Регенерация деионизация

Гетерогенные ионитовые мембраны применяются также при электрохимической регенерации отработанных соляно- и сернокислых травильных растворов, при электродиализной обработке черного щелока, при деионизации полупродуктов свеклосахарного производства, при обессоливании промышленных вод, при электролитическом извлечении золота из кислых тио-мочевинных растворов, для корректировки pH ванны при электроосаждении водоразбавляемых лакокрасочных материалов. [c.145]

Практически во всех случаях применение смеси ионитов эффективнее последовательной обработки раствора катионитом и анионитом и производительность процесса при этом также значительно выше. Однако если для исследовательских работ гораздо чаще предпочтение отдают смешанному слою, то в производственных условиях определяющим является экономическая оценка возможных методов. Иногда бывает выгоднее комбинированное использование монополярных и смешанных слоев ионитов, в частности, если растворы, которые необходимо подвергнуть полной деионизации, имеют высокую исходную концентрацию ионов. Такое сочетание позволяет сначала удалить основную долю ионов индивидуальными ионитами, а затем окончательно деионизировать раствор, пропуская его через их смесь. Это сокращает расход кислот и щелочей при голодной , т. е. неполной регенерации колонок с индивидуальными ионитами, и, с другой стороны, значительно удлиняется срок работы колонки со смешанным слоем до регенерации. [c.137]

Механизм взаимодействия смеси ионитов и растворов электролитов, способы осуществления процесса деионизации и его аппаратурное оформление, а также разделение и регенерация ионитов были описаны ранее. Детальное исследование работы смешанного Н- и ОН-фильтра для получения воды высокой степени чистоты рассмотрено в работе Томпсона и др. [7]. Отмечается, что качество воды и ДОЕ шихты зависят от соотношения количеств катионита и анионита в смешанном фильтре. Оптимальное соотношение ионитов определенных сортов подбирается экспериментально и зависит от их емкости и состава раствора. [c.139]

Большой интерес представляет смесь слабокислотного и слабоосновного ионитов, поскольку для их регенерации требуется почти эквивалентное количество кислоты и щелочи. Для продуктивной деионизации с помощью этой комбинации смол требуются, малые размеры зерен смолы, длительное время контакта их с раствором и большая исходная концентрация ионов в растворе. Сравнительные данные по качеству очистки воды различными сочетаниями ионитов приведены в табл. 5 (стр. 62). [c.140]

Процессы деионизации воды с применением смешанного слоя сильно ионизированных И- и ОН-ионитов обладают тем большим достоинством, что качество получаемой жидкости практически не зависит от полноты регенерации ионитов в их смеси (рис. 36). Из рисунка видно, что удельные затраты регенерирующих веществ определяют только количество обрабатываемой до понижения сопротивления воды при сохранении одинаковой степени ее очистки. При прямой и обратной деионизации воды, а также при использовании в шихте слабо диссоциированного ионита качество получаемого фильтрата в значительной мере зависит от полноты регенерации исходных ионитов. [c.141]

Интересны работы по созданию непрерывно действующих установок для деионизации воды [95—100]. Одна из таких установок, сконструированная Фитчем [95], показана на рис. 38. Процесс непрерывного обессоливания воды осуществляется на ней с помощью гидравлически разделяемой смеси катионита и анионита. Смесь ионитов поступает в адсорбер 1, где и фильтруется вода. Вывод обессоленной воды происходит через позицию 2. Смесь ионитов из нижней конической части адсорбера с помощью водоструйного эжектора 3 поступает в середину емкости 4, где под действием потока воды, подаваемой в нижнюю часть сепарационной емкости через штуцер 5, происходит гидравлическое разделение ионитов. При этом катионит собирается в нижней части емкости 4, а анионит — в верхней. Вода, использованная для разделения ионитов, по переливной трубе 6 перетекает из емкости 4 в адсорбер /, а катионит и анионит с помощью эжекторов 7 и 8 подаются в регенерационные колонки (катионит — в колонку 9, а анионит — в колонку /0). Для регенерации катионита в среднюю часть регенерационной колонки подается раствор кислоты из емкости 11, а в нижнюю часть колонки 9 — по трубе 12 поступает вода для промывки. Аналогично для регенерации анионита в среднюю часть регенерационной колонки 10 подается раствор щелочи, а в нижнюю — промывная вода. Отработанные регенерирующие растворы и промывные воды выводятся из регенерационных колонок через переливные трубы, рас- [c.148]

Основные преимущества процесса деионизации смесью ионитов перед ступенчатым способом состоят в следующем достигается более высокая степень очистки вследствие благоприятного влияния на реакции обмена другим ионитом требуется меньшее удельное количество сорбентов и меньший расход воды на регенерацию и отмывку процесс очистки осуществляется практически в нейтральной среде. К недостаткам метода деионизации в смешанном слое следует отнести необходимость разделения катионита и анионита для их регенерации. [c.107]

Послойным методом рассчитываются все последовательные стадии процесса деионизации очистка на полностью регенерированной колонне до заданного проскока, регенерация до любых степеней и любым направлением потока регенерирующего раствора, дальнейшая очистка на не полностью регенерированной колонне. В результате расчета процесса г-й стадии в момент ее окончания получают распределение компонентов по слою, которое является начальным условием для 1 + 1)-й стадии. [c.179]

Электропроводность деионизационных камер можно увеличить помещением в них ионопроводящих материалов— смеси катионитов и анионитов или ионообменной ткани крупного плетения. На основании некоторых исследований [166, 284, 285] предложена схема опытной установки для деионизации воды, имеющая многокамерный электродеионизатор, у которого в камерах находится смесь катионита и анионита. Установлено, что под влиянием электрического (постоянного) тока подвижные или способные к обмену ионы свободно перемещаются внутри ионита, а поэтому можно осуществить процесс электрохимической регенерации ионитов без затраты реагентов [255, 283]. [c.223]

Деионизация с одноразовым пропуском воды через ка-тионо- и анионообменник с прямоточной регенерацией. В зависимости от типа воды и скорости регенерации будут получены удельные сопротивления от 100 000 ом-см до 1 Мом-см и содержание кремнекислоты от 50 до 200 мкг/л. [c.98]

Деионизация с одноразовым пропуском воды через катио-но- и анионообменник (можно через слои загрузки, расположенные один над другим) с противоточной регенерацией. Получают удельные сопротивления от 500 000 ом-см до 5 Мом-см и содержание кремнекислоты от 20 до 100 мкг/л. [c.98]

Результаты процесса деионизации можно оценивать по электропроводности фильтрата. Так как необходимое качество воды определяется ее назначением, электропроводность очищенной воды может изменяться в сравнительно широких пределах. По экономическим соображениям стремятся ограничиться лишь необходимым качеством очищенной воды. При помощи процесса деионизации можно получить воду с удельной проводимостью менее 1() ом (10 ом), но для этого необходима полная регенерация как анионитного, так и катионитного фильтров. [c.103]

Анионит. При обращенном процессе деионизации фильтрование через сильноосновную анионообменную смолу вызывает превращение всех солей в соответствующие основания. Как и в случае сильнокислотных катионитов полнота этого превращения зависит от тех же переменных (удельный расход и тип регенерирующего вещества, скорость фильтрования и т. д.). Значение этих переменных для сильноосновных анио но обменных смол, за исключением переменной, характеризующей остаточное содержание удаляемых анионов в фильтрате, уже было рассмотрено. Неполнота превращения солей в соответствующие основания происходит нри неполной регенерации анионита. Причины этого недостатка весьма сходны с рассмотренными выше недостатками в процессе превращения солей в соответствующие кислоты при фильтровании растворов через Н-сульфокатиониты. Влияние валентности и изменения остаточной концентрации удаляемых ионов как функция удельного расхода регенерирующего вещества и других факторов, количественно показаны на рис. 58—61. [c.108]

Для ЭКОНОМИЧНОСТИ процессов деионизации важное значение имеет возможность регенерации и многократного использования ионообменных смол, образующих смешанный ионит. Технически возможная регенерация такой системы при помощи электродиализа, не требующая разделения обоих ионитов, экономически неприемлема вследствие высокой стоимости электроэнергии. Для химической регенерации необходимо предварительно разделить оба компонента. Такое разделение может быть произведено или по размеру зерна, или по разности удельных весов обоих ионитов. Можно подобрать сильноосновный ионит и сильнокислотный [c.114]

При конструировании оборудования для ионообменных процессов иногда можно применять различные комбинации. Например, в тех случаях, когда требуется полная деионизация и работа должна длиться 24 часа в сутки, можно было бы применять лишь одну катионную и одну анионную колонки и проводить процесс со скоростью больше номинальной скорости установки в целях компенсации простоя во время регенерации. Иногда на первый взгляд кажется, что сборники, трубы, клапаны и др. обходятся дешевле, чем ионообменные колонны и смола, и что установка, описанная выше, является самой дешевой с точки зрения капитальных затрат. [c.56]

При одновременном использовании четырех слоев — по два анионитных и катионитных —можно повысить степень деионизации ионитами. Вторая пара слоев практически получает сильно разбавленный исходный раствор. Этот выходящий поток будет содержать те металлические катионы, которые прошли через слой катионита вместе с анионами в том случае, если анионит является достаточно сильным основанием для расщепления нейтральных солей, т. е. освобождения ионов гидроксила в основном растворе. В тех случаях, когда это расщепление солей является большим (как обычно и бывает), второй катионитный слой в условиях уменьшения Со выполняет функции анионита. Очевидно, что максимальное количество солей, поглощенное второй парой слоев, будет меньше, чем первой парой. Поэтому регенерируется только первая пара слоев. После этого вторая шара может использоваться как первая, а свежие слои после регенерации могут применяться в качестве второй пары слоев. [c.66]

Еще больший интерес ионитовые мембраны представляют для обессоливания воды, особенно океанской, где содержание солей достигает 36 г/л. При деионизации такой воды обычными методами, даже в случае ионитов высокой емкости, требуется частая нх регенерация. Значительно выгоднее в экономическом отношещн -опреснять воду в многокамерных ваннах, снабженных черед -щимнся катионитовыми и анионитовымн мембранами (рис. 192), где в результате действия электрического тока очищенная вода накапливается в четных камерах, а удаляемые соли — в нечетных. Так как электрический ток служит в основном только для сообщения нонам определенного направления движения, расход энергии не превышает 30 кВт-ч на 1 т океанской воды. Установка крайне проста, и мембраны не нуждаются в регенерации. Этот же принцип нередко применяется для электролитической регенерации ионитов, что особенно важно для ионитов в смешанном слое, [c.591]

Из этих двух ступеней первая (предварительная) деионизация довольно проста, вторая же, включающая электролитическую регенерацию гранулированных обменников, требует некоторого дополнительного обслуживания. [c.504]

Непрерывный ионный обмен представляет собой непрерывный противоток смолы и раствора через контактную камеру. Для деионизации и регенерации устанавливаются отдельные камеры, и смола проходит через камеры и между ними. По крайней мере одно такое устройство промышленного типа уже появилось (водоумягчитель Дорра) и применяется при умягчении воды. Этот метод, видимо, внесет большой вклад в сахарную промышленность в отношении экономии смолы и регенерирующих веществ при условии, что могут быть решены вопросы, связанные с обработкой наиболее вязких растворов. [c.542]

Уравнения диламики ионного обмена на основных стадиях ионообменного цикла рассмотрены в монографии [15], где показано, что для кинетики обмена при деионизации воды на раздельных слоях катионита и аниоиита характерен внешнедиффузионный механизм массообмена, а для кинетики при регенерации колонны — внутридиффузионный. [c.219]

Первоначально метод деионизации заключался в пропуска НИИ воды сначала через колонку сульфо- или фенолсульфосмолы в Н -форме, затем.через колонку анионообменника в ОН -форме. Фильтрат с катионообменника содержал кислоты, соответствовавшие солям в исходной воде. Полнота удаления этих кислот анионообменниками зависит от основности последнего. Сильноосновная смола удаляет все кислоты почти полностью слабоосновной анионообменник не удаляет таких слабых кислот, как кремневая, борная и угольная. Если эти кислоты допустимы в деионизованной воде или их соли отсутствуют в исходной воде, лучше применять слабоосновную смолу, так как ее регенерация легче и дешевле, чем регенерация сильноосновной смолы. Это подтверждается и тем, что коэффициент селективности больше для слабоосновной смолы, чем для сильноосновной. [c.89]

И загрузить обратно в колонну. Еще более интересная идея была выдвинута совсем недавно одним японским инженером, который предложил в процессе производства одного из компонентов смеси ионитов вводить в смолу около 15 вес.% парамагнитного вещества, например Рез04, После того как колонна отра ботала, нужно лишь высушить смесь ионитов и, разделив их в магнитном сепараторе, регенерировать порознь. Если такой метод осуществим, а утверждают, что он испытан на практике, это будет большим шагом вперед. Кроме того, недавно канадские исследователи сообщили, что с помощью лигнинсульфоновых кислот можно регенерировать катионит непосредственно в смешанном слое, не затрагивая анионит. Как правило, катионит отрабатывается раньше анионита, и тогда этот метод является полезным дополнением к технологии регенерации смешанных ионообменных фильтров. Во всяком случае, вряд ли можно рекомендовать использовать смешанные ионообменные фильтры для деионизации водопроводной воды, так как это было бы неэкономично. Было бы гораздо выгоднее собирать в запасную емкость дождевую воду, в которой Англия не испытывает недостатка, и сифонировать или перекачивать ее насосом в ионообменную колонну. Это позволило бы устранить основную массу примесей. Хорошо было бы также пропускать воду через ультрафильтр или аналогичное устройство для удаления грибковых спор, для которых смолы могут быть питательной средой. При соблюдении таких предосторожностей можно получить, не прибегая к перегонке, обширный источник очень дешевой, практически чистой воды, весьма подходящей для аналитических целей. Одна из таких ионообменных установок, как известно автору, дает воду с электропроводностью ОЩ см. Для лаборатории, нуждающейся в [c.61]

При осуществлении процессов деионизации смолы обычно помещают в цилиндрические баки (колонны), имеющие внутри защитные покрытия из резины или эмали. Слой смолы покоится на подушке из отсортированного гравия. Колонны имеют соответствующие краиы и трубопроводы для разделяемого раствора, промывной воды, воды для взмучивания слоя смолы и регенерирующих растворов. В способе с опережающим электролитом можно использовать точно такое же оборудование, однако коммуникации и переключения потоков упрощаются, поскольку в данном случае не требуется регенерации смолы. Отсутствие емкостей, трубопроводов и кранов, связанных с операцией регенерации, значительно снижает капитальные затраты на установку. [c.120]

С аналитической точки зрения, деионизация смесью ионитов представляет наибольший интерес в тех случаях, когда из раствора неэлектролита надо удалить электролиты без поспедующ,его их определения в отдельных фракциях. Разделение первоначального раствора на три фракции, которое легко выполняется двухстадийпой или обратной деионизацией, требует здесь физического отделения катионита от анионита перед регенерацией. Если используемые в смеси иониты отличаются по размеру частиц, то такого разделения можно добиться рассеиванием. Для иопитов разной плотности можно производить гидравлическое разделение. Использование смесп ионитов имеет большое практическое значение для деионизации воды и других подобных целей, но для аналитических задач иопит после такого смешанного использования становится непригодным. Для дальнейшего анализа используется лишь неэлектролитная фракция, а иопит обычно выбрасывается. [c.176]

Так, для случаев, не требующих глубокой деионизации жидкости, когда применяется смесь слабоосновного анионита и слабокислотного катионита соответственно в ОН- и Н-формах, Кунин рекомендует проводить регенерацию отработанных ионитов по следующей схеме [71] через шихту последовательно пропускают раствор щелочного реагента (NaOH, Naj Os, NH4OH, низкомолекулярные амины или др.), обессоленную промывную воду, воду, насыщенную СО2, и снова промывную воду. При этом расходы реагентов на регенерацию слабоионизированных ионитов близки к теоретическим. Используемый для регенерации катионита углекислый раствор готовят насыщением воды углекислым газом при давлении 5—15 ат и температуре 25° С. [c.130]

Иногда, когда бывает вполне достаточным не деионизация жидкости, а только замена нежелательных ионов на безвредные, возможна регенерация смешанного слоя с помощью одного химического реагента, например Na l. При этом все катионы на катионите замещаются ионами натрия, а анионы анионита — ионами хлора. Регенерация хлоридом натрия (метод дезалкаль ) использована авторами работ [72 и 73]. Так, Радигуа [73] указывает, что этот метод регенерации позволяет снизить жесткость воды, используемой в паровых котлах, и устранить накипеобразование и коррозию. [c.130]

Однако даже тщательная предочистка от органических ионов и последующая деионизация воды на смешанном фильтре, позволяющие получить воду с чрезвычайно низкой электропроводностью, не гарантируют полного отсутствия в ней ничтожных следов органических веществ. Последние могут появиться в фильтрате за счет выщелачивания водорастворимых ионитовых материалов и способны образовывать прочные комплексные соединения с неорганическими ионами, например, при дальнейшем использовании воды для точных аналитических определений. Поэтому необходима самая тщательная предварительная обработка ионитов для смешанного фильтра. В этом плане представляет интерес работа Мартыновой [41], изучавшей кинетику удаления водорастворимых компонентов из промышленного образца анионита ЭДЭ-ЮП. Ею установлено, что количество вымываемых водой органических при-чМесей является функцией расхода NaOH при первичной регенерации анионита. Отмечается также, что определение концентрации в воде водорастворимых компонентов анионита лучше всего проводить методом окисления бихроматом. [c.144]

Изменение ионного состава растворов. В процессах ионообменной водоподготовки рабочая стадия заключается в замещении ионов в растворе, приводящем к умягчению или полной деионизации воды. Изменение ионного состава растворов — полное или частичное замещение ионов — является вообще одной из важнейших, практически ионопольных областей применения ионитов. Такая операция вместе со стадией регенерации образует процесс, отличающийся от процесса получения заданных соединений только тем, что продукт реакции не выделяется из раствора. Кроме водоподготовки этот метод широко используется в пищевой промышленности, например для обработки растворов в виноделии, в сахарной и молочной промышленности, а также при получении несвертывающейся крови, при введении специальных добавок в водные потоки (при фториди-ровании воды) и т. п. [c.106]

Применение деионизации для очистки диффузионного сока в производстве свекловичного сахара привело к увеличению выходов рафинада на 4—11%. Однако экономический эффект ионирования еще не оценен. Такие проблемы, как стабильность ионита, срок его службы, различия в стоимости регенерации и колебания цен на патоку, несколько затрудняют экономический анализ процесса [108, 172, 220, 221, 331, 380, 448, 450, 607]. Однако мероприятия, основанные на результатах последних исследований до извлечению глутаминовой кислоты [57], калия и фосфатов, содержащихся в диффузионном соке, в сочетании с улавливанием аммиака, используемого для регенерации анионита, могут значительно улучшить экономические показатели [160, 427]. [c.104]

После регенерации слой ионита должен промываться водо11 от регенерирующего раствора. Первоначальный период промывки обычно совпадает с фазой регенерации, так как слой ионита еще находится в контакте с регенерирующим раствором. По этой причине скорость потока должна быть такая же, как и при регенерации. Поступление регенерирующего расшора не должно прерываться или задерживаться во время регенерации и промывания, особенно при использовании серной кислоты, так как может произойти осаждение сульфата кальция. После вытеснения регенерирующего раствора скорость потока воды для сокращения времени промывания можно увеличить. Окончательное промывание продолжается до тех пор, пока весь избыток регенерирующего раствора не будет удален. Скорость потока при окончательном промывании обычно совпадает с рабочей скоростью потока. В тех случаях, когда для улучшения качества регенерации требуется использовать большой объем воды, для промывания необходимо оборачивать промывную воду, что значительно улучшит операцию и сократит расход промывной воды. Это очень важно для больщих деионизаторов. Продолжительность пребывания жидкости в аппарате в основном не уменьшается, а количество используемого поступающего из аппарата потока увеличивается. Расход промывной воды для стирольных катионитов составляет 6,7 объема на объем -смолы, а для новых сильноосновных анионитов или анионитов типа четвертичных аммониевых оснований расход промывных вод может достигать 40—54 объемов на один объем смолы в зависимости от типа смолы и состава используемого регенерирующего раствора. Сильноосновные иониты частично разрушаются, поэтому количество промывной воды может увеличиваться. Качество воды для промывкн может быть различным в зависимости от ее назначения. При умягчении воды и деионизации для катионного обменника обычно применяется сырая вода. Однако она не должна применяться для анионитов, так как могут образоваться осадки карбоната кальция и гидроокиси магния. Для этой цели может быть использована умягченная или Н-катионированная вода. В некоторых случаях желательно применять деионизированную воду. [c.25]

Если деионизация осуществляется путем прохождения через один катионитный слой, за которым следует аниояитный слой, то полнота деионизации будет в лучшем случае ограничена равновесием в катионитном слое. Как будет видно дальше, ограничением является также то, что обмен происходит при определенной скорости и достигнуть -полного равновесия невозможно. Во втором слое, вследствие нейтрализации с последующим уменьшением Со, пределы равновесия стано вятся небольшими. Не только значение С/Со, находящееся в состоянии равновесия со смолой при данной степени регенерации, будет уменьшаться в зависимости от уменьшения концентрации для растворенных многовалентных ионов, но и само уменьшение q уменьшает отношение / q. Значение, до которого может понизиться Со, ограничено присутствием металлических катионов, не обмененных на водород в первом слое. [c.66]

Деионизация смешанным слоем, при которой катионитная смола с ионом водорода и анионитная смола с ионом гидроксила тесно перемешаны в одной колонне, является в принципе разновидностью многократных слоев. Такая коло1Нна может рассматриваться как имеюшая неограниченное количество пар слоев и может давать воду очень высокой чистоты при обычной, достижимой на практике, степени регенерации. Однако если для регенерации применяются обычные минеральные кислоты и шелочи, то необходимо разделять аниониты и катиониты. [c.67]

Наиболее важной сам остоятельной операцией при деионизации является регенерация слоя катионита. Ее нужно проводить очень тщательно, иначе врда будет низкого качества и производительность снизится. Обычно возникают трудности при деионизации воды с большим содержанием натрия, так как даже при высокой степени регенерации может произойти проскок. Обработка воды, содержащей большое количество кальция, представляет некоторую трудность ввиду особых мер предосторожности, которые необходимо предпринимать для устранения возможного осаждения сульфата кальция в тех случаях, когда в качестве регенерирующего вещества применяется серная кислота. Эти затруднения легко устранить при использовании в качестве регенерирующего агента соляной кислоты, но эта кислота обычно слишком дорога для больших установок и вызывает коррозию оборудования. [c.102]

Экономика процесса деионизации зависит от индивидуалыных условий, которые очень трудно обобщить для получения представления о стоимости деионизации, проводимой для воды того или другого качества. В любой анализ стоимости нужно включать стоимость труда, износ смолы и оборудования, стоимость химикатов для регенерации. На практике обычно отводят на стоимость труда по крайней мере 2 часа на цикл. Срок службы оборудования рассчитан на 10 лет, а стоимость регенерации является функцией состава исходной сырой воды. Обработка растворов с высокой концентрацией солей на устан01вках больших размеров должна отличаться стоимостью регенерации [c.113]

На опытных установках применяются колонны из стеклянных труб диаметром 25—50 мм и высотой 1,5—4,5 м. Обычно желательно иметь 3—4 колонны, чтобы обеспечить достаточную для опытов гибкость — последовательное пропускание, сравнение разных ионитов, чередование операций адсорбции-десорбции с последующей нейтрализацией, деионизацией или обесцвечиванием. Высота колонны выбирается с достаточным свободным пространспвом для расширения ионита при восходящем потоке жидкости в любом цикле. Коммуникации должны обеспечивать работу с подачей раствора снизу или сверху в циклах адсорбции, десорбции, промывки и регенерации ионитов. Восходящий поток с частично взвешенным слоем ионита особенно важен для циклов с расширением ионита при подаче сверху такое расширение разрушило бы колонну. Восходящий поток имеет преимущества и для промывки загруженного ионита особенно эффективна промывка с чередованием направления подачи промвод. [c.625]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология