Iónomeničové živice sú nerozpustné zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou, ktoré môžu vykazovať reakciu pri interakcii s iónmi roztoku. Majú trojrozmernú gélovú alebo makroporéznu štruktúru. Nazývajú sa aj ionity.

Odrody

Tieto živice sú katexové (rozdelené na silnú kyselinu a slabú kyselinu), aniónomeničové (silná zásada, slabá zásada, medziprodukt a zmiešaná zásada) a bipolárne. Silne kyslé zlúčeniny sú katexy, ktoré si môžu vymieňať katióny bez ohľadu na A, ale slabo kyslé zlúčeniny môžu fungovať pri hodnote najmenej sedem. Silne zásadité aniónomeniče majú vlastnosť vymieňať anióny v roztokoch pri akomkoľvek pH. To zase chýba v slabo zásaditých aniónových meničoch. V tejto situácii by pH malo byť 1-6. Inými slovami, živice si môžu vymieňať ióny vo vode, niektoré absorbovať a na oplátku rozdávať tie, ktoré boli predtým uskladnené. A keďže ide o H 2 O, ktorá je viaczložkovou štruktúrou, musíte ju správne pripraviť, zvoliť chemickú reakciu.

Vlastnosti

Iónomeničové živice sú polyelektrolyty. Nerozpúšťajú sa. Viacnásobne nabitý ión je nehybný, pretože má veľkú molekulovú hmotnosť. Tvorí základ iónomeniča, je spojený s malými pohyblivými prvkami, ktoré majú opačné znamienko, a naopak ich môže vymieňať v roztoku.

Výroba

Ak sa chemicky upraví polymér, ktorý nemá vlastnosti iónomeniča, potom nastanú zmeny - regenerácia iónomeničovej živice. Toto je dosť dôležitý proces. Pomocou transformácií analogických polymérom, ako aj polykondenzácie a polymerizácie sa získajú iónomeniče. Existuje soľ a zmiešaná soľ. Prvý zahŕňa sodík a chlorid a druhý - sodík-vodík, hydroxyl-chloridové druhy. Za takýchto podmienok sa vyrábajú iónomeniče. Okrem toho sa v procese premieňajú na pracovnú formu, konkrétne vodík, hydroxyl atď. Takéto materiály sa používajú v rôznych oblastiach činnosti, napríklad v medicíne a farmácii, v potravinárskom priemysle, v jadrových elektrárňach na úpravu kondenzátu. . Možno použiť aj iónomeničovú živicu pre zmiešaný lôžkový filter.

Aplikácia

Používa sa iónomeničová živica na Okrem toho môže zlúčenina tiež odsoľovať kvapalinu. V tomto ohľade sa iónomeničové živice často používajú v tepelnej energetike. V hydrometalurgii sa používajú na neželezné a vzácne kovy, v chemickom priemysle sa čistia a oddeľujú sa rôzne prvky. Ionity môžu čistiť aj útvary odpadových vôd a pre organickú syntézu sú celým katalyzátorom. Iónomeničové živice sa teda môžu používať v rôznych priemyselných odvetviach.

Priemyselné čistenie

Na teplonosných plochách sa môže objaviť vodný kameň a ak dosiahne iba 1 mm, spotreba paliva sa zvýši o 10%. Stále je to veľká strata. Okrem toho sa zariadenie rýchlejšie opotrebuje. Aby ste tomu zabránili, musíte správne organizovať úpravu vody. Na tento účel sa používa iónomeničový živicový filter. Práve čistením tekutiny sa môžete zbaviť vodného kameňa. Existujú rôzne metódy, ale so zvyšujúcou sa teplotou sa ich možnosti zmenšujú.

Spracovanie H2O

Existuje niekoľko spôsobov, ako čistiť vodu. Môžete použiť magnetický a môžete ho retušovať komplexom, komplexonátom, IOMS-1. Ale obľúbenejšou možnosťou je filtrácia pomocou iónovej výmeny. To spôsobí zmenu zloženia vodných prvkov. Pri použití tejto metódy sa H20 takmer úplne odsolí a kontaminácia zmizne. Treba poznamenať, že takéto čistenie je dosť ťažké dosiahnuť inými spôsobmi. Úprava vody pomocou ionomeničových živíc je veľmi populárna nielen v Rusku, ale aj v iných krajinách. Takéto čistenie má mnoho výhod a je oveľa efektívnejšie ako iné metódy. Odstránené prvky nikdy nezostanú sedimentovať na dne a reagencie nie je potrebné neustále dávkovať. Tento postup je veľmi jednoduchý - konštrukcia filtrov je rovnakého typu. Ak chcete, môžete použiť automatizáciu. Po vyčistení zostanú vlastnosti zachované pri akýchkoľvek teplotných výkyvoch.

Iónomeničová živica Purolite A520E. Popis

Na absorpciu dusičnanových iónov vo vode bola vytvorená makroporézna živica. Používa sa na čistenie H 2 O v rôznych prostrediach. Špeciálne na tento účel sa objavila iónomeničová živica Purolite A520E. Pomáha zbaviť sa dusičnanov aj pri veľkom množstve síranov. To znamená, že v porovnaní s inými iónomeničmi je táto živica najúčinnejšia a má najlepšie vlastnosti.

Pracovná kapacita

Purolite A520E má vysokú selektivitu. To pomáha, bez ohľadu na množstvo síranov, účinne odstraňovať dusičnany. Iné iónomeničové živice sa takými funkciami pochváliť nemôžu. Je to spôsobené tým, že s obsahom síranov v H 2 O klesá výmena prvkov. Ale vzhľadom na selektivitu Purolite A520E táto redukcia naozaj nevadí. Aj keď zlúčenina má v porovnaní s ostatnými nízku úplnú výmenu, kvapalina sa vo veľkých množstvách čistí celkom dobre. Zároveň, ak je síranov málo, rôzne aniónomeniče, gélové aj makroporézne, si poradia s úpravou vody a elimináciou dusičnanov.

Prípravné operácie

Aby živica Purolite A520E plnila 100% výkon, musí byť správne pripravená na plnenie funkcie čistenia a prípravy H 2 O pre potravinársky priemysel. Treba poznamenať, že pred začatím práce sa použitá zlúčenina ošetrí 6% roztokom NaCl. V tomto prípade sa použije dvojnásobný objem v porovnaní s množstvom samotnej živice. Potom sa spojenie premyje potravinárskou vodou (množstvo H 2 O by malo byť 4-krát väčšie). Až po takomto spracovaní sa môže odobrať na čistenie.

Záver

Vďaka vlastnostiam, ktoré majú ionomeničové živice, sa dajú použiť v potravinárskom priemysle nielen na čistenie vody, ale aj na spracovanie potravín, rôznych nápojov a iných vecí. Výmenníky aniónov vyzerajú ako malé guľôčky. Práve na nich sa lepia ióny vápnika a horčíka a tie zasa dodávajú vode ióny sodíka. Počas procesu prania granule uvoľňujú tieto priľnavé prvky. Uvedomte si, že tlak v iónomeničovej živici môže klesnúť. To ovplyvní jeho prospešné vlastnosti. Určité zmeny sú ovplyvnené vonkajšími faktormi: teplotou, výškou kolóny a veľkosťou častíc a ich rýchlosťou. Preto by sa pri spracovaní mal udržiavať optimálny stav prostredia. Aniónové výmenníky sa často používajú pri čistení vody pre akvárium - prispievajú k vytváraniu dobrých podmienok pre život rýb a rastlín. Iónomeničové živice sú teda potrebné v rôznych priemyselných odvetviach, dokonca aj v domácnostiach, pretože dokážu kvalitatívne vyčistiť vodu pre jej ďalšie použitie.

Slabý výkon katexu závisí hlavne od dvoch dôvodov:

• nedostatočná výška vrstvy sulfónovaného uhlia vo filtri. V tomto prípade je potrebné maximálne pridať sulfónované uhlie, zdvihnúť horné drenážne zariadenie čo najvyššie alebo zvýšiť výšku filtra privarením valcového plášťa k hornej časti;
• vysoký hydraulický odpor potrubí drenážneho zariadenia dodávajúceho vodu. Na odstránenie tohto javu je potrebné vyložiť filter, demontovať drenážne zariadenie, prerobiť ho, zvýšiť počet vetiev a podľa toho aj počet bradaviek a uzáverov. Ak nie sú uzávery, je potrebné vyfrézovať viac štrbín na bočných vetvách. Ak to nepomôže a neprinesie znateľný efekt, je potrebné vymeniť všetky rúry a zväčšiť ich priemer.

Zníženie výmennej pracovnej kapacity katexu závisí od viacerých dôvodov:

• soľ nízkej kvality používaná na regeneráciu. Soľ použitá na regeneráciu sa musí analyzovať. Na tento účel pripravte jeho 10% roztok a obvyklým spôsobom stanovte všeobecnú tvrdosť. Nesmie prekročiť 40 meq/l;
• poškodenie drenážneho zariadenia vo filtri, napr. odtrhnutím uzáverov, koróziou vsuviek atď. V tomto prípade je potrebné vyložiť filter, skontrolovať a opraviť drenážne zariadenie;
• nepresné dodržanie režimu regenerácie (nízka intenzita uvoľňovania katexu, zvýšená rýchlosť prechodu soľného roztoku, nedodržanie poradia pri otváraní kohútikov, nedostatočné množstvo soli naložené do soľného rozpúšťadla). V týchto prípadoch je potrebné uviesť režim regenerácie do úplnej zhody s pokynmi na údržbu filtra.

Intenzívna strata katexu pri kyprení sprevádzané zákalom vody. Najprv je potrebné skontrolovať režim uvoľňovania, aby sa zabránilo uvoľneniu sulfónovaného uhlia do pracej vody. Tento jav môže nastať aj pri nedostatočnej kvalite sulfo-uhlia. Ak sa nedodržiavajú pravidlá skladovania sulfónovaného uhlia, zhoršuje sa, drobí sa a mení sa jeho granulometrické zloženie. Najlepšie sulfónované uhlie sa skladujú vo vode. Okrem toho k oxidácii uhlia prispieva aj zvýšený obsah vzduchu vo vode a jeho akumulácia vo filtri.

Plochá krivka vyčerpania kationitu a jeho veľká „chvostová“ výmenná kapacita.

Tento jav sa pozoruje, ak rýchlosť filtrácie vody na rôznych miestach filtračnej časti nie je rovnaká, čo sa vyskytuje s rôznym odporom proti prechodu vody na rôznych miestach drenážneho zariadenia.

V tomto prípade sa odporúča zastaviť filter, otvoriť horný poklop, odstrániť hornú kontaminovanú vrstvu a vrstvu katexu odsunúť do hĺbky 1 m. Pri ďalšej generálnej oprave treba venovať osobitnú pozornosť hydrodynamike spodného drenážneho zariadenia.

Zvýšená doba vymývania soli po regenerácii.

Dôvodom je zvyčajne zväčšený mŕtvy priestor medzi povrchom zálievky a úrovňou uzáverov. Na odstránenie tohto javu je potrebné dodatočne vyplniť a priviesť ho k spodným okrajom uzáverov.

Vniknutie katiónových zŕn do zmäkčenej vody.

Znamená to poruchu odvodňovacieho zariadenia v dôsledku zlyhania odtokových uzáverov. V tomto prípade sa filter zastaví, odvodňovacie zariadenie sa vyloží a opraví.

Plnenie kationitu sa musí uskutočňovať cez horný poklop filtra ručne alebo pomocou hydraulického nakladacieho zariadenia.

Katiónový výmenník je vložený do filtra naplneného vodou z dvoch tretín. Pri zaťažení sa berie do úvahy koeficient napučiavania katexu a odtiaľ sa určuje výška zaťaženia suchého materiálu. Potom sa katex premyje od jemných častíc prúdom vody zdola nahor. Na-katiónový výmenník sa navyše z kyslej vody vymýva prúdom vody zhora nadol.

Po vložení katexu do filtra naplneného vodou alebo roztokom NaCl, napučaním iónomeniča počas dňa sa premyje zdola nahor, z povrchu sa odstráni vrstva jemných častíc a nečistôt a výška vrstvy sa upraví na normálne. Potom sa filter uzavrie, zospodu naplní vodou a regeneruje kyselinou pri spotrebe 100% H2SO4 od 17 do 25 kg na 1 m3 katexu. Po dodaní potrebného množstva silnej kyseliny do filtra sa jeho prietok zastaví a voda sa naďalej dodáva rovnakou rýchlosťou, pričom sa likviduje použitý, zvyčajne neutrálny, regeneračný roztok presýtený sadrou. Množstvo roztoku vypusteného od okamihu zastavenia dodávky kyseliny sa musí rovnať objemu katexu naplneného do filtra. Po vyliatí tohto množstva roztoku a znížení jeho tvrdosti na 10 - 15 mg-ekv/l sa začne plniť nádrž na recykláciu použitého roztoku regeneračnej kyseliny alebo nádrž na kyprenie. Po ich naplnení, ak je pracia voda stále tvrdá, pokračujte v čistení vypustením pracej vody do kanalizácie.

Po naložení katexu do filtra, jeho umytí zdola nahor, odstránení vrstvy jemných častíc a nečistôt z povrchu sa filter zospodu naplní vodou a regeneruje kyselinou pri prietoku 100% H2SO4 od 17 do 25 kg na 1 m3 katexu.

Po naplnení katexu sa premyje spätným prúdom rýchlosťou 8 - 10 m / h, aby sa vyčistila voda.

Vzorec (2) má určitý praktický význam: po určení koeficientu K je možné ľahko vypočítať objem náplne katexu potrebného na spracovanie požadovaného množstva roztoku v danom čase. S daným množstvom naplneného katexu je možné určiť čas spracovania iónomeničovej živice.

Inštalovala sa usadzovacia nádrž a saturátor, rozšírenie katiónovej časti úpravy vody realizovala dielňa zväčšením výšky filtrov o 1 m so zodpovedajúcim zaťažením kationitu a nahradením glaukonitu sulfónovaným uhlím.

Pred naložením do katiónových filtrov sa po ich výške urobí (kriedou) značka, na ktorú sa musí katión naložiť, prípadne sa určí hmotnosť alebo objem kationitu potrebný na naplnenie. Je potrebné vziať do úvahy stupeň jeho opuchu a.

Pre racionálny výber schémy a návrhu H - katexového filtra odsoľovacieho zariadenia vo vzťahu k špecifickému zloženiu vody a podmienkam regenerácie je potrebné určiť: výšku vrstvy katexu, ktorá musí byť úplne regenerovaný kyselinou a špecifickou spotrebou kyseliny, ktorá zabezpečuje kompletnú regeneráciu potrebnej časti záťaže katexu.

Aby sa zlepšila spoľahlivosť filtrov, musí sa skutočná spotreba kyseliny zvýšiť o 20 - 30% oproti zistenej. Je potrebné venovať pozornosť tomu, že celková výška zaťaženia katexu musí byť zvolená tak, aby pri danej mernej spotrebe na regeneráciu ochrannej vrstvy bol jej prebytok absorbovaný v nasledujúcich vrstvách katexu pozdĺž priebeh regenerácie. Pre kyselinu chlorovodíkovú nespôsobuje zabezpečenie uvedených podmienok žiadne ťažkosti, pretože už pri jej stechiometrickej spotrebe na regeneráciu výška úplne regenerovanej vrstvy katexu výrazne prevyšuje výšku ochrannej vrstvy. Pre kyselinu sírovú je zabezpečenie týchto podmienok trochu zložité. Ako však vyplýva z § 5.7, pri dodržaní určitých požiadaviek je možné zabezpečiť požadovaný stupeň regenerácie danej výšky vrstvy a zodpovedajúcej pracovnej hĺbky.

Pri priamej ionizácii v dôsledku ustálenej distribúcie iónov v kolóne pred regeneráciou totiž ióny vápnika a horčíka vytlačené počas regenerácie kyslým roztokom odstraňujú sodíkové ióny z katexu, v dôsledku čoho sa po regenerácii sodík ióny prakticky nie sú obsiahnuté v katexe. V prípade protiprúdovej regenerácie sú sodné ióny vytláčané iba jednomocnými iónmi vodíka a prechádzajú celou vrstvou katexu. Z týchto dôvodov sa nám zdá, že protiprúdový spôsob regenerácie a ae našiel široké uplatnenie za bežných podmienok H - kationizácie.

Podľa týchto noriem je prídavok k iónomeničovým filtrom v prvom roku prevádzky 20% pre sulfouhlie, 15% pre katex KU-2, v ďalších rokoch 12% pre sulfouhlie, 7% pre KU-2. Počet filtrov pre oba sorbenty je podľa spoločnosti Mosenergo takmer rovnaký, keďže pri poklese objemu zaťaženia katexu KU-2 oproti sulfo-uhliu (približne 2-krát) vzniká veľké množstvo vodného vankúša. treba uvoľniť ten prvý.

Plnenie FSD pozostáva z katión-ta KU-1G vyrábaného v závode na výrobu plastov Nižný Tagil a anexovej živice AV-17 vyrábanej v závode Karbolit v Kemerove. Jeden FSD s vnútornou regeneráciou je zaťažený katexom KU-2. Zrnitosť katexov je 0 5 - 10 mm, aniónov 0 25 - 10 mm. Nakladacia výška katexu vo všetkých FSD je 600 mm;

Strana 12 z 39

V odsoľovacích zariadeniach sú H-katiónové filtre naplnené katiónom rôznej kvality. Množstvo suchého katexu naloženého do filtra by sa malo vypočítať na základe požadovanej výšky filtračnej vrstvy katexu v napučanom stave.
V H-katexových filtroch prvého stupňa musí mať vrstva mokrého katexu takú výšku, ktorá umožňuje zväčšiť objem katexu pri uvoľňovaní približne o 50 %. V H-katiónových filtroch stupňa II a III je vhodné mať za rovnakých podmienok vrstvu vlhkého kationitu s výškou 1,0-1,5 m.
Po naplnení do filtra sa katex 10-12 hodín nabobtná vo vode a po napučaní sa katex premyje od kontaminácie prúdom vody zdola nahor. Sulfonované uhlie sa začína uvoľňovať pri rýchlosti stúpania vody 7-8 m/h a zvyšuje sa na 12-15 m/h, keď sa premývacia voda číri.
Po umytí katexu sa filter otvorí, ručne sa odstráni vrchná vrstva jemných častíc (jej hrúbka závisí od kvality katexu), pridaním alebo expedíciou katexu sa výška vrstvy upraví na vypočítanú. Potom sa meria výška katiónovej vrstvy v napučanom stave.
Príprava čerstvého katexu na prácu sa uskutočňuje jeho regeneráciou nadbytočným množstvom kyslého roztoku. Pri praní sa zisťuje tvrdosť a kyslosť pracích vôd. V tých prípadoch. keď sa pranie oneskorí a tvrdosť pracej vody dlhodobo neklesá, je vhodné vykonať dodatočnú regeneráciu.
Pri primárnych regeneráciách sa prechod regeneračného roztoku 1,5-2,0% kyseliny sírovej uskutočňuje pomaly, po dobu 1,5-2,0 hodín, čo predlžuje dobu kontaktu regeneračného roztoku s katexom a prispieva k jeho lepšej cvičiť. Orientačná spotreba 100% kyseliny sírovej je do 30 kg na 1 m 3 katexu; rýchlosť filtrácie regeneračného roztoku určuje čas jeho kontaktu s katexom; zvyčajne je to 9-10 m/h a nakoniec sa nastaví pri uvádzaní do prevádzky. Premývacia voda sa filtruje rýchlosťou -10 m/h.
Premývanie katexu vo filtroch 1. stupňa sa vykonáva prečistenou vodou.
Kyslý regeneračný roztok na regeneráciu H-katiónových filtrov I., II. a III. stupňa sa pripravuje len na H-katiónovej vode.
Premývanie katexu končí, keď je tvrdosť premývacej vody ~ 50 µg-eq/kg a kyslosť presahuje obsah súčtu iónov SO‚-+Cl″ v zdrojovej vode nie viac ako 500 µg-eq. /kg.
Primárna regenerácia H-katiónových filtrov II. stupňa sa uskutočňuje s rovnakou spotrebou kyseliny, koncentráciou regeneračného roztoku a jeho prietokom ako H-katexové filtre I. stupňa. Premývanie H-katiónového filtra stupňa II sa uskutočňuje čiastočne odsolenou a dekarbonizovanou vodou. H-katiónové filtre stupňa II sa premyjú na kyslosť filtrátu 0,15 meq/kg.
Trvanie predbežnej prípravy filtra na prevádzku závisí od kvality katexu a môže sa pohybovať od niekoľkých hodín až po deň.
Do 1-2 dní po uvedení filtra do prevádzky po regenerácii môže byť voda mierne opaleskujúca (zakalená); Približne 2 dni po zapnutí filtra by mala byť všetka katiónová voda úplne priehľadná.

Priemerná životnosť zásypu na zmäkčovanie vody je cca 5 rokov, potom sa vyžaduje výmena katexu stratil svoj výkon.

Pre čo najdlhšiu životnosť katexu je potrebné správne naprogramovať riadiacu jednotku pri prvom spustení a zabezpečiť predbežnú úpravu vody.

Požadovaná kvalita vody vstupujúcej do systému sodíkových katiónov

Všeobecná tvrdosť - do 20 mg.ekv./l

Celkový obsah soli - do 1000 mg/l

Celkové železo - nie viac ako 0,3 mg / l

Teplota vody - 5-35 °C

Farba - nie viac ako 30 stupňov

Ropné produkty - č

Sulfidy a sírovodík - nie

Etapy výmeny katexu v systémoch sodíkovej kationizácie

Pred začatím práce je potrebné zorganizovať prívod vody obtokom zmäkčovača cez obtokové vedenie. Zatvorte prívod a odvod vody do zmäkčovača.

Pre bezpečnú manuálnu prevádzku prepnite riadiacu jednotku filtra do režimu regenerácie, aby sa uvoľnil tlak. Potom prepnite do pracovného režimu. Potom vypnite napájanie systému zmäkčovania vody a pustite sa do hlavnej práce.

1. Odpojený od napájania, odpojte riadiacu jednotku od hydraulického potrubia a odpojte vedenie soľanky nádrže na činidlo.

2. Predtým výmena katexu opatrne odskrutkujte regulačný ventil.

3. Bez poškodenia krytu filtra ho zbavte zvyškov vody a opotrebovaného katexu.

4. Dobre opláchnite a ak je to možné, dezinfikujte vnútornú dutinu krytu.

5. Nainštalujte telo na trvalé pracovisko.

6. Riadiaci ventil úplne zaskrutkujte a umiestnite na vhodné miesto pre ďalšiu prevádzku.

7. Po výbere optimálnej polohy opatrne odskrutkujte ventil z valca.

8. Vložte centrálny rozvodný systém so štrbinovým uzáverom do vnútra krytu. Otočte štrbinový uzáver do zásuvky na spodnej časti valca.

9. Horný otvor centrálneho rozvodného potrubia musí byť uzavretý zátkou alebo iným zariadením, ktoré zabráni vniknutiu iónomeničovej živice do rozvodu pri zásype. Jedinou podmienkou pri dopĺňaní zátky by nemala spadnúť do centrálnej rúrky, čo môže deaktivovať riadiaci systém.

10. Naplňte balónik malým množstvom vody, približne ¼ objemu. Toto množstvo tlmí nanášanú iónomeničovú živicu.

11. Do hrdla valca vložte lievik, ktorý poskytne pohodlie pri plnení katexu.

12. Nasypte požadované množstvo štrku cez lievik. Po zasypaní štrkom sa nesmie z valca vytiahnuť centrálny rozvodný rozdeľovač, pretože pri pokuse o jeho nasadenie môžete poškodiť spodný štrbinový uzáver.

13. Naplňte filter požadovaným množstvom katexu.

14. Opatrne odstráňte lievik, cez ktorý bol pridaný nový filtračný materiál.

15. Odstráňte zátku alebo nástroj použitý na zakrytie otvoru v hornej časti stredovej distribučnej trubice.

16. Odstráňte všetok zvyšný prach a filtračný materiál z hrdla a závitov krytu.

17. Nasuňte regulačný ventil s horným štrbinovým uzáverom na centrálne rozvodné potrubie.

18. Naskrutkujte ovládaciu skrinku v smere hodinových ručičiek do telesa filtra.

19. Pripojte riadiacu jednotku k centrálnemu prívodu vody a napájajte ju energiou.

20. Pripojte vedenie soľanky k ovládacej skrinke.

21. Po dokončení všetkých prác je potrebné priviesť vodu do inštalácie a vypustiť zvyšný vzduch z telesa filtra.

22. Skontrolujte nastavenia automatického riadenia a vykonajte primárnu regeneráciu na umytie katexu.