Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Анионирование воды

Анионирование воды

В схемах химического обессоливания применяют анионирование кислой Н-катионированной воды. В качестве обменных ионов используются анионы, которые с катионом водорода образуют воду или свободную углекислоту. Углекислоту затем удаляют их воды путем декарбонизации или термической деаэрации. К таким обменным ионам относятся ,,.

Реакции, протекающие при обмене содержащихся в кислой воде анионов на обменный ион ОН- можно записать следующими уравнениями:

ROH + Cl-  RCl + OH-

2ROH +

 R2SO4 + 2 OH-.

Если обменным ионом является анион НСО, то

RHCO3 + Cl-  RCl +,

где R – сложный радикал анионита, не подвергающийся растворению в воде и играющий роль катиона.

Если обрабатывается Н-катионированная вода, то перешедшие в воду анионы вступают в реакцию с ионами Н+

К реакциям поглощения из воды анионов сильных кислот способны все аниониты как сильноосновные, так и слабоосновные. Удаление из воды анионов слабых кислот происходит только сильноосновными анионитами, причем обменным ионом должен быть только ион

Особое значение имеет удаление из воды анионов кремниевой кислоты. Обескремнивание является радикальной мерой борьбы с заносом проточной части турбин установок высокого и сверхвысокого давления. На предочистке в осветлителях удаляют коллоиды кремниевой кислоты, но недостаточно. Глубокое обескремнивание возможно на сильноосновных анионитах, которые способны извлекать из воды все анионы сильных и слабых кислот. Но они имеют более высокую стоимость, поэтому на ТЭС извлечение анионов сильных кислот производится с помощью слабоосновных анионитов, а сильноосновные используются во второй ступени для поглощения анионов слабых кислот, в том числе кремниевой.

Существенное отличие анионного обмена от катионного состоит в отсутствии противоионного эффекта. При анионировании в обрабатываемой воде появляются конкурирующие анионы ОН-, которые тут же связываются катионами водорода, образуя малодиссоциированные молекулы воды

Важной характеристикой сильноосновных анионитов является их кремнеёмкость. Под рабочей кремнеёмкостью анионита понимают количество , г-экв, которое поглощает один кубический метр анионита. Она зависит отрН воды, природы обменного иона, начальной концентрации в обрабатываемой воде, удельного расхода щелочи на регенерацию и т.д. Для глубокого обескремнивания важно наиболее полное удаление из воды всех других катионов, кроме водородаН+. Если в воде находится сама кремниевая кислота, то протекает реакция:

Если в воде находится соль кремниевой кислоты, то

При этом в фильтрате образуется эквивалентное количество противоиона

, тормозящего поглощение кремниевой кислоты. Наличие в воде свободной углекислоты, более сильной, чем кремниевая, также уменьшает кремнеёмкость анионита. Поэтому перед обескремниванием свободную углекислоту удаляют в декарбонизаторе, который устанавливается перед фильтром с сильноосновным анионитом.

. Раствор щелочи концентрацией 4% пропускается через слой анионита, в котором протекают реакции:

Аниониты, подобно катионитам, характеризуются неодинаковой способностью к поглощению различных анионов. Согласно ряду селективности для низкоосновных анионитов впереди идущей является зона ионов хлора и они первыми проскакивают в фильтрат. По концентрации хлоридов фильтр выводится на регенерацию. При использовании высокоосновных анионитов впереди идущей является зона наименее сорбируемой кремниевой кислоты. Над ней располагается смешанная зона поглощения кремниевой кислоты и бикарбонат-иона, а ещё выше – смешанная зона этих анионов и анионов сильных кислот. По величине допускаемого проскока кремния фильтр выводится на регенерацию.

При отмывке анионита требуется большой расход отмывочной воды до 10 – 11 м3/м3, поэтому применяют мероприятия, позволяющие снизить расход воды на собственные нужды фильтров. Например, повторное использование отмывочной воды для приготовления регенерационного раствора щелочи, проведение противоточной и ступенчато-противоточной регенерации и т. п.

Некоторые марки анионитов обнаруживают склонность к окислению растворенным в воде кислородом, вследствие чего происходит «старение» анионитов. В них снижается емкость поглощения, усиливаются амфотерные свойства. Аниониты поглощают также органические вещества, присутствующие в воде, что также снижает обменную ёмкость и усиливает амфотерные свойства (т.е. способность поглощать катионы водорода). Поэтому обрабатываемая вода должна тщательно освобождаться от органических загрязнений при коагуляции.

studfiles.net

Анионирование - вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Анионирование - вода

Cтраница 1

Анионирование воды производится с целью обмена содержащихся в ней анионов на обменные ионы аниони-та. На слабоосновные анионитные фильтры вода поступает после Н - катионитных фильтров, поэтому кислотность воды перед анионированием равна сумме концентраций анионов сильных кислот SCV, Cl - и NO3 - ( мг-экв / кг) в воде, поступающей на обессоливание. Анионирование Н - катионированной воды применяется в схемах химического обессоливания воды. В этом случае в качестве обменных ионов используются такие, которые с катионом водорода образуют воду или свободную углекислоту, удаляемую из воды путем декарбонизации или термической деаэрации. [1]

Анионирование воды ведется в целях замены удаляемых анионов на ион гидрокеила. При сочетании ОН-анионирования с Н - ка-тионированием происходит удаление из воды как анионов, так и катионов в обмен на ионы ОН иН, т.е. осуществляется химическое ( ионитное) обессоливание воды. [2]

Анионирование воды производится с целью ее химического обессоливания, для чего процесс анионирования сочетается с катионированием воды. [3]

Так как анионирование воды предусматривается только на сильноосновном анионите, необходимый удельный расход 8 - 12 % - ной щелочи на регенерацию принимается т1 5 г-экв / г-экв. При регенерации катионитного фильтра для обеспечения нейтральности сточных вод обессоливающей установки принимается аналогичная кратность расхода кислоты. Небольшой перерасход реагентов окупается простотой схемы и меньшими капитальными вложениями. [4]

Сочетание различных видов катионирования и анионирования воды применяется преимущественно при химическом ( ионитном) обессоливании воды. По степени удаления солей из обрабатываемой воды различают частичное, глубокое и полное химическое обессоливание. [5]

В случае использования для С1 - анионирования воды сильноосновных анионитов второго типа, таких, как Амберлайт ЩА-400, Варион АД и др., имеются основания ожидать уменьшения удельных расходов соли против приведенных выше значений. Эти иониты в сравнении с Ам-берлайтом IRA-400, характеризуются большей величиной обменной емкости и лучшей регенерируемо-стью. [7]

Таким образом, при оптимальной организации технологии анионирования воды на слабо - и сильноосновных анионитах можно снизить расход едкого натра до стехиометрического и получить при этом высокую обменную емкость анионитов и необходимое качество фильтрата. [8]

Двухступенчатое Н - к атионирова-ние - декарбонизация - слабоосновное и сильноосновное анионирование воды применимо для обработки воды с концентрацией некарбонатных солей до 8 мг-экв / кг, включая нитриты и нитраты, на ТЭС с барабанными парогенераторами высокого давления. [9]

Возможность снижения расхода реагента на регенерацию до стехиометрического количества в процессе анионирования воды достигается легче, чем при Н - катионировании. Это объясняется тем, что анионы сильных кислот очень интенсивно регенерируются раствором едкого натра из слабоосновного анионита, а в процессе анионирования, благодаря отсутствию противоионного эффекта, анионы сильных кислот хорошо поглощаются анионитом, вытесняя гидроксильные ионы. Последние тут же нейтрализуются ионами водорода. Поэтому в процессе анионирования воды основной задачей является правильный выбор способа анионирования. [11]

Требуется определить: расход серной кислоты и едкого натра на Н - катионирование и анионирование воды при наличии и отсутствии повторного использования регенерациовных растворов, а также расход реагентов на 1 м5 обессоленной воды. [12]

Эта технологическая схема ( рис. IX-5) включает следующие этапы обработки воды: адсорбционную доочистку биологически очищенных сточных вод в аппаратах с псевдоожиженным слоем активного угля, обеспечивающую уменьшение ХПК воды да 8 - 16 г / м3; удаление из очищенной воды пыли активного угля и других взвешенных веществ отстаиванием и фильтрованием Н - катионирование адсорбционно очищенной воды для удаления из нее катионов жесткости, уменьшения содержания ионов щелочных металлов и аммония - отдувку диоксида углерода из - Н - катионированной воды в дегазационных колоннах; ОН - - анионирование воды для извлечения анионов сульфатов, фосфатов, уменьшения содержания хлоридов и нейтрализации кислотности Н - катионированной воды. [14]

Сильноосновные анион и ты регенерируются 4 % - ным раствором едкого натра. Использование для этой цели бикарбоната натрия или соды невозможно вследствие недостаточно глубокой регенерации ими анионита и увеличения концентрации противоиона ( НСО3 -, СО32 -) в процессе анионирования воды. [15]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Анионирование воды

Реакции, протекающие при обмене содержащихся в кислой воде анионов на обменный ион ОН-можно записать следующими уравнениями:

ROH + Cl-  RCl + OH-

2ROH +  R2SO4 + 2 OH-.

Если обменным ионом является анион НСО, то

RHCO3 +Cl-  RCl +,

где R– сложный радикал анионита, не подвергающийся растворению в воде и играющий роль катиона.

Если обрабатывается Н-катионированная вода, то перешедшие в воду анионы вступают в реакцию с ионамиН+

Важной характеристикой сильноосновных анионитов является их кремнеёмкость. Под рабочей кремнеёмкостью анионита понимают количество , г-экв, которое поглощает один кубический метр анионита. Она зависит отрН воды, природы обменного иона, начальной концентрациив обрабатываемой воде, удельного расхода щелочи на регенерацию и т.д. Для глубокого обескремнивания важно наиболее полное удаление из воды всех других катионов, кроме водородаН+. Если в воде находится сама кремниевая кислота, то протекает реакция:

Если в воде находится соль кремниевой кислоты, то

При этом в фильтрате образуется эквивалентное количество противоиона , тормозящего поглощение кремниевой кислоты. Наличие в воде свободной углекислоты, более сильной, чем кремниевая, также уменьшает кремнеёмкость анионита. Поэтому перед обескремниванием свободную углекислоту удаляют в декарбонизаторе, который устанавливается перед фильтром с сильноосновным анионитом.

Для регенерации истощенных анионитов могут применяться щелочи в зависимости от обменного аниона и технологической схемы обработки воды. В схемах глубокого и полного обессоливания используется только едкий натр. Раствор щелочи концентрацией 4% пропускается через слой анионита, в котором протекают реакции:

studfiles.net

Анионирование - Справочник химика 21

Анионирование воды. Анионирование заключается в обмене анионов, содержащихся в воде, на анионы анионита. Обмениваемыми ионами обычно служат ионы ОН", реже С1 и другие анионы. Процесс анионирования природной воды можно представить следующими уравнениями [c.350]

Химическое обессоливание воды. При создании мощных тепловых электростанций возникла серьезная проблема получения больших количеств воды высокой чистоты. Эту проблему удалось решить при разработке метода химического обессоливания воды. Химическое обессоливание воды заключается в последовательной многократной обработке воды в Н-катионитовых и ОН-анионитовых фильтрах. В результате Н-катионирования в воду переходят ионы Н , а в результате ОН-анионирования — ионы ОН . Они взаимно нейтрализуются Н" + + ОН Н2О, и в результате примеси остаются на ионитах. После истощения ионитовых фильтров они регенерируются соответственно растворами кислоты и щелочи. Наиболее трудно удалить из раствора анионы слабых кислот, особенно анионы кремниевых кислот. Для этого используются сильные аниониты, у которых функциональные группы диссоциированы полностью. Ионный обмен с гидросиликатным анионом протекает по уравнению [c.350]

Анионирование используется для очистки природных вод, как правило, совместно с другими методами. При помощи анионирования также очищают сточные воды от вредных анионов, например ионов N, радиоактивных анионов и др. [c.350]

Рассчитайте уменьшение концентрации цианид-ионов в сточных водах после ОН-анионирования, если концентрация ионов ОН возросла на 34 мг/л. Ответ 56 м]/л. [c.398]

Для полного обессоливания воды с помощью ионного обмена после катионирования применяют анионирование. Обменным анионом обычно является анион ОН , но могут быть и анионы С1", СОз и др. Анионирование лучше всего проводить в кислой среде, для этого перед удалением из воды анионов ее пропускают через Н-катионит. При прохождении обрабатываемой воды через анионит анионы кислот заменяются на обменный анион [c.134]

Здесь Яцаон определяют по (2-41) — (2-43) или (2-45) в зависимости от качества исходной воды, цринципиальной схемы обессоливания, технологии анионирования и марок применяемых анионитов ФСД принимают в размере 1 /о количества выработанной обессоленной воды Рд Яд Рд, определяют по формулам, приведенным в графе [c.77]

В схемах обессоливания, в которых для первой ступени анионирования воды применяют анионитные фильтры со слабоосновным анионитом (схемы № 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 по табл. 2-3) расход едкого натра на анионирование воды олределяют по формулам [c.74]

При анионировании вредные анионы сточных вод заменяются на ионы анионита. Например, анионированием можно удалить из сточных вод цианид-ионы [c.395]

Рассчитайте, как изменилась концентрация сульфат-нонов (в мг/л) в результате ОН-анионирования, если концентрация ионов ОН в воде увеличилась на 34 мг/л. Ответ 192 мг/л. [c.397]

При анионировании происходит удаление из воды анионов всех кислот. В связи с тем, что в результате анионирования образуется слабодиссоциирующая вода, реакция анионирования необратима. [c.134]

Анионный обмен проводится с анионитом, находящимся в ОН -форме. В процессе анионирования происходит замена анионов, находящихся в воде, на ион 0Н [c.88]

Весьма целесообразно применение метода противоточного катионирования (а также анионирования) и на установках для очистки сбросных вод радиохимических лабораторий и экспериментальных ядерных реакторов. [c.149]

Аниониты разделяются на слабоосновные, у которых основной радикал имеет константу диссоциации меньше ЫО и на сильноосновные, у которых основной радикал имеет константу диссоциации больше Ы0 2. Сильноосновные аниониты могут поглош.ать любые анионы, однако регенерация их связана с большими трудностями. Слабоосновные аниониты обменивают анионы сильных кислот (502-, РО4 и др.), но анионы слабых минеральных кислот (СО , 5Юз ) практически не поглощаются (весьма незначительно в кислой среде). Поэтому слабоосновные аниониты используются на первой ступени анионирования, а сильноосновные — на второй ступени [142, 229]. [c.152]

Обменная емкость слабоосновных анионитов увеличивается в процессе анионирования с возрастанием концентрации кислоты в фильтруемом растворе. Это, возможно, объясняется отсутствием тормозящего действия [c.153]

Первая ступень ОН--анионирования (слабоосновной анионит) — обмен анионов сильных кислот, при этом происходит реакция нейтрализации. [c.159]

Вторая ступень ОН--анионирования (сильноосновной анионит) — обмен анионов слабых кислот. [c.159]

Рассчитайте изменение солесодержания воды, в которой были растворены соли Na l — 1 ммоль/л и a l2 — 1 ммоль/л, после Н-катионирования и ОН-анионирования, если при этом образовалось 3 ммоль/л воды. Ответ на 169,45 мг/л. [c.397]

Н+-катионитовые фильтры загружались катионитом КУ-2, а ОН--анионитовые фильтры — анионитом АН-2Ф. Первая (I) ступень катионирования имела два фильтра, так что на анионит I ступени поступал только кислый раствор с рН = 2-ьЗ, что обеспечивало высокую емкость анионита. На П ступени катионирования очищаемые воды проходили через один катионитовый фильтр. Как на I, так и на И ступени анионирования воды проходили через один анионитовый фильтр. Для обеспечения не- [c.215]

Сдвоенный фильтр для ступенчато-проти-воточного анионирования [c.32]

Практически полная замена при пропускании обессоленной и декарбонизованной воды кремниевой кислоты на эквивалентное количество гидроксильных ионов, присутствующих в анионите 1по реакциям (2-33), (2-34)]. Регенерация истощенного анионита по реакциям (2-35), (2-36) Анионирование Н-катионированной и декарбонизованной воды при заполнении фильтров слабоосновным анионитом или [c.41]

Анионирование частично обессоленной и декарбонизованной воды при заполнении фильтров сильноосновным анионитом промежуточной основности (А сп) в сочетании с сильноосновным анионитом максимальной основности [c.42]

Анионитный для ступенчато-проти-воточного анионирования Аоп То же 3 За 36 15а 156 и во всех других случаях, когда Асп применяется для поглощения всех кислот По рис. 2-19 [c.54]

В схемах обессоливания, в которых анионирование воды проводится только с использованием Аг или Асп [c.73]

Механизм О доказан, например, для реакции анионирования комплекса [Со ( N)5h30] ". Этот отрицательно заряженный ион практически не образует ионных пар с анионами. Поскольку концентрация уходящего лиганда постоянная (Ь = П20), из (8.10) следует, что скорость реакции должна выражаться уравнением [c.385]

Ионообменные методы получают все более широкое применение для удаления примесей из сточных вод. Общие принципы ионного обмена описаны в XIV.3. Для очистки сточных вод используют как катионирование, так и анионирование. При катио-нированни вредные катионы сточных вод обмениваются на безвредные ионы ионита. Например, для удаления ионов из сточной воды последнюю можно подвергнуть Ыа-катиониро-ванию [c.395]

В радиоактивно-загрязненных водах, подлежащих очистке, обычно содержатся комплексообразователи, а поэтому часть катионов радиоактивных изотопов находится в форме ацидокомплекоов, которые задерживаются при анионировании. [c.88]

Практически полная замена всех содержащихся в воде катионов эквивалентным количеством катионов натрия фильтрованием воды через двойной слой катионита с обменными катионами натрия. Исходную воду фильтруют последовательно через Ма сп и Ма"сп> а регенерирующий раствор и отмывочную воду пропускают черезКа"си и Ыа сп Замена основного количества содержащихся в воде катионов (N3, NN4, М , Са и др.) эквивалентным количеством катионов водорода фильтрованием через слой катионита с обменными катионами водорода Нейтрализация основного количества щелочных ионов НСОз, содержащихся в воде, при попутном эквивалентном уменьщении в ней катионов кальция и магния фильтрованием через слой катионита с обменными катионами водорода Глубокая замена всех катионов, содержащихся в воде после первой ступени Н-катионирования или первой ступени анионирования, эквивалентным количеством катионов водорода фильтрованием воды через катионит с обменными катионами водорода [c.31]

РАСХОД NaOH НА АНИОНИРОВАНИЕ ПРИ ХИМИЧЕСКОМ ОБЕССОЛИВАНИИ ВОДЫ [c.73]

Расход едкого натра на анионирование, проводимое с использованием всех анионитных фильтров, находящихся в схеме обессо-ливания, зависит от анионного состава анионируемой воды технологии анионирования принципиальной схемы обессоливания типа применяемых анионитов удельного расхода едкого натра при данном составе анионируемой воды, принятой технологии анионирования и типа анионитов использования регенерационных вод от ФСД, анионитных фильтров (Второй ступени для регенерации анионитных фильтров первой ступени. [c.73]

Расход реагентов, з/ж , обработанной воды определяют по их количеству, нeoбxoдимo y для выполнения отдельных стадий обработки (коагуляции, коагуляции с известкованием, катионирования, анионирования), и расходу, связанному с обработкой воды, потребляемой на собственные нужды водоподготовительной установки. [c.77]

chem21.info

Фильтры смешанного действия

Фильтры смешанного действия (ФСД) применяются при обессоливании и обескремнивании конденсатов, а также в качестве барьерных фильтров (III ступень) на установках обессоливания природной воды.

Загрузка фильтра состоит из смеси сильнокислотного катионита в Н-форме и сильноосновного анионита в ОН-форме. При пропуске через ФСД воды происходит глубокое обессоливание и обескремнивание воды, благодаря наличию в нем огромного числа ступеней Н- и ОН-ионирования. Наиболее подходящими для загрузки в ФСД являются катионит КУ-2 и анионит АВ-17.

Недостаток этой технологии заключается в необходимости разделения, раздельной регенерации и тщательного перемешивания катионита и анионита для восстановления сорбционной способности ионитов (внутренняя регенерация). Она производится следующим образом. В фильтре установлено три распределительных устройства: верхнее, среднее и нижнее. При разделении ионитов они располагаются следующим образом: анионит – в верхней части, катионит – в нижней. Регенерируются слои одновременно или по очереди, тогда через другой слой пропускается «запирающий» поток воды. После отмывки слоев перемешивание производится сжатым воздухом. Продолжительность этого процесса составляет 4 – 5 часов. Бывают фильтры с внешней регенерацией. Система выносной регенерации состоит из двух, иногда трех фильтров-регенераторов. При внешней регенерации иониты заменяются заранее отрегенерированной смесью катионита и анионита путем гидроперегрузки в течение 1 часа. Это увеличивает долю рабочего времени ФСД. Кроме того, упрощаются конструкции внутренних устройств и наружных коммуникаций на фронте фильтра. Применение внешней регенерации исключает возможность попадания регенерационных растворов кислоты или щелочи в фильтрат.

Технологические схемы ионитных установок

Выбор схем приготовления добавочной и подпиточной вод определяется качеством исходной воды и требуемым качеством обработанной воды, а также условиями экономичности, надежности и минимального сброса примесей, образующихся при эксплуатации ВПУ.

Схемы умягчения используются для подготовки воды для котлов низкого и среднего давлений.

Схема 1. Двухступенчатое Na-катионирование.

Применяется для умягчения природных вод с малой карбонатной жесткостью. Применимость этой схемы ограничивается размером продувки по щелочам. В первой ступени удаляется основное количество ионов Са2+ и Mg2+. Оставшиеся ионы жесткости поглощаются в фильтре второй ступени. Используется слабокислотный катионит. Фильтр I ступени отключают на регенерацию в тот момент, когда жесткость фильтрата достигнет 50% жесткости исходной воды или Жо=0,1 мг-экв/дм3 , а II ступень отключают по жесткости Жо=0,02 – 0,01 мг-экв/дм3 или по времени, не допуская проскока жесткости. Недостаток данной схемы заключается в отсутствии удаления углекислоты, которая переходит в пар.

Схема 2. Na-катионирование со снижением щелочности в декарбонизаторе.

В усовершенствованной схеме воду после Na-катионитного фильтра I ступени подкисляют. При введении кислоты происходит взаимодействие ионов Н+ с бикарбонат-ионами с образованием свободной углекислоты. Для её удаления послеI ступени устанавливают декарбонизатор. Аппарат заполняется насадкой в виде колец Рашига или деревянных досок для увеличения поверхности контакта.. Навстречу движению воды, стекающей в виде пленок и капель, подается воздух. Углекислота переходит в воздух за счет разности парциальных давлений углекислоты в воде и в воздухе путем десорбции. Расход воздуха принимается 20 м3 на 1 м3 воды. Остаточное содержание СО2 находится в пределах 2 – 6 мг/кг

Все схемы Н-Na-катионирования предназначены не только для умягчения воды, но и снижения щелочности и солесодержания воды, а также для удаления образующейся углекислоты.

Схема 3 Параллельное Н-Na-катионирование.

Исходную воду разделяют на два потока, каждый из которых пропускают через Н- или Na-катионитные фильтры.После фильтров щелочная Nа-катионированная и кислая Н-катионированная вода смешиваются, при этом происходит их частичная нейтрализация с образованием коррозионно-агрессивной углекислоты. Поэтому далее вода поступает в декарбонизатор, а затем на 2 ступень Na-катионирования, в которой происходит окончательное умягчение. По содержанию анионов и щелочности можно регулировать долю воды, направляемой в Na- или Н-катионитный фильтр.

Очищенная по этой схеме вода имеет остаточную жесткость 0,01 мг-экв/кг, щелочность – 0,3 – 0,4 мг-экв/кг. Схема применяется в тех случаях, когда вода после предочистки имеет Жк ≥ 0,5Жо и сумму анионов сильных кислот меньше 7 мг-экв/кг, а также когда необходимо получить умягченную воду с заданной остаточной щелочностью не выше 0,35 мг-экв/кг.

Основным преимуществом этой схемы является возможность получения воды с минимальной щелочностью, что очень важно в случае питания котлов высокого давления при больших добавках химически очищенной воды.

К недостаткам схемы относится уменьшение рабочей емкости Н-катионитных фильтров, загруженных сульфоуглем, при обработке вод с преобладающей некарбонатной жесткостью, а также снижение эффекта умягчения вод с высоким содержанием натриевых солей.

Схема 4. Последовательное Н-Na-катионирование.

Эта схема отличается от параллельной схемы тем, что Н-катионированную кислую воду смешивают с исходной щелочной водой для нейтрализации кислотности. Затем воду направляют в декарбонизатор. Дегазированная вода насосами направляется на две ступени Na-катионирования, где полностью умягчается. Удаление свободной углекислоты перед этими фильтрами производится для получения относительно небольшой щелочности 0,2–0,5 мг-экв/кг.

При обработке воды по этой схеме остаточная жесткость очищенной воды составляет 0,01 мг-экв/кг, щелочность – не менее 0,7 мг-экв/кг. Используется для обработки сильноминерализованных вод с солесодержанием выше 1000 мг/дм3.

Преимуществом последовательного Н-Na-катионирования является глубокое умягчение вод с высокой некарбонатной жесткостью и знчительным количеством натриевых солей, а также хорошее использование емкости поглощения Н-катионитных фильтров. Отключение Н-катионитных фильтров на регенерацию производится не по проскоку жесткости до 40 мг-экв/кг, а при повышении щелочности Н-катионированной воды до 0,7-1 мг-экв/кг. Такой режим работы позволяет использовать почти все обменные катионы водорода для снижения жесткости воды, чего нет в предыдущей схеме. Так как жесткость Н-катионированной воды значения не имеет, то удельный расход серной кислоты на регенерацию может быть снижен почти до стехиометрического расхода.

Недостатком является необходимость последовательного прокачивания обрабатываемой воды через два фильтра, что увеличивает расход электроэнергии и требует установки дополнительных перекачивающих насосов.

Схема 5. Na-Cl- ионирование.

Применяется для обработки вод гидрокарбонатного класса для котлов с давлением менее 4 МПа. Можно готовить воду для испарителей поверхностного типа. Основным достоинством схемы является использование для регенерации одного вида реагента, что снижает количество сбрасываемых солей при регенерации.

Вода пропускается в начале через Na-катионитный фильтр, где умягчается, а затем через анионитный фильтр, содержащий сильноосновной анионит в Cl-форме. При этом сорбируются все анионы сильных кислот и бикарбонатный ион НСО(кромеСl-). В схеме не требуется установки декарбонизатора. Регенерация 7-8% раствором NaCl. Сначала раствор пропускают через анионит, а затем через катионит.

Для подготовки химически обессоленной воды производится последовательное комбинирование процессов Н-катионирования и ОН-ионирования. По степени удаления ионизированных примесей различают частичное, глубокое и полное химическое обессоливание. Эти схемы различаются числом ступеней очистки и качеством обессоленной воды.

Схема частичного обессоливания.

Применяется для обработки воды к барабанным котлам с давлением ≤7 МПа. Происходит полное умягчение воды, резкое снижение её щелочности и уменьшение солесодержания за счет разрушения ионов НСОи улавливания ионовСl- и SO. Удаляются все анионы сильных кислот. ПоявлениеНСОв обессоленной воде объясняется неполной сорбцией углекислоты в декарбонизаторе и переходом её обратно в формуНСОпри повышениирН в анионитном фильтре, где этот ион не задерживается, так как используется низкоосновной анионит.

Фильтр	Н1	Н2	Дк	А2
Обменный ион	Н+	Н+	-	ОН-
Загрузка	Слабокислотный катионит	Сильнокислотный катионит	Кольца Рашига	Низкоосновной анионит
Улавливаемые ионы	Ca2+; Mg2+; Na+	Все проскоки Ca2+; Mg2+; Na+	СО2	Анионы сильных кислот
Отключение на регенерацию	По проскоку жесткости	По проскоку Na+	-	По проскоку Сl-

Схема глубокого обессоливания.

При проектировании технологии глубокого химического обессоливания учитывают,, что наличие в Н-катионированной воде свободной углекислоты, более сильной, чем кремниевая, уменьшает кремнеёмкость анионита и вызывает более ранний проскок ионов . Поэтому перед поступлением на слой сильноосновного анионита из воды необходимо наиболее полно удалитьСО2, для чего в схему включается декарбонизатор. Еще сильнее снижает кремнеёмкость наличие в воде ионов Na+, так как помимо истощения анионита анионами, уравновешивающими эти катионы, увеличивается концентрация в фильтрате противоиона ОН-, что резко ухудшает глубину обескремнивания.При этой схеме в обессоленной воде отсутствуют ионы жесткости и анионы сильных и слабых кислот. ИоныNa+ и HSiO находятся в пределах чувствительности химического анализа. Схема применяется для подготовки воды для барабанных котлов высокого давления.

Рис. Схема глубокого обессоливания

Фильтр	Н1	А1	Н2	А2
Обменный ион	Н+	ОН-	Н+	ОН-
Загрузка	Сильнокислотный катионит	Низкоосновной анионит	Сильнокислотный катионит	Высокоосновной анионит
Регенерация	1% Н2SO4	4% NaOH	3% Н2SO4	4% NaOH
Улавливаемые ионы	Все катионы	Анионы сильных кислот	Все проскоки	Проскоки сильных и анионы слабых кислот
Отключение на регенерацию	По проскоку Na+	По проскоку Сl-	По объему воды	По проскоку HSiO

При работе по этой схеме в воду могут попадать проскоки кремниевой кислоты, а также продукты регенерации при неполной отмывке Н-катионитного и анионитного фильтров вторых ступеней.

Схема полного обессоливания

Применяется для получения обработанной воды, близкой по составу к очень хорошему конденсату пара. В этой схеме в качестве третьей ступени используется ФСД. Качество обессоленной воды оценивается остаточной концентрацией натрия не более 5 мкг/кг и остаточной концентрацией кремнекислоты менее 10 мкг/кг. Схема применяется для подготовки добавочной воды для прямоточных котлов и ядерных реакторов.

Рис. Схема полного обессоливания

Фильтр	Н1	А1	Н2	А2	ФСД
Обменный ион	Н+	ОН-	Н+	ОН-	Н+- ОН-
Загрузка	Сильнокислотный катионит	Низкоосновной анионит	Сильнокислотный катионит	Высокоосновной анионит	Сильнокислотный катионит и высокоосновной анионит
Регенерация	1% Н2SO4	4% NaOH	3% Н2SO4	4% NaOH	3% Н2SO4 4% NaOH
Улавливаемые ионы	Все катионы	Анионы сильных кислот	Все проскоки	Проскоки сильных и анионы слабых кислот	Все проскоки
Отключение на регенерацию	По проскоку Na+	По проскоку Сl-	По объему воды	По проскоку HSiO	По объему воды

studfiles.net

Анионирование воды - Справочник химика 21

В схемах обессоливания, в которых анионирование воды проводится только с использованием Аг или Асп [c.73]

Требуется определить расход серной кислоты и едкого натра на Н-катионирование и анионирование воды при наличии и отсутствии повторного использования регенерационных растворов, а также расход реагентов на 1 обессоленной воды. [c.82]

При ступенчато-противоточном анионировании воды среднюю расчетную (по паре фильтров) обменную емкость, г-экв/л. при условии остаточного содержания кремниевой кислоты в фильтрате не [c.96]

Анионирование воды производится с целью удаления из нее анионов при сочетании анионирования с катионированием происходит удаление из воды как анионов, так и катионов, т. е. химическое обессоливание воды. При фильтровании через слой анионита происходит сорбция анионов согласно следующим реакциям [c.96]

Объем химического контроля за анионированием воды [c.272]

Эта технологическая схема (рис. 1Х-5) включает следующие этапы обработки воды адсорбционную доочистку биологически очищенных сточных вод в аппаратах с псевдоожиженным слоем активного угля, обеспечивающую уменьшение ХПК воды дО 8—Ш г/м удаление из очищенной воды пыли активного угля и других взвешенных веществ отстаиванием и фильтрованием Н+-катиопирование адсорбционно очищенной воды для удаления из нее катионов жесткости, уменьшения содержания ионов щелочных металлов и аммония отдувку диоксида углерода из Н+-катионированной воды в дегазационных колоннах 0Н -анионирование воды для извлечения анионов сульфатов, фосфатов, уменьшения содержания хлоридов и нейтрализации кислотности Н+-катионированной воды. [c.248]

Ш г/м удаление из очищенной воды пыли активного угля и других взвешенных веществ отстаиванием и фильтрованием Н+-катиопирование адсорбционно очищенной воды для удаления из нее катионов жесткости, уменьшения содержания ионов щелочных металлов и аммония отдувку диоксида углерода из Н+-катионированной воды в дегазационных колоннах 0Н -анионирование воды для извлечения анионов сульфатов, фосфатов, уменьшения содержания хлоридов и нейтрализации кислотности Н+-катионированной воды. [c.248]

Анионирование воды производится с целью ее химического обессоливания, для чего процесс анионирования сочетается с катионнрованнем воды. При фильтровании воды через слой анионита происходит сорбция анионов согласно следующим реакциям [c.73]

В настоящее время широкое распространение получила схема Na- l-и о ни р о в а н и я воды (схема 7), применяемая для котлов с давлением менее 4 МПа. Эта схема имеет то преимущество, что для регенерации используется лишь один вид реагента, что в значительной мере снижает количество сбрасываемых солей при регенерации. В этой схеме вода последовательно подается через Na-кaтиoнитный фильтр для умягчения, а затем через анионитный фильтр, содержащий высокоосновный анионит в С1-форме. При анионировании воды сорбируются все анионы сильных кислот (кроме С1 ) и анион НСО . Вследствие этого в схеме не требуется [c.82]

На рис. 11 представлена схема обессоливания воды с применением ионообмена (катионнрование и анионирование). Вода равномерно подается в Н-катионитовый фильтр (рис. 12), где на слое крупного кварцевого песка расположены зерна катионита, обеспечивающие [c.48]

В технологии водоподготовки для удаления определенных ионов из воды применяют два процесса катиопирование — удаление катионов и анионирование—удаление анионов. В зависимости от обменного иона процессы и аппараты получают названия Н-катионирование, Н-катионитный фильтр ОН-анионирование, ОН-анионитный фильтр и т. п. Соответственно называется и фильтрат, полученный в этих процессах Н-катионированная вода ОН-анионированная вода и т. п. Процессы катионирования воды могут иметь вполне самостоятельное значение (для умягчения воды), в то время как процессы анионирования применяются лишь в комплексе [c.89]

В настоящее время широкое распространение получила схема Ка — С1-ионирования воды (схема 7), применяемая для котлов с давлением менее 4 МПа. Эта схема имеет то преимущество, что для регенерации используется лишь один вид реагента, а это в значительной мере снижает количество сбрасываемых солей при регенерации. В этой схеме вода последовательно подается через Ка-катионитный фильтр для умягчения, а затем через анионитный фильтр, содержащий высокоосновный анионит в С1-форме. При анионировании воды сорбируются все анионы сильных кислот (кроме С1") и анион НСО . Вследствие этого в схеме не требуется установка декарбонизатора. Регенерация производится 6— 8%-ным раствором КаС1, причем этот раствор пропускается сначала через анионит, а затем через катионит. Удельный расход реагента на регенерацию составляет около 75 кг/м анионита. По этой схеме можно получить остаточную щелочность в фильтрате в достаточно широких пределах (0,1 — 1 мг-экв/кг). При установке барьерного Ка-катионитного фильтра жесткость фильтрата составляет примерно 5 мкг- [c.107]

При нагревании анионированной воды выделяется труднорастворимый карбонат магния. [c.181]

На рис. 7 представлена схема обессоливания воды с применением нонообмена (катионирование и анионирование). Вода равномерно подается в Н-катионитовый фильтр I [c.39]

На рис. 10 представлена схема обессоливания воды с применением ионообмена (катионирование и анионирование). Вода равномерно подается в Н-катионитовый фильтр, изображенный на рис. 11, где на слое крупного кварцевого песка расположены зерна катионита, обеспечивающие удаление из воды ионов Са " , Mg Ма , КН4 и др. Затем вода поступает в анионитовый фильтр для связывания анионов [c.39]

Существуют аниониты сильноосновные и слабоосновные. Первые способны к обмену в любых средах — нейтральной, кислой, щелочной, вторые — только в кислой среде. Сильноосновные аниониты способны задерживать анионы слабых кислот (SiOj , СО2), что очень важно для подготовки подпиточной воды котлов высокого и сверхвысокого давления. На ионитовых фильтрах, работающих по одноступенчатой схеме, не удается достичь глубокого обессоливания воды (до сотых долей мг-экв/л). Для более глубокого обессоливания в установку вводят дополнительные ступени Н-катионирования и анионирования воды. [c.151]

На рис. 2.6 представлена схема обессоливания воды с применением ионообмена (катионирование и анионирование). Вода сна- [c.24]

Фильтрованием через магнезиальный сорбент. Остаточная концентрация SiOj 0,2—0,4 мг/л. 3) Анионированием воды слльноосновным анионитом применяется для 1 лубокого удаления растворенной SiO , нише 0,04 мг/л, при одновременном обессолнвании воды, [c.309]

chem21.info

Умягчение воды анионированем

Умягчение воды натрий-хлор-ионированием

Как показывает название этого метода обработки воды, он основывается на применении катионита в Na-форме и анионита в С1-форме; регенерация обоих ионитов проводится раствором поваренной соли (рис. 20.16).

Рис. 20.16. Схема натрий—хлор-ионирования воды

1,4 — подача исходной и отвод умягченной воды; 2 — натрий- катионитовый фильтр; 3 — хлор-аиионитовый или совместный натрий—хлор-ионитовый фильтр

Хлор-ионирование осуществляется после предварительного натрий-катионирования. На натрий-катионитных фильтрах протекают реакции, рассмотренные выше и обрабатываемая вода умягчается, в ней остаются только соли натрия: NaHC03, Na2SО4, NaCl, NaNО3. При пропуске натрий-катионированной воды через сильноосновный анионит в хлор-форме протекают реакции обмена анионов, содержащихся в Na-катионированной воде, на ионы хлора, находящиеся в анионите, а, именно:

В результате сорбции иона НСОз- снижается щелочность обрабатываемой воды, она минимальна в начале рабочего цикла, а затем постепенно повышается. Конец рабочего цикла хлор-анионитного фильтра устанавливают по возрастанию щелочности фильтрата до заданной величины.

Практика показала, что применение слабоосновных анионитов в описанной технологии Na—Cl-ионирования оказалось невозможным, так как после двух-трех регенераций поваренной солью аниониты этого типа не восстанавливают своей обменной емкости. Претворение в жизнь этой технологии встретило и ряд других трудностей. Для продления срока службы сильноосновного анионита, например АВ-17-8, необходимо, чтобы в схемах Na—Cl-ионирования обрабатываемая вода не содержала железа и органических веществ. В подземных водах очень часто содержится двухвалентное железо, и тогда требуется исходную воду предварительно обезжелезивать. Поверхностные воды, для которых обязательна коагуляция в целях удаления органических веществ, обычно при необходимости снизить щелочность обрабатываются на предочистке известью, после чего они не нуждаются в Na—С1-ионировании.

Для регенерации анионита требуется поваренная соль высокого качества с минимальным содержанием посторонних примесей; для собственных нужд анионитных фильтров должна применяться умягченная вода.

Метод натрий—хлор-ионирования следует применять в исключительных случаях при соотношении анионов в исходной воде

и суммарной концентрации сульфатов и нитратов не более 3 мг-экв/л.

В котельных установках обычно требуется глубокое умягчение воды, для чего применяют две ступени натрий-катионирования воды. В случае Na—С1-ионирования после натрий-катионитных фильтров первой ступени ставятся фильтры второй ступени, где натрий-катионирование совмещается с хлор-ионированием, при этом в низ фильтра загружается катионит, а сверху помещается анионит типа АВ-17. В процессе регенерации фильтра второй ступени раствором поваренной соли ионы натрия — регенерируют катионит, а ионы хлора — анионит.

Расход соли принимается равным 100—120 кг/м3 анионита. Регенерационный раствор готовится обязательно на умягченной воде. Расход воды на отмывку 3—4 м3/м3. Скорость фильтрования принимается 15—20 м/ч, количество фильтров — 2—3. При отключении хлор-анионитного фильтра при щелочности 1,0—1,5 мг-экв/л средняя щелочность за рабочий цикл получается значительно ниже. Натрий-хлор-ионитный фильтр рассчитывается как натрий-катионитный первой ступени, а необходимый объем анионита определяется при рабочей обменной емкости анионита по иону НСО3-280—300 г-экв/м3. Слой анионита в фильтре принимается минимально необходимым, число- регенераций — не более 2 раз в сутки каждого фильтра. Слой катионита — как разность общей высоты слоя загрузки Я0& стандартного фильтра минус слой анионита, но не менее 0,5 м.

Жесткость умягченной воды равна 0,01 мг-экв/л, щелочность — до 0,2 мг-экв/л. Иониты обычно регенерируют 5%-ным раствором поваренной соли.

Для регенерации катионитовых фильтров первой ступени используют отработанный раствор после регенерации фильтров II ступени.

Объем анионита в фильтрах второй ступени

где qNa— производительность натрий-катионитовых фильтров, м3/ч; Щ — щелочность умягченной воды, мг-экв/л; [S042-] — содержание сульфат-ионов в исходной воде, мг/л; n=1...3 — число регенераций фильтра в сутки; Eп=500 — полная обменная емкость анионита по ионам НСО3- и S042-, г-экв/м3.

На установках производительностью от 5 до 50 м3/ч натрий—хлор-ионитовый метод умягчения воды имеет ряд преимуществ по сравнению с водород—натрий-катионитовым методом: расходуется только один реагент — поваренная соль, отпадает необходимость в кислотном хозяйстве, не требуется антикоррозионной защиты оборудования, трубопроводов и специальной арматуры. Уменьшается количество оборудования, упрощается контроль за работой и эксплуатацией водоумягчительной установки. Недостаток метода — возрастание хлоридов в умягченной воде на величину, эквивалентную ее щелочности.

Умягчение воды аммоний-ионированием

вода умягчение ионирование

При аммоний-катионировании обрабатываемая вода фильтруется через слой катионита, отрегенерированный солями аммонияNh5C1 или(Nh5)2S04. Содержащийся в катионите ион аммония обменивается на катионы Ca(II), Mg(II), Na(I), присутствующие в природной воде, при этом протекают следующие реакции в направлении слева направо:

Как видно из реакций обмена, в фильтрате образуются соли аммония, соответствующие имеющимся в воде анионам. Аммоний-катионированная вода умягчается, а щелочность ее имеет такую же величину, как и у исходной воды.

При нагревании воды в котле соли аммония разлагаются:

Образующиеся при разложении бикарбоната аммония аммиак и углекислота уносятся паром, а в котловой воде должны оставаться соляная и серная кислоты. Во избежание коррозии под действием кислот применение аммоний-катионирования в энергетической практике всегда сочетается с натрий-катионированием. В процессе натрий-катионирования карбонатная жесткость превращается в бикарбонат натрия, который в котле разлагается с образованием соды и едкого натра:

Углекислота уносится паром, а сода и едкий натр нейтрализуют кислотность воды, появляющуюся при термическом разложении солей аммония. Чтобы предотвратить чрезмерное "снижение щелочности котловой воды, сочетание аммоний-катионирования с натрий-катионированием осуществляют с расчетом получить в умягченной воде концентрацию ионов НСО3- на 0,3—0,7 мг-экв/л больше концентрации ионов аммония.

Пар котлов, питающихся Nh5—Na-катионированной водой, всегда содержит большое количество аммиака. Учитывая это обстоятельство, аммоний-катионирование воды не следует применять, когда в тепловой схеме котельной установки имеются аппараты (теплообменники и т. п.) и детали из латуни или медных сплавов или когда пар используется для систем горячего водоснабжения или открытых систем теплоснабжения. На всех предприятиях, где в паре не должен содержаться аммиак, от метода аммоний-катионирования воды приходится отказываться.

Комбинирование процессов аммоний и натрий-катионирования возможно с применением схем параллельного или совместногоNh5—Na-катионирования. Выбор схемы обусловливается качеством исходной воды.

Схема параллельного Nh5—Na-катионирования применяется при

где [Na] % содержание натрия в исходной воде в процентах ее общей жесткости, определяемая по формуле

где [Nа] и, Жо — соответственно содержание натрия и общая жесткость исходной воды, мг-экв/л; αNh5 — степень обмена катионов Са (П) и Mg(II) на ион аммония, % (в схемах совместного аммоний—натрий-катионирования) или доля воды, поступающей на аммоний-катионитные фильтры, % (в схемах параллельного аммоний—натрий-катионирования), определяется из уравнения

где Жк — карбонатная жесткость исходной воды, мг-экв/л, Щост — условная «остаточная» щелочность умягченной воды после совместного аммоний-натрий-катионирования или после смешения потоков Nh5 и Na-катионированных вод, мг-экв/л; условная потому, что она соответствует только содержанию NaHC03 в умягченной воде.

Если в исходной воде практически нет натрия, уравнение примет вид

Степень обмена жесткости на натрий (при совместном аммоний—натрий-катионировании) или доля воды, поступающей на натрий-катионитные фильтры в схеме параллельного аммоний—натрий-катионирования, сша, % определяются из уравнения

При расчете катионитных фильтров в схемах параллельного или совместного аммоний-натрий-катионирования следует пользоваться из таблиц 20.4 и 20.5 следующими расчетными данными: высота слоя и крупность зерен катионита, скорость фильтрования, потери напора на фильтрах, интенсивность и продолжительность взрыхляющей промывки.

Регенерация аммоний-катионитных фильтров производится раствором сульфата или хлорида аммония. Применение сульфата аммония (используется сорт для сельского хозяйства) обходится дешевле, но при его использовании есть опасность загипсовывания катионита (выпадения CaSО4 на зернах катионита). Для регенерации готовят 2—3%-ный раствор сульфата аммония и пропускают его, а также отмывочную воду со скоростью не менее 10 м/ч.

mirznanii.com