Меню Рубрики

Установка ионообменная в сборе

Установки ионообменной фильтрации

Процедура ионного обмена зачастую применяется в современных технологиях очистки воды в дополнение к основным типам фильтрации: обратноосмотической, адсорбционной, дистилляции. Раствор ионитов применяют для смягчения воды и выборочной очистки вод от следующих включений:

  • ионов,
  • карбонов,
  • высокомолекулярной органики,
  • различных солей.

Смолы ионного обмена являют собой высокомолекулярные соединения синтетического происхождения с группами ионов, в функционал которых входит ионный обмен (обратимый процесс) в равном количестве.

В период обмена могут образовываться различно заряженные иониты:

  • катиониты, занимающиеся обменом ионов с зарядом «+»,
  • аниониты, которые обменивают ионы со знаком «-».

По функциональным особенностям иониты подразделяют на 4 группы:

  1. Аниониты с сильной основой – обменивают анионы с различным уровнем диссоциации в среде любой кислотности.
  2. Аниониты со слабой основой – могут обменивать анионы из среды уровня кислотности 1-6.
  3. Катиониты сильной кислотности – обмениваются катионами в растворе с любым значением рН.
  4. Катиониты слабой кислотности – обмен катионов происходит только при уровне кислотности в растворе свыше 7.

Отличительные особенности ионитов

  1. Обменная емкость. Этим показателем количественно можно оценить ионообменную способность ионитов. Измеряется величина в мг-экв/л. Различают обменную емкость рабочую и полную.

В технологии водоподготовки основное внимание уделяют показателю рабочей обменной емкости. На практике при неоднократном использовании ионитов в процедуре абсорбции и регенеративном цикле обменную емкость вычисляют не в полном объеме, а лишь частично. Величина использования рассчитывается путем регенерации, величиной расхода регенерируемого вещества, вместимостью солей, уровнем кислотности, временем взаимодействия ионита с регенерирующим веществом, а также особенностями конструкции и гидродинамическими условиями в аппарате.

Сумма групп, которые в единице массы ионита имеют потенциал к ионному обмену, называется полной объемной емкостью.

Процедура очистки воды прекращается при достижении лимита иона в фильтрате намного раньше того периода, когда ионит использует свою объемную емкость на 100%.

  1. Селективность. Это возможность ионита притягивать ионы из растворов в выборочном порядке. На данный показатель влияют тип группы ионогенов, размеры пор, содержание противоионов в жидкости, число связей по периметру матрицы ионитов.
Читайте также:  Установки охлаждения технических жидкостей

При росте заряда противоионов селективность также увеличивается. Если ионы имеют одинаковые заряды, показатель растет при наборе атомного веса. Наибольшую селективность ионита можно достичь при максимуме веса противоиона и его заряда.

Ионный процесс – явление обратимое. Иониты, насыщенные ионами, которые выводятся из воды, регенерирует во время промывки кислотными (для катионитов) или щелочными (для анионитов) растворами. Так, противоионы, имеющие заряд 2, подвергаются вытеснению из ионитов противоионами с единичным зарядом при промывке регенерационной жидкостью с большим содержанием однозарядных противоионов.

  1. Осмотическая стабильность. С изменением содержания солей, кислотности раствора зерно ионита меняет объем, что приводит к разрушению зерна. Объем зерна в жидкостях с большой концентрацией меньше, чем в слабоконцентрированных из-за осмотического эффекта.

Внешняя прослойка зерна может сжиматься или наоборот расширяться с большей скоростью, чем ядро. Это вызывает напряжение внутри зерна, приводящее к откалыванию частички верхнего слоя или разрыву самого ядра. Данное явление получило название «осмотический шок». В большинстве случаев иониты могут выдержать несколько таких случаев изменения состояния среды.

Число выдерживаемых циклов именуется осмотической прочностью или ионитной стабильностью.

  1. Устойчивость к температурам. Катиониты более устойчивы к воздействию температуры нежели аниониты. Катиониты слабокислотные сохраняют работоспособность в среде с t 2- и Cl — .
  2. Загрузка сильноосновных анионитов в фильтры для поглощения ионов HSiO3 — .

Процесс регенерации

В период восстановления ионообменных смол главной целью считают наращивание рабочей объемной емкости ионитов и минимизацию затрат на технологические нужды.

Как происходит восстановление катионита в натриевой форме.

При истощении катионита проводят его регенерацию раствором хлорида натрия 8-10%. Для регенерации требуется 140-170 г/г-экв натрия хлорида. При этом обменная емкость не будет полной.

При росте расхода натрия хлорида, используемого для регенерации, увеличится объемная емкость катионита. Однако, при росте расхода раствора натрия хлорида до 300 г/г-экв, процесс регенерации становится экономически невыгодным и небезопасным для экологии.

Читайте также:  Установки для автоматического поения

Раствор пропускается с линейной скоростью 5-8 м/ч для соблюдения требуемой продолжительности контактирования раствора натрия хлорида с катионитом. Не применяют скорость меньше 5 м/ч, так как это может привести к туннельному эффекту.

Как регенерирует катионит в водородной форме

В целях восстановления катионита лучше выбирать соляную кислоту. Регенерация в данном растворе предотвратит выпадение кальциевых солей, как при регенерации серной кислотой, т.н. гипсование ионита.

Восстановление катионита выполняют раствором серной кислоты 0,6-1,5% или хлороводородом 2-6%.

Если регенерация выполняется серной кислотой, ее концентрация в растворе не должна превышать 0,8%. Также при применении серной кислоты можно в дополнение прибегнуть к пошаговому восстановлению, что позволит сократить объем используемого реагента.

Максимум содержания серной кислоты при поэтапной регенерации достигает 1,5%. Эта цифра должна быть использована только на последней стадии восстановительного процесса истощенного катионита. Всего этапов в последовательном восстановлении два.

Восстановление анионитов

Фильтры с анионитами могут восстанавливаться различными растворами. Состав раствора зависит от типа анионита – с сильной или слабой основой, от сферы применения фильтрационного элемента – для удаления солей из исходной воды или высокомолекулярных организмов:

  • Гидроксид натрия 2-8%,
  • Хлорид натрия 8-10%,
  • Аммиак 3-4% раствор,
  • Гидрокарбонат натрия 6%.

Вода для регенеративного раствора используется прошедшая процедуру обессоливания или пропущенная через фильтр из катионитов.

Минусы процедуры ионного обмена

К весомому недочету технологии обмена ионами можно причислить потребность применения щелочных и кислотных растворов для выполнения процедуры регенерации истощенных ионитов. Для выполнения технологического процесса требуются дополнительные реагентные хозяйства.

ООО «Южная Пищевая Машиностроительная Компания» производит установку ионообменных устройств FIE по индивидуальному заказу или стандартной схеме.

Комплектующие для установок ионообменных систем:

  1. Корпус установки из углеродистой стали, нержавейки или композита. Отличается по применяемой технологии: прямой и обратный ход. Одинарное, двойное, тройное исполнение, 4 штуки. Диаметры варьируются — 250-3400 мм. Пластиковые или стекловолоконные материалы. Работа под давлением 4-20 атм.
  2. Пластиковые или нержавеющие дренажные системы по типу «верх-низ» внутри фильтрационного устройства. Могут комплектоваться щелевыми колпаками и стаканами, лучевыми узлами или узлами с двумя ярусами.
  3. Катионитная или анионитная фильтровальная часть для ионного обмена.
  4. Запорная арматура. Центральный контроллер, управляющий работой электропривода, пневматического или гидравлического механизма. Автоматы клапана управления.
  5. Трубопроводная система из пластиковых материалов: ПП, ПЭ, ПВХ – или нержавейки.
  6. КИПиА. Измерители кислотности, давления, манометры, приборы контроля химического состояния воды в режиме онлайн.
  7. Участок для регенеративных процессов.
  8. Рама, служащая опорой для всей конструкции, выполненная из стали, не поддающейся коррозии, или углеродистого материала с покрытием против ржавчины.
Читайте также:  Установка hd график intel

источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *