ИОННЫЙ ОБМЕН для учебного пособия. Ионный обмен
 Скачать 256.18 Kb.
|
Последовательное Н-Na-катионирование. 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. Na-Cl- ионирование.  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  (кроме Сl-). 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. 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 НСО и улавливания ионов Сl- и SO  . Удаляются все анионы сильных кислот. Появление НСО в обессоленной воде объясняется неполной сорбцией углекислоты в декарбонизаторе и переходом её обратно в форму НСО при повышении рН в анионитном фильтре, где этот ион не задерживается, так как используется низкоосновной анионит.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 НСО и улавливания ионов Сl- и SO . Удаляются все анионы сильных кислот. Появление НСО в обессоленной воде объясняется неполной сорбцией углекислоты в декарбонизаторе и переходом её обратно в форму НСО при повышении рН в анионитном фильтре, где этот ион не задерживается, так как используется низкоосновной анионит.
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 удалить СО2, 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. Ионы Na+ и HSiO находятся в пределах чувствительности химического анализа. Схема применяется для подготовки воды для барабанных котлов высокого давления. Схема глубокого обессоливания 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. |