Реагенты для регенерации ионитов

⇐ ПредыдущаяСтр 27 из 31Следующая ⇒

Реагент для регенерации ионитов	Удельный расход реагента100%-ной концентрации а в г/г∙экв	Число суток, на которое рассчитан запас реагентов, в m	Концентрация реагента b в %	Удельный вес концентрированного реагента γ в т/м³
Серная кислота H₂SO₄	120—125	20—40	65-92,5	1,55-1,83
Соляная кислота НCl	90—95	20—40	27—30	1,14
Едкий натр NaOH	60—70	20—40	42	1,45
Кальцинированная сода Na₂CO₃	110—120	20—40	95	0,95
Бикарбонат натрия NaHCO₃	150—170	20—40	98	0,95

При частичном обессоливании, когда не надо удалять из воды кремниевую кислоту, анионит регенерируют кальцинированной содой или бикарбонатом натрия (см. табл. 66). Если обессоливающая установка имеет анионитовые фильтры с сильноосновным анионитам (для извлечения из воды кремниевой кислоты), регенерация осуществляется едким натром.

В рассматриваемом примере емкость цистерн для 75%-ной серной кислоты при Q_cyт=3350 м³/сутки по формуле (179)

270

Большегрузная железнодорожная цистерна грузоподъемностью 50 т при удельном весе серной кислоты γ=1,67 имеет емкость 50:1,67=30 м³. Поэтому вместо типовых стационарных цистерн емкостью 15 м³ принимаем четыре цистерны емкостью по 50 м³каждая.

Емкость цистерн для жидкого едкого натра по формуле (179)

Принимаем три цистерны емкостью по 50 м³ каждая. Емкость мерника для серной кислоты и едкого натра

(180)

где t — продолжительность работы катионитового фильтра в ч;

p — число регенераций, на которое принимают запас реагента в мернике; обычно принимается равным 1—3;

n — число рабочих ионитовых фильтров.

Остальные обозначения аналогичны принятым в формуле (179). Емкость мерника для серной кислоты

Емкость мерника для едкого натра

где 2000 — удельный расход NaOH в г на 1 г∙экв задержанной из воды кремниевой кислоты.

Типовые мерники имеют емкости 150, 250 и 500 л при диаметрах 500, 670 и 810 мм и высотах 1060, 1135 и 1345 мм. Поэтому мерники полезной емкостью 1,4 и 1,15 м³ должны быть изготовлены по специальному заказу.

Емкость баков с водой для взрыхления ионитов

(181)

где ω_взр=3—5 л/сек∙м² — интенсивность взрыхления;

t_в=15—20 мин — продолжительность взрыхления;

F — площадь ионитового фильтра.

Каждый бак для взрыхления катионита для фильтров I, II и III ступеней должен иметь емкостьW_б.к= 0,12∙5∙7,05∙15=63,5 м³. Каждый бак для взрыхления анионита в фильтрах I, II и III ступеней должен иметь полезную емкость

271

Емкость бака для сбора регенерирующего раствора едкого натра после анионитовых фильтров II ступени для последующей регенерации анионитовых фильтров I ступени

(182)

где γ=1 т/м³;

п — общее число рабочих анионитовых фильтров I и II ступеней;

р=2 — расчетное числю регенераций;

S=0,6 — количество раствора NaOH в долях единицы, подаваемого для регенерации анионитового фильтра II ступени концентрацией b₂ (обычно b₂=1,5—4%);

(1—S) —то же, подаваемого с концентрацией b₃ (обычно) b₃=0,2—0,3%).

Тогда

Емкость резервуара для сбора регенерирующего раствора от Н-катионитовых фильтров II ступени для использования при регенерации фильтров I ступени

Емкость резервуара для сбора отмывочных кислых вод после катионитовых фильтров II ступени W_б.о.к=6F_HIIh=6∙7,05∙1,5=63,5 м³, а для сбора щелочных вод после анионитовых фильтров II ступени W_б.о.щ.=6F_AIIh=6∙3,14∙1,5=28,3 м³.

§ 50. Опреснение воды на электродиализнои установке

Простейшая схема установки представляет собой ванну с двумя ионоселективными мембранами в виде микропористых перегородок. Ванна разделена на три камеры с электродами, погруженными в крайние ячейки. После включения тока происходит перенос ионов в крайние камеры — катионов к катоду, а анионов к аноду — и опреснение воды в средней камере.

Материалом для мембран служит перхлорвиниловая ткань, микропористый винипласт. Катод изготовляется из нержавеющей стали, а анод—из магнетита (плавленая закись — окись железа).

Метод электродиализа следует применять при опреснении вод с солесодержанием от 3000 до 10000 мг/л для получения воды с содержанием солей не ниже 500 мг/л. Исходная вода, поступающая на электродиализную установку, может содержать взвешенных веществ не более 2 мг/л, железа не более 0,1 мг/л, соединений бора

272

не более 0,1 мг/л и иметь цветность не выше 20°, окисляемость не более 5 мг/л O₂.

Опреснительные электродиализные установки могут быть прямоточными, циркуляционными порционными и непрерывного действия.

Схема циркуляционной порционной установки ЭОСХ-3 приведена на рис. 80*.

Рис. 80. Схема опреснительной электродиализной установки ЭОСХ-3

—1 — соленая вода, —2 — частично опресненная вода, —3— рассол, —4— анолит для подкисления; —5— кислота, —6 —сжатый воздух

После прохода через фильтр 1 соленая вода направляется в баки 2, откуда насос 3 прокачивает ее через две параллельно действующие электродиализные ванны 4 и 5. Пройдя через ванны, частично обессоленная вода (дилюат) снова поступает в бак 2. Одновременно насос 6 обеспечивает циркуляцию рассола по этапу: рассольный бак 7— ванны 4 и 5— рассольный бак 7. Между тем исходная соленая вода заполняет соседний бак 2а.

Продолжительность циркуляции опресняемой воды по этапу бак 2—ванны 4 и 5—бак 2 зависит от показаний солемера 8 смонтированного на выходе опресняемой воды из ванн. Как только содержание солей понизится до 1 г/л, датчик солемера 8 сообщает импульс автоматической системе управления. Задвижка на трубопроводе, подающем опресненную воду из бака 2 потребителю,

* Разработана ВНИИ ВОДГЕО и Гипроводхозом.

273

открывается; задвижка на всасывающем трубопроводе из бака 2 к насосу 3 закрывается. Одновременно открывается задвижка на всасывающей линии из бака 2а, где к началу второго цикла уже скопилась опресняемая вода. Таким образом насос 3 переключается на подачу воды в ванны из бака 2а, тогда как опорожненный бак 2 наполняется следующей порцией исходной соленой воды. Задвижки на трубопроводах, подающих соленую воду в баки 2 и ша, также имеют автоматическое управление. Импульсы на открывание задвижек подают реле уровня, размещенные на высоте 100 мм от дна бака. Импульсы на закрывание задвижек подают реле уровня, смонтированные у верха бака, после заполнения его соленой водой.

Продувка рассольного тракта производится непрерывно сбрасываемый рассол служит для промывки анодного и катодного пространств ванн. После промывки анодного пространства в рассоле содержится свободный хлор. Его можно извлечь в вакуумном десорбере и применять для обеззараживания воды.

Во избежание отложений карбоната кальция и гидроокиси магния в катодном пространстве и в рассольных камерах производится подкисление рассола до величины рН=4.

§ 51. Расчет электродиализной опреснительной установки

Основной задачей расчета электродиализной установки является определение: 1) напряжения и силы постоянного тока, подводимого к ваннам; 2) площади мембран и их количества.

Заданный расход воды Q_cyт=165 м³/сутки¹, или Q_час=7 м³/ч.

Анализ воды Каспийского моря в районе залива Кара-Богаз-Гол:

Катионы:	Содержание ионов:
Катионы:	в мг/л	в мг∙экв/л
Са²⁺	370	18,5
Mg²⁺	715	58,8
Na⁺	2958	128,6
К⁺	730	18,7
Всего	4773	224,6

¹ В 1968—1969 гг. в пос. Бекдаш (Туркменская ССР) построена опытно-промышленная электродиализная опреснительная установка «Каспий» производительностью 100 м³/сутки, снижающая содержание солей в воде с 14 до 1 г/л (НИИПластмасс).

В 1970 г. Алма-Атинский электромеханический завод МПС изготовил электродиализный опреснитель на 720 м³/сутки, который эксплуатируется в Новони-колаевске (Запорожская обл.).

274

Анионы:	Содержание ионов:
Анионы:	в мг/л	в мг∙экв/л
Cl^–	5455	153,8
SO₄^2–	3130	65,2
HCO₃^–	341	5,6
Всего	8926	224,6

Общая минерализация воды составляет Р=13699 мг/л, или 13,7 г/л; рН воды равно 7,2. Ионная сила раствора будет

μ=[(Сa²⁺+Mg²⁺+SO₄^2–)+0,5(Na⁺+НСО₃^–+Cl^–)]10^–3=

=[(18,5+58,8+65,2)+0,5(128,6+5,6+153,8)]10^–3≈0,3.

Проверяем величину ионной силы раствора по эмпирической формуле

μ = 0,000022 Р, (183)

где Р — общая минерализация исходной воды.

Тогда μ=0,000022∙13699≈0,3.

Среднее солесодержание Э_ср=13699:224,6≈61 мг/мг∙экв.

Коэффициент допустимого концентрирования солей в рассольных камерах

(184)

Следовательно, для данного примера при двукратном перенасыщении рассола гипсом

Таким образом, концентрацию солей в рассоле можно довести до 224,6K≈450 мг∙экв/л.

Количество солей, удаляемых за 1 ч, для снижения общего со-лесодержания воды с 13699 до 1000 мг/л составит:

Количество электричества, которое нужно пропустить через электродиализную ванну для удаления из воды солей,

(185)

где С_нач=224,6 мг∙экв/л;

С_кон=1000:Э_ср=4000:61=16,4 мг∙экв/л;

I — сила тока в а;

275

Т — время его протекания в ч;

η_э=0,82 — коэффициент выхода по току при солесодержании опресняемой воды 0,225 г∙экв/л (табл. 67).

Таблица 67

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 715; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 22 23 24 25 262728 29 30 31 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!