-экв/л 1,5 мг-экв/л 6,0 мг-экв/л Sо4/CMK-25%

500м3 50м3/час

Требуемый объем смолы = (6,0 х 500) : рабочая емкость (мг-экв/л). По рисунку 3, интерполируя

ПЬЮРОЛАЙТ╝

Ионообменные смолы

А400С

Ионообменная смола Высокоосновный гелевый анионит типа 1

Для обессоливания воды

ОПИСАНИЕ

Пьюролайт А400С представляет собой гелевый высокоосновный анионит типа 1, обладающий высокой обменной емкостью и способный хорошо удалять кремний при минимальных затратах каустической соды. Открытая гелевая структура полимерной матрицы анионита способствует высокоэффективной регенерации и хорошим промывным характеристикам смолы. Анионит А400С успешно применяется в смешанных и наложенных слоях систем обессо-

Табл. 1. Типовая емкость анионита Дьюролайт А400С

ПРОДУКТА

ливания, а подобранное распределение по размеру часпш обеспечивает хорошее разделение слоев.

Анионит А400С обладает исключительно высокой механической прочностью, которая продлевает срок службы смолы и обеспечивает хорошую кинетику обмена.

Анионит А400С способен удалять ионы сильных и слабых кислот до очень низких остаточных концентраций.

Уровень регенерации NaOH, г/л смолы

Проскок кремния, г-экв/л

Проскок минеральных кислот, г-экв/л

0,65

0,75

0,83

0,89

64

96

128

160

0,57

0,66

0,73

0,79

Ограничения по обрабатываемой воде

Содержание свободного хлора................................................ макс. 0.1 шш

Мутность................................................................................... 5 А.Р.Н.А.

Содержание железа и тяжелых металлов............................... макс. 0.1 шш

Типовые физические, химические и технологические свойства

Структура полимерной матрицы.................................................................................... Полистирол, сшитый дивинилбензолом

Количество целых частиц......................................................................................................................................... не менее 92%

Внешний вид ......................................................................................................... Прозрачные золотистые сферические частицы

"....„п>м.^и,„",.„,.„п...^^

Товарный вес...............................................................................................................

Рассев:

Английский стандарт............................................................................................................................. 14-52 меш (влажный)

Разброс частиц по размерам......................................................................^^ + 1,2 мм <5%, - 0,42 мм < 2%

Коэффициент однородности, средний..........................................................................................................................................1.6

Содержание влаги, форма С1- (свободное основание)......................................................................................................... 48-57%

Обратимое набухание, С1- -> ОН-...............................................................................................................................около20%

Удельная плотность, влажный анионит ........................................................................................................................^

Общая обменная емкость

По объему ...................................................................................................................................................... мин. 1.3мг-экв/л

По весу............................................................................................................................................................. мин. 4.3 мг-экв/г

Рабочая температура

Солевая форма........................................................................................................................^ 100°С

Свободное основание..................................,...'.........................................................................................................макс. 60°С

Интервал рН

Стабильность анионита.................................................................................................................................... без ограю!чени^

Стандартные раоичие услоьии

Операция | Расход, ОС/ч1 | Раствор | Время, мин | Объем, ОС
• •>^<* работы | 8-40 | Вода, не содержащая катионов | — | —
расширение слоя обратной промывки | 0,6-7,5 м/ч (при 10-12°С) | Вода на обработку | 5-20 | 1,5-4
Регенерация | 2-4 | 2-8% NaOH | 60 | 64-160 г NaOH на 1 л смолы
Медленная промывка | Скорость промывки равна скорости регенерации | Вода, не содержащая катионов | 60 | 2-4
Быстрая промывка | Скорость промывки равна скорости во время работы | Вода, не содержащая катионов | ~ | 3-6

При взрыхляющей промывке объем увеличивается на 50-75% Инженерный запас расширения слоя 100% 1 Объем слоя смолы за 1 ч

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Усредненная общая обменная емкость анионкга А400С 1,3 г-экв/л., в тоже время рабочая емкость составляет 0,57-0,89 г-экв/л. Для оптимизации рабочей емкости рекомендуется использовать подогретую щелочь (38-49°С), Низкий уровень кремния в обработанной воде также достгается

использованием подогретой щелочи. В табл.1 приводятся типичные емкости для воды, содержащей равные количества сульфатов и хлоридов. Более высокие емкости могут быть поучены, если в воде содержится больше сульфатов или бикарбонатов.

РАБОТА В СМЕШАННЫХ СЛОЯХ Большая часть приводимой информации отнсится к работе анионкга А400С в смешанных слоях. Однако, приводимые величины рабочей емкости должны быть снижены на 10-20%, если регенерация слоя идет в том же фильтре. Это объясняется неполным разделением слоя и перекрестным заряжением двух смол в слое. Величины проскоков ионов в смешанных слоях практически равны нулю и это

сохраняется до окончания работы фильтра. Аниошгг может быть использован в тех слоях , где требуется высокое качество обработанной воды (0,05 мкСм/см). Опыты, использующие воду с содержанием NaCL на уровне 500 м.д. показали, что высокое качество воды достигается практически мгновенно, в случае использования двойной регенерации.

0x01 graphic

100

80

ш

20 40 60 80 100 120

Скорость потока, м/ч Рис. 1. Зависимость падения давления по слою от скорости потока при некоторых температурах

ГС/ШХ

/21 С

0x01 graphic

/V.

w

i 60

0x01 graphic

/38 С

0x01 graphic

40

и

20 О

24 6 8 10 12 Скорость потока, м/ч

Рис. 2. Расширение слой в зависимости от скорости потока и температуры

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Перепад давления (падение напора) через правильно классифицированный слой смолы (т,е. подобранное распределение по гранулометрическому составу) зависит от распределения по размеру частиц смолы, высоты и объема пустот ("мертвого пространства") анионита, а также от скорости и вязкости (следовательно и от температуры) поступающего потока. Любые другие условия, такие как, например, наличие гранулированного фильтра, неадекватная сжимаемость или неполная классификация слоя, неблагоприятно влияющие на вышеприведенные факторы, приводят к увеличению падения напора.

При обратной промывке анионита снизу вверх, слой смолы должен увеличивать свой объем приблизительно на 50-75% для удаления отфильтрованных частиц, очистки слоя от пузырьков и неплотностей, а также классификация слоя для уменьшения гидродинамического сопротивления потоку. Обратная промывка должна проводиться постепенно для избежания начального выноса частиц анионита с последующим их перемешиванием. Расширение слоя увеличивается с увеличением скорости потока и уменьшается с увеличением температуры. Должны быть предприняты меры предосторожности во избежание потери анионигг ?- г зи с избыточным расширением слоя.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ Процентное содержание хлоридов в обрабатываемой воде оказывает прямое воздействие на величину обменной емкости. Приведенный в табл. 2 корректирующий коэффшщ-

Табл. 2. Коррекция по содержанию хлоридов

ент должен быть умножен на теоретическую емхс получения истинной (рабочей) емкости.

0x01 graphic

1

0$_ ____

70 85 ""100 130 145 160 215

Уровень регенерации NaOH. г/л смолы

0x01 graphic

______ ___

70 85 100 130 145 160 215

Уровень регенерации NaOH, г/л смолы

Рис. 3. Зависимость рабочей емкости от уровня регенерации в 100% серной кислоте при температуре регенерации: а-49°С,б-24°С

0x01 graphic

Ионообменные смолы

ПЬЮРОЛАИТ С 100С

Сильнокислотный катионит

Для водоумягчения и обессоливания

Технические данные.

ОПИСАНИЕ

ПЬЮГОЛАЙТ С100С представляет собой

полис!ирол-ди1$И11Илбензольный сульфированный

сополимер - катионит с улучшенным

гранулометрическим составом в виде

сферических частиц, обладающий высокой

обменной емкостью и полностью готовый к

использованию как в бытовых, так к

промышленных системах водоподготовки.

Катионит извлекает из воды ионы жесткости,

такие , как кальций и магний, заменяя их на ионы

натрия. Как только емкость слоя смолы

исчерпывается и на выходе наблюдается проскок

ионов жесткости, обменную емкость

восстанавливают поваренной солью.

Восстановленная емкость в значительной степени

ПРОДУКТА

зависит от количества использованной при регенерации соли. Пьюролайт С100С также способен удалять растворенные ионы железа и марганца по вышеприведенному механизму и задерживать взвешенные частицы благодаря фильтрующему эффекту слоя смолы. Катионит полностью отвечает стандартам США "Пищевые вещества и лекарственные препараты: Федеральные Правила и Нормы", пункт 21 параграфа 173.25.

ПЬЮЮЛАЙТ С100С может быть использован в системах водоподготовки для деминерализации, для чего первоначально он должен быть переведен в If- форму раствором соляной или серной кислоты.

Типовые физические, химические и технологические свойства

Структура полимерной матрицы....................................По.тостирол, сшитый дивинилбензолом

Внешний вид...............................................Прозрачные сферические частицы янтарного цвета

Количество целых частиц, %, не менее..*............................................................................90

Функциональные группы................................................................................Сульфогруппы

Ионная форма (в товарном продукте)................................................................................Na*

Насыпной вес, г/л........................................*.................................................................820

Разброс частиц, мм..............................................................................+1^ <5% , -0,42 <5%

Содержание влаги, форма Na%.%....................................................................................44-48

Обратимое набухание при переходе Na* - Н*, Ч......................................................................4

Удельный вес, влажная Na*- форма, г/мл............................................................—........—1>29

Полная обменная емкость, Na*- форма,

влажный катионит, по объему, г-экв/л, не менсе,..................................2,0

сухой катионит, по весу, г-экв/кг, не менее,............................................4,5

Максимальная рабочая температура, Na*- форма, ФС, не более............................................-150

Диапазон рН:

стабильности катионитй...............................................................О -14

работы в Na*- форме ."*.................•........*.......•.••••••••-•••••••••..*..*... 6 -г"

* катионит может быть поставлен в Н - фо~- *~

СТАНДАРТНЫЕ РАБОЧИЕ УСЛОВИЯ

(Водоумягченне, прямоточная регенерация)

Технологическая операция | Расход | Входящий поток | Время, мин | Общее количество
Процесс работы (фильтрования) | 8-40 ОС*/час | Исходная вода | •м" | МР
Взрыхляющая промывка | 7-12 м/ч | Исходная вода (5-20фС) | 5-20 | 1,5-4 ОС
Регенерация | 2 -7 ОС/час | 8-20%-NaCl | 30-60 | 60 - 320 г соли на 1 л смолы
Отмывка (медленная) | 2-7 ОС/час | Исходная вода | 30 (приблизительно) | 2-4ОС
Отмывка (быстрая) | 8 -40 ОС/час | Исходная вода | 30 (приблизительно) | 3-10 ОС
При взрыхляющей промывке объем увеличивается на 50 - 75% Конструкционный запас на расширение слоя - 100%. *ОС - объем слоя смолы, м3. |  |  |  | 

Примечание: Технологические параметры работы катионита в Н*-форме см. в брошюре "Пьюролайг €100 Н"

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Рабочие характеристики катионита Пьюролайт С100С работающего в Na*- форме зависят от:

а) Количества и концентрации использованного регенерата;

б) суммарной жесткости и содержания натрия в воде, поступающей на обработку;

в)скорости потока воды через слой смолы;

Характеристики катионитов обычно оценивают по остаточной жесткости (сумма катионов Са* и Mg4*) в фильтрате, которая измеряется обычно в мг-экв/л.

Для нужд городского хозяйства, как правило, требуется высокая производительность установок по умягчению воды и одновременно низкие расходы на регенерацию, поэтому приемлемое качество воды достигается путем смешивания потока умягченной воды; содержание ионов жесткости в которой после умягчительных фильтров значительно ниже требуемых нормами, с потоком исходной необработанной воды.

Для промышленного потребления использ)^, умягченную воду с показателем жесткости

порядка ОД мг-экв/л, что достигается регенерацией катионита поваренной солью при расходе соли 70 - 80 кг на 1 м3 смолы.

Если вода используется для подпитки обычного котла низкого давления, то показатель жесткости обработанной воды должен быть на уровне 0,02 мг-экв/л, что достигается удвоением количества регенерата.

Проскок ионов жесткости в обычных рабочих условиях, как правило, не превышает величины 1 % от общей жесткости воды, поступающей на умягчение, и не влияет на рабочую емкость катионита, если исходная вода содержит не более 25% одновалентных катионов (таких, как Na+).

При бытовом умягчении воды, такая низкая остаточная жесткость воды, обычно не требуется, поэтому часто используются достаточно высокие скорости потока воды через фильтры, что незначительно влияет на рабочую емкость катионита. Однако, следует иметь в виду, что наиболее эффективное использование регенеранта достигается применением высоких концентраций

последующего вытеснения исполь^

регенеранта из слоя смолы должен проводиться достаточно медленно, в то время как окончательная отмывка от избытка соли осуществляется с обычной рабочей скоростью.

Рабочая емкость и средняя величина проскока могут быть вычислены при использовании данных, приведенных на рис. 3-6.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Перепад давления (падения напора) через слой смолы зависит от распределения по размерам частиц смолы (гранулометрического состава), высоты фильтрующего слоя и объема пустот катеонита, а также от скорости и вязкости (а, следовательно, и от температуры) поступающего потока. Любые другие условия, такие как, например, наличие взвешенных частиц в фильтрате, неадекватное уплотнение или нарушение гранулометрического состава (измельчение), неблагоприятно влияющие на приведенные выше параметры, приводят к увеличению перепада давления. Типовые зависимости перепада давления в слое катионита Пьюролайт С100С от скорости потока представлены на рис. 2.

При обратной промывке катионкга (взрыхляющей), снизу вверх, должно бьпъ

обеспечено расширение слоя смолы

приблизительно на 50 - 75% с целью удаления

задержанных нерастворимых частиц.

воздуха и уплотнений, а также дя^ ;"А

возможной отмывки от ионитовой мелочи для

уменьшения гидродинамического сопротивления

потоку. Взрыхляющая промывка должна

проводиться с постепенным увеличением расхода

воды для предотвращения выноса рабочих

фракций катионита в начале отмывки.

Расширение слоя увеличивается с увеличением

скорости потока и уменьшается с увеличением

температуры, как это показано на рис. 1.

Необходимо* предпринимать меры

предосторожности, учитывая эти закономерности,

во избежание потери рабочих фракций смолы в

связи с избыточным расширением слоя.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

5*С

1,0

5 .s

i

w

1(ГС

0,8

0,6

I

0,4

0,2

О  50

10 20 30 40

Скорость обратного потока, м/час

Рис. 1. Зависимость величины расширения слоя смолы от скорости обратного потока и температуры..

О 20 40 60 80 100

Скорость прямого потока при работе, м/час

Рис. 2. Зависимость перепада давления от скорости фильтрования и температуры.

ХИМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ПЬЮЮЛАЙТ С100С не растворим в

разбавленных и средне концентрированных

кислотах, щелочах и во всех обычных

органических растворителях. Однако,

присутствие значительных количеств свободного

хлора, ионов гипохлорягга или других сильных

окислителей в течение длительного промежутка

времени приводит к распаду сшивок в

полимерной матрице. Это приводит к увеличению

содержания влаги в смоле, уменьшению

механической прочности частиц, а также к

появлению в небольших количествах вымываемой органики - продуктов распада.

Как и большинство обычных полистирольных сульфированных смол, Пьюролайт С100С термически стабилен до температуры 150°С в солевой (например, натриевой, кальциевой или магниевой) форме. Катиошгг в (Г- форме в заметной степени склонен к пщролизу в зсдс при температуре выше 120 С. чю в конце концов приводит к уменьшению емкости смолы за счет постепенной замены функциональных групп на гидроксильные.

РАСЧЕТ РАБОЧЕЙ ЕМКОСТИ СМОЛЫ ПО ВОДОУМЯГЧЕНШО

Если известны: удельный расход фильтр, то пользуясь рисунками 3-6 можно

регенерирующего вещества на регенерацию рассчитать рабочую емкость катионита и проскок

катионита, качество воды, поступающей на ионов жесткости в умягченную воду. Пример

умягчение и расход воды поступающей на расчета по кривым приведен ниже.

КАЧЕСТВО ВОДЫ, ПОСТУПАЮЩЕЙ НА УМЯГЧЕНИЕ:

;; OKecJTKoiCTb: <>бпз(ая ^ ^

РЕЖИМ РАБОТЫ И РЕГЕНЕРАЦИИ

1;ШШШ!;1;ШЙ;!!;;;

:$$^^ " :^;25;::;

Огключете ш регенерацию при увеличении проскока жесткости на 0,5 г-экв/л по qxjBHerano с величиной проскока; 1\1зк&яйк^ ^•tyif}^^

(и одновалентные ионы)

^Шй^^

Г-ЭКВ/Jl  РАБОЧАЯ ЕМКОСТЬ

По рисунку 3 находим базовое значение рабочей емкости, Сб, для значения удельного расхода соли 160 г/л. Оно равно 1,45 г-экв/л смолы.

По рисунку 4 находим коэффициент коррекции Q для расхода воды 25 м/час и солесодержания 10 экв/л, который равен 0,%.

Расчетная рабочая емкость (Ср) будет равна Ср = Сб х Ci = 1,38 г-экв/л смолы.

Умножив это значение на общепринятый коэффициент инженерного запаса 0,9, получим значение 1,25 г-экв/л, которое можно считать проектной рабочей емкостью.

ПРОСКОК ЖЕСТКОСТИ

По рисунку 5 определяем базовое для расчета значение проскока жесткости (Жб) для удельного расхода соли 160 г/л смолы, которое составляет 0,046 мг-экв/л.

По рисунку 6 находим коэффициент коррекции по солесодержанию, Кь который равен 1,1.

Таким образом, общий (рабочий) проскок жесткости Жр будет равен:

Же х k! - 0,046 х 1,1 = 0,05 мг-экв/л. Примечания:

Приведенные выше кривые основаны на предположении, что отключение на регенерацию производится при значении проскока жесткости, превышающем рабочий проскок жесткости на OJ мг-экв/л. При использовании других критериев расчета рабочая емкость будет несколько отличаться.

Кривые применимы только в тех условиях, когда содержание одновалентных ионов в исходной воде (выраженное в эквивалентных концентрациях) меньше или равно содержанию жесткости, в других случаях просим обращаться за дополнительной информацией в региональное предстат/тсчьство kow

Проскок солей жесткости, мг-экв/л

Базовая рабочая емкость, г-экв/л

я

о оо

я

ON

s

Я

00

2   в  Г

1

р  аО  1i I

0 10 20 30 40 50 Общее солесодержание, мг-экв/л Рис. 6. Поправка на солесодержание исходно воды для расчета проскока жесткости. | W *ь ON 00 О |  |  |  | 
 |  | \ | •- •'•-•' • :х ::. . |  | ^ттШ-- : шшш^--.
 |  | Л | К |  | 
 |  |  |  | х,^ | 
 |  |  |  |  | ^

0x01 graphic

Поправочный коэффициент Ci

Поправочный коэффициент ki

╖

р

оо

i

8

8

S 1 9

*о я 3

3

я g

is в

Яс

Я ft"

1 s

а о

<ъ

3

Л

|м s

€

S  18~WPR-2002 09:17 FROM TO 983812731412 P.04

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ИОНОБМЕННОЙ СМОЛЫ АКВАЛАЙТ SL 120 Na

ИСУЛЬФОУГЛЯ.

Подготовлено ЗАО "ЭНЕРГОПРОМСЕРВИС"

ОСНОВНЬШ МОМЕНТЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ Аквалайт SL 120 Na и сульфоугля.

В настоящее время очень многие котельные переходят с сульфоугля на сильнокислотные катиониты. В последнее время качественные показатели сулъфругля изменились к худшему, увеличилось количество мелкой фракции, уменьшилась механическая и осмотическая прочность и т.д. Поэтому на многих предприятиях стали использовать сильнокислотные катиониты, которые имеют лучшие показатели по техническим харщс^рйсгшхш, Насколько причта могут шзшъ деградядао смолы. Наиболее раепрос'файеййьши приодшк являютем: водороеяше обршшне, загрязнение железом и марганцем, окисление. Эти факторы приводят к снижению обменной емкости. Следствием потери обменной емкости являются: уменьшение продолжительности цикла, снижение выработки воды, более частые регенерацйонные циклы, увеличение потребления воды на собственные нужды. Хотя и не строго пропорционально, но потеря общей емкости приводит к снижению рабочей емкости, а это значит более ранние проскоки и укороченные циклы. Основываясь, на том, что ионообменная установка, должна производить определенное количество воды в сутки, сокращение времени циклов означает увеличение их количества, т.е. повышение потребления регенеранта, воды на его разбавление и отмывочной воды. Получается, что те же количества химикатов используется для выработки меньшего количества воды, по сравнению с новыми смолами.

В большинстве случаев использования ионообменных смол их нельзя считать расходным материалом. Однако их нельзя также отнести к категории капитальных вложений. Они являются промежуточным звеном. Сказанное относится, конечно, к водоподготовке.

СРОК СЛУЖБЫ ИОНООБМЕННОЙ СМОЛЫ

Оценки, приведенные в таблице, типичны для работы Н-катионйтного фильтра в нормальных условиях, с качественным обслуживанием и оперативным управлением.

Механические, а иногда и химические аварии (частый контакт с концентрированными растворами или контакт не с тем регснерантом) могут уничтожить смолу за короткое время. К счастью, это происходит довольно редко. Если этого не происходит, то современные смолы хорошего качества имеют всего лишь ничтожные потери, вызываемые износом.

Современные смолы хорошего качества имеют ничтожные потери, вызываемые износом, а также минимальные потери обменной емкости при отсутствии специфических химических проблем, таких как окисление. В большинстве практические случаев, когда снижение обменной емкости достигает 30-50%, я— ильные г за год превышают стоимость замены смолы. Более дорогие регенеранты делают оо^ раннюю замену смолы еше более целесообразной, тогда так более дорогие смолы будут иметь более долгий срок - в финансовом отношение - срок службы, чем дешевые смолы.

стр. 1 из 2

UJ- -L I

Сравнительная характеристика.

T~ гт | Сульфоуголь | Амберлайт IR120
Иягиття* ПЛОТНОСТЬ, Г/СМ3 | 0,64 | 0,8
Гранулометрический состав | 0,3-1,25 | 0,3-1,25
Объемная доля рабочей фракции, % | - | 96,2
Коэффициент однородности | - | 1,54
Эффективный размер зерна, мм | 0,5 | 0,5
Динамическая обменная емкость, мг-экв/л | 240-300 | 533
Осмотическая стабильность, % | •* | 99-100 *
Истирание и осмотический износ (% в год) | 20-30 | 2-4
Снижение обменной емкости (% в год) | 10-15 | 1-3
Усредненный годовой расход катеонита (в % от начальной засыпки) | 35-60 | 3-7
Срок службы (лет) | ЬЗ | 10

ВЫВОДЫ:

Применение сильнокислотного катионита позволяет:

• Увеличить фильтроцикл.

• Снизить расход воды на собственные нужды.

• Уменьшить расход сбросных сточных вод.

• Повысить производительность существующей установки, а также ее надежность в эксплуатации.

• Снизить трудоемкость технологического процесса за счет уменьшения количества регенераций.

Важный момент при использовании Амберлайт IR120 для Na-катионирования это то, что смола Амберлайт IR120 выпускается в Na-форме, чего нет у отечественной смолы. При загрузке смолы в Н-форме во время первого цикла, при замещении Н-формы в Na-форму выделяется кислота, что влечет за собой коррозию вашего оборудования.

Многие предприятия относят затраты на химреагенты по статье "Эксплуатационные расхода", тогда как смолы проходят по статье '^капитальные затраты". В таких компаниях относительно легео получить больше денег иа регенеранты, но тяжело найти средства на замену смол. Представление данной информации может убедить руководство в том, что покупка более дешевых, но менее качественных смол не обязательно является решением, ведущим к экономии денег. Лучше заменить смолу, нежели сливать деньги в дренаж.

Для получения консультаций и более полной технической информации по методике применения ионообменных смол просьба обращаться в компанию "Эиергопромсервис" тел. (095) 784-66-45.

стр. 2 из 2

____________________________________________________________

© R A V. Смолы

Origin: http://samlib.ru/r/r_a_v/purolite.shtml

Создан: 15/04/2003, изменен: 17/02/2009, 101k

Статья: Нет