Что такое регенерация смолы IX?
В течение одного или нескольких циклов обслуживания смола IX истощается, что означает, что она больше не может способствовать реакциям ионного обмена. Это происходит, когда ионы загрязняющих веществ связаны почти со всеми доступными активными центрами на матрице смолы. Проще говоря, регенерация - это процесс, при котором анионные или катионные функциональные группы восстанавливаются в матрице отработанной смолы. Это достигается за счет применения химического регенерирующего раствора, хотя точный процесс и используемые регенераторы будут зависеть от нескольких факторов процесса.
Типы процессов регенерации смолы IX
Системы IX обычно имеют форму колонок, содержащих одну или несколько разновидностей смолы. Во время рабочего цикла поток направляется в колонну IX, где он вступает в реакцию со смолой. Цикл регенерации может быть одного из двух типов, в зависимости от пути, по которому раствор регенерирующего агента. К ним относятся:
1）Попутная регенерация (CFR). В CFR регенерирующий раствор следует по тому же пути, что и обрабатываемый раствор, который обычно проходит сверху вниз в колонке IX. CFR обычно не используется, когда большие потоки требуют обработки или требуется более высокое качество, для слоев смолы с сильнокислотным катионом (SAC) и сильным основным анионом (SBA), поскольку для равномерной регенерации смолы потребуются чрезмерные количества регенерирующего раствора. Без полной регенерации смола может просочиться в очищенный поток во время следующего цикла обслуживания.
2）Регенерация обратного потокаn (RFR). Также известная как противоточная регенерация, RFR включает в себя впрыскивание регенерирующего раствора в направлении, противоположном рабочему потоку. Это может означать цикл загрузки по восходящему потоку / регенерации по нисходящему потоку или цикл загрузки по нисходящему потоку / регенерации восходящего потока. В любом случае регенерирующий раствор сначала контактирует с менее истощенными слоями смолы, что делает процесс регенерации более эффективным. В результате RFR требует меньше регенерирующего раствора и приводит к меньшей утечке загрязняющих веществ, хотя важно отметить, что RFR действует эффективно только в том случае, если слои смолы остаются на месте в течение всего процесса регенерации. Следовательно, RFR следует использовать только с колонками IX с набивным слоем или если используется какой-либо тип удерживающего устройства для предотвращения перемещения смолы внутри колонки.
Этапы регенерации смолы IX
Основные этапы цикла регенерации состоят из следующего:
Обратная промывка. Обратная промывка выполняется только в CFR и включает промывку смолы для удаления взвешенных твердых частиц и перераспределения уплотненных шариков смолы. Встряхивание шариков помогает удалить с поверхности смолы любые мелкие частицы и отложения.
Инъекция регенеранта. Раствор регенерирующего агента вводят в колонку IX с низкой скоростью потока, чтобы обеспечить адекватное время контакта со смолой. Процесс регенерации является более сложным для установок со смешанным слоем, содержащих как анионные, так и катионные смолы. Например, при полировке в смешанном слое IX смолы сначала разделяются, затем применяется едкий регенерирующий агент, а затем кислотный регенерирующий агент.
Регенерантное вытеснение. Регенерирующий агент вымывается постепенно путем медленного введения разбавляющей воды, обычно с той же скоростью потока, что и регенерирующий раствор. В установках со смешанным слоем вытеснение происходит после нанесения каждого из регенерирующих растворов, а затем смолы смешиваются со сжатым воздухом или азотом. Скорость потока на этой стадии «медленного ополаскивания» необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать повреждения шариков смолы.
Смывать. Наконец, смолу промывают водой с той же скоростью потока, что и в рабочем цикле. Цикл полоскания должен продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут целевой уровень качества воды.
Какие материалы используются для регенерации смолы IX?
Каждый тип смолы требует узкого набора потенциальных химических регенераторов. Здесь мы выделили общие регенерирующие растворы по типу смолы и обобщили альтернативы, где это применимо.
Регенераторы с сильнокислотными катионами (SAC)
Смолы SAC можно регенерировать только с помощью сильных кислот. Хлорид натрия (NaCl) - наиболее распространенный регенерирующий агент для умягчения, поскольку он относительно дешев и легко доступен. Хлорид калия (KCl) - обычная альтернатива NaCl, когда натрий нежелателен в обрабатываемом растворе, в то время как хлорид аммония (NH4Cl) часто используется для смягчения горячего конденсата.
Деминерализация - это двухэтапный процесс, первый из которых включает удаление катионов с помощью смолы SAC. Соляная кислота (HCl) - наиболее эффективный и широко используемый регенерирующий агент для декатионизации. Серная кислота (H2SO4), хотя и является более доступной и менее опасной альтернативой HCl, имеет более низкую рабочую емкость и может привести к осаждению сульфата кальция, если применяется в слишком высокой концентрации.
Регенераторы со слабыми катионами кислоты (WAC)
HCl - самый безопасный и эффективный регенерирующий агент для удаления щелочей. H2SO4 можно использовать как альтернативу HCl, хотя ее необходимо поддерживать в низкой концентрации, чтобы избежать осаждения сульфата кальция. Другие альтернативы включают слабые кислоты, такие как уксусная кислота (CH3COOH) или лимонная кислота, которые также иногда используются для регенерации смол WAC.
Регенераторы с сильным основанием анионов (SBA)
Смолы SBA можно регенерировать только с помощью сильных оснований. Каустическая сода (NaOH) почти всегда используется в качестве регенератора SBA для деминерализации. Также можно использовать едкий калий, хотя это дорого.
Смолы со слабым основанием анионов (WBA)
NaOH почти всегда используется для регенерации WBA, хотя также могут использоваться более слабые щелочи, такие как аммиак (NH3), карбонат натрия (Na2CO3) или суспензии извести.
Время публикации: июн-16-2021