RU2244593C1 - Method of reusing na-cationite filter regenerates - Google Patents

Abstract

FIELD: water-supply engineering.

SUBSTANCE: invention concerns water-supply means for feeding power plants and boiler installations provided with ion-exchange water-desalting filters. Preparation of purified sodium chloride solution followed by reuse thereof as regeneration solution for Na-cationite filters is accomplished by passing regenerate through electrolyzer, then settling catholyte to precipitate hardness salts, neutralizing solution with hydrogen chloride formed in electrolysis process, and passing neutralized solution through supplementary Na-cationite filter. pH value of as-electrolyzed solution is maintained not below 11.0.

EFFECT: prevented discharge of chlorides into water objects and reduced expenses on water treatment due to reduced consumption of reagents.

2 cl, 1 tbl, 2 ex

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к области водоподготовки для питания энергетических установок и котельных агрегатов, имеющих ионообменные фильтры Na-катионирования воды.The invention relates to the field of water treatment for power plants and boiler units having ion-exchange filters of Na-cationic water.

Известен способ водоподготовки по А.С. 1766846, С 02 F 1/42, где в качестве солевого раствора для регенерации катионитного фильтра используют смесь отработанного регенерационного раствора, части отмывочных и продувочных вод котлов после ее упаривания до исходной концентрации по ионам натрия в аппаратах погружного горения, обработанную каустической содой для выделения солей жесткости и гипса и подкисленную углекислым газом и соляной кислотой.A known method of water treatment according to A.S. 1766846, C 02 F 1/42, where as a saline solution for regeneration of a cation exchange filter, a mixture of spent regeneration solution, parts of the washing and purge water of the boilers after it is evaporated to the initial concentration of sodium ions in submersible combustion apparatus, treated with caustic soda to separate salts is used hardness and gypsum and acidified with carbon dioxide and hydrochloric acid.

Недостатком существующего способа является необходимость использования химических реагентов: каустической соды - на стадии подщелачивания раствора до рН=11.5, соляной кислоты - на стадии подкисления до рН=5.0, а также использование тепла дымовых газов с температурой 180-230° С - для концентрации ионов натрия.The disadvantage of the existing method is the need to use chemical reagents: caustic soda - at the stage of alkalizing the solution to pH = 11.5, hydrochloric acid - at the stage of acidification to pH = 5.0, as well as the use of heat of flue gases with a temperature of 180-230 ° C - for the concentration of sodium ions .

Цель изобретения - очистка регенерата от солей жесткости для получения очищенного раствора хлорида натрия с последующей его утилизацией в качестве регенерирующего раствора, предотвращение сброса хлоридов в водные объекты, снижение расхода реагентов на выделение солей жесткости.The purpose of the invention is the purification of the regenerate from hardness salts to obtain a purified sodium chloride solution with its subsequent utilization as a regenerating solution, preventing the discharge of chlorides into water bodies, and reducing the consumption of reagents for the release of hardness salts.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве регенерирующего раствора используют очищенный регенерат. Для этого регенерат пропускают через электролизер, повышая величину рН выше 11, отстаиванием выделяют соли жесткости, нейтрализуют полученный раствор пропусканием хлорводорода, образующегося при электролизе раствора, и доочищают на Na-катионитном фильтре.This goal is achieved by the fact that a purified regenerate is used as a regenerating solution. To do this, the regenerate is passed through the electrolyzer, increasing the pH above 11, precipitating hardness salts, neutralizing the resulting solution by passing the hydrogen chloride formed during the electrolysis of the solution, and purifying it on a Na-cation exchange filter.

Пример 1. Регенерат общей жесткостью 500 мг-экв/л, содержащий Са²⁺ - 9018 мг/л, Mq²⁺ - 608 мг/л, Сl^- - 53848 мг/л, Na⁺ - 33847 мг/л; рН - 8,0, направляют в приемную емкость, откуда с постоянной объемной скоростью подают в электролизер. Величину рН жидкости потока из катодной камеры поддерживают в пределах 11-12,5. Известно, что в результате электролиза в катодной камере жидкость обогащается гидроксилом и катионы натрия образуют NaOH. При рН 12 в жидкости образуется максимальное количество карбонат-ионов, которые образуют с катионами натрия соль Nа₂СО₃. Из электролизера жидкость направляют в отстойник, где происходят следующие реакции:Example 1. Reclaimed total hardness 500 mEq / L, containing Ca²⁺ - 9018 mg / l, Mq²⁺ - 608 mg / l, Cl^- - 53848 mg / l, Na⁺ - 33847 mg / L; pH - 8.0, sent to the receiving tank, from where it is fed into the electrolyzer with a constant space velocity. The pH value of the fluid flow from the cathode chamber is maintained in the range of 11-12.5. It is known that as a result of electrolysis in the cathode chamber, the liquid is enriched with hydroxyl and sodium cations form NaOH. At pH 12, the maximum amount of carbonate ions is formed in the liquid, which form the Na₂ CO₃ salt with sodium cations. From the electrolyzer, the liquid is sent to the sump, where the following reactions occur:

СаСl₂+Nа₂СО₃→ СаСО₃+2NaClCaCl₂ + Na₂ CO₃ → CaCO₃ + 2NaCl

СаСl₂+2NaHCO₃→ Са(НСО₃)₂+2NaClCaCl₂ + 2NaHCO₃ → Ca (HCO₃ )₂ + 2NaCl

MqCl₂+2NaOH→ Mq(OH)₂+2NaClMqCl₂ + 2NaOH → Mq (OH)₂ + 2NaCl

Соли жесткости выпадают в осадок.Hardness salts precipitate.

Надосадочную жидкость, имеющую рН 11,5 и общую жесткость 14 мг-экв/л, направляют в нейтрализатор, куда подают хлорводород, снижая рН до 6,5. Предварительно умягченный раствор пропускают через Na-катионитный фильтр и получают на выходе 8%-ный очищенный раствор хлорида натрия с общей жесткостью не выше 0,5 мг-экв/л. Осадок, образующийся в отстойнике, подвергают обезвоживанию. Обезвоженный осадок, состоящий, в основном, из карбоната натрия и гидроксида магния, может быть использован для производства строительных материалов или в качестве мелиоранта.The supernatant having a pH of 11.5 and a total hardness of 14 mEq / L is sent to a neutralizer, where hydrogen chloride is fed, lowering the pH to 6.5. The pre-softened solution is passed through a Na-cation exchange filter and an 8% purified sodium chloride solution with a total hardness of not higher than 0.5 mEq / L is obtained. The precipitate formed in the sump is subjected to dehydration. Dehydrated sludge, consisting mainly of sodium carbonate and magnesium hydroxide, can be used to produce building materials or as an ameliorant.

Пример 2. Регенерат общей жесткостью 150 мг-экв/л пропускают через электролизер, в результате электролиза величина рН раствора составляет 12,3. После отстоя жесткость раствора снижается до 8 мг-экв/л. Нейтрализованная хлорводородом жидкость имеет рН 6,5; а после пропускания через вспомогательный Na-катионитовый фильтр раствор имел жесткость 0,3 мг-экв/л и концентрацию хлорида натрия 8%.Example 2. A regenerate with a total hardness of 150 mEq / L is passed through an electrolyzer; as a result of electrolysis, the pH of the solution is 12.3. After sludge, the stiffness of the solution decreases to 8 mEq / L. The liquid neutralized with hydrogen chloride has a pH of 6.5; and after passing through an auxiliary Na-cation exchange filter, the solution had a hardness of 0.3 mEq / l and a concentration of sodium chloride of 8%.

Сравнительные данные по эффективности предлагаемого и известного способов приведены в таблице 1.Comparative data on the effectiveness of the proposed and known methods are shown in table 1.

Таблица 1Table 1Сравнительные данные по стадиям обработки регенерата в прототипе и заявляемом способе.Comparative data on the stages of processing of the regenerate in the prototype and the claimed method.КомпонентComponentОперацииOperations Известный способ (стадии)The known method (stage)Предлагаемый способ (стадии)The proposed method (stage)NaOHNaOHПовышение рН до 11.5Raising pH to 11.5ОтсутствуетIs absentДымовой газ Т° С=180-240Flue gas T ° C = 180-240Выпаривание и концентрирование NaEvaporation and Concentration of NaОтсутствуетIs absentЭлектролизElectrolysisОтсутствуетIs absentПовышение рН свыше 11PH increase over 11Дымовой или углекислый газ Т° С<100Smoke or carbon dioxide T ° C <100Подкисление до рН=7, затем до рН=5Acidification to pH = 7, then to pH = 5ОтсутствуетIs absentХлорводородHydrogen chlorideОтсутствуетIs absentНейтрализация рН=6,5PH neutralization = 6.5

Claims (2)

Translated fromRussian

1. Способ очистки регенерата Na-катионитных фильтров от солей жесткости для получения очищенного раствора хлорида натрия с последующей его утилизацией в качестве регенерирующего раствора Na-катионитных фильтров, включающий выделение в осадок солей жесткости, нейтрализацию обрабатываемой жидкости хлорводородом, отличающийся тем, что для получения очищенного раствора хлорида натрия от солей жесткости регенерат пропускают через электролизер с последующим отстаиванием католита, нейтрализацией хлорводородом, образующимся при электролизе, и пропусканием через вспомогательный Na-катионитный фильтр.1. The method of cleaning the regenerate of Na-cation exchange filters from hardness salts to obtain a purified solution of sodium chloride with its subsequent utilization as a regenerating solution of Na-cation exchange filters, including the precipitation of hardness salts, neutralization of the treated liquid with hydrogen chloride, characterized in that to obtain purified sodium chloride solution from hardness salts, the regenerate is passed through an electrolyzer, followed by sedimentation of catholyte, neutralization with hydrogen chloride formed during electrolysis And passing through the auxiliary Na-cationite filter.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину рН раствора после электролиза поддерживают не ниже 11,0.2. The method according to claim 1, characterized in that the pH of the solution after electrolysis is maintained at least 11.0.