Co to jest regeneracja żywicy IX?
W trakcie jednego lub więcej cykli serwisowych żywica IX ulegnie zużyciu, co oznacza, że nie będzie już w stanie ułatwiać reakcji wymiany jonowej. Dzieje się tak, gdy jony zanieczyszczeń wiążą się z prawie wszystkimi dostępnymi miejscami aktywnymi na matrycy żywicy. Mówiąc prościej, regeneracja jest procesem, w którym anionowe lub kationowe grupy funkcyjne są przywracane do zużytej matrycy żywicy. Osiąga się to poprzez zastosowanie roztworu do regeneracji chemicznej, chociaż dokładny proces i użyte regeneratory będą zależeć od kilku czynników procesowych.
Rodzaje procesów regeneracji żywic IX
Systemy IX zazwyczaj przyjmują postać kolumn, które zawierają jedną lub więcej odmian żywicy. Podczas cyklu serwisowego strumień kierowany jest do kolumny IX, gdzie reaguje z żywicą. Cykl regeneracji może być jednym z dwóch typów, w zależności od ścieżki, jaką obiera rozwiązanie regenerujące. Obejmują one:
1）Regeneracja współprądowa (CFR). W CFR roztwór do regeneracji podąża tą samą ścieżką, co roztwór do obróbki, który jest zwykle od góry do dołu w kolumnie IX. CFR nie jest zwykle stosowany, gdy duże przepływy wymagają obróbki lub wymagana jest wyższa jakość, w przypadku złóż żywicy silnie kwaśnych kationów (SAC) i silnie zasadowych anionów (SBA), ponieważ do jednorodnej regeneracji żywicy wymagane byłyby nadmierne ilości roztworu do regeneracji. Bez pełnej regeneracji żywica może przeciekać jony zanieczyszczające do oczyszczonego strumienia podczas następnego cyklu serwisowego.
2）Regeneracja wstecznan (RFR). Znana również jako regeneracja przeciwprądowa, RFR obejmuje wtryskiwanie roztworu regenerującego w kierunku przeciwnym do przepływu serwisowego. Może to oznaczać ładowanie w górę/regenerację w dół lub ładowanie w dół/regenerację w górę. W każdym przypadku roztwór regenerujący najpierw styka się z mniej zużytymi warstwami żywicy, dzięki czemu proces regeneracji jest bardziej wydajny. W rezultacie RFR wymaga mniej roztworu do regeneracji i powoduje mniejszy wyciek zanieczyszczeń, chociaż należy zauważyć, że RFR działa skutecznie tylko wtedy, gdy warstwy żywicy pozostają na swoim miejscu podczas regeneracji. Dlatego RFR powinien być stosowany tylko z kolumnami ze złożem upakowanym IX lub jeśli stosuje się jakiś rodzaj urządzenia retencyjnego, aby zapobiec przemieszczaniu się żywicy w kolumnie.
Etapy regeneracji żywicy IX
Podstawowe etapy cyklu regeneracji składają się z:
Płukanie wsteczne. Płukanie wsteczne jest wykonywane tylko w CFR i obejmuje płukanie żywicy w celu usunięcia zawieszonych ciał stałych i ponownego rozprowadzenia zagęszczonych kulek żywicy. Mieszanie kulek pomaga usunąć wszelkie drobne cząstki i osady z powierzchni żywicy.
Wtrysk regeneracyjny. Roztwór regenerujący jest wstrzykiwany do kolumny IX przy niskim natężeniu przepływu, aby zapewnić odpowiedni czas kontaktu z żywicą. Proces regeneracji jest bardziej złożony w przypadku jednostek ze złożem mieszanym, w których znajdują się zarówno żywice anionowe, jak i kationowe. Na przykład w polerowaniu w złożu mieszanym IX żywice są najpierw oddzielane, a następnie nakładany jest regenerant kaustyczny, a następnie regenerator kwasowy.
Przemieszczenie regeneracyjne. Regenerant jest wypłukiwany stopniowo przez powolne wprowadzanie wody rozcieńczającej, zwykle z taką samą szybkością przepływu jak roztwór regeneratora. W przypadku jednostek ze złożem mieszanym przemieszczenie następuje po zastosowaniu każdego z roztworów regenerujących, a żywice są następnie mieszane ze sprężonym powietrzem lub azotem. Natężenie przepływu na tym etapie „powolnego płukania” musi być starannie kontrolowane, aby uniknąć uszkodzenia kulek żywicy.
Płukanie. Na koniec żywica jest płukana wodą o takim samym natężeniu przepływu, jak w cyklu serwisowym. Cykl płukania powinien trwać aż do osiągnięcia docelowego poziomu jakości wody.
Jakie materiały są używane do regeneracji żywicy IX?
Każdy rodzaj żywicy wymaga wąskiego zestawu potencjalnych regeneratorów chemicznych. W tym miejscu przedstawiliśmy typowe rozwiązania regeneracyjne według rodzaju żywicy i podsumowaliśmy alternatywy, jeśli ma to zastosowanie.
Silnie kwasowe regeneratory kationów (SAC)
Żywice SAC można regenerować tylko mocnymi kwasami. Najczęściej stosowanym regenerantem do zastosowań zmiękczających jest chlorek sodu (NaCl), ponieważ jest stosunkowo tani i łatwo dostępny. Chlorek potasu (KCl) jest powszechną alternatywą dla NaCl, gdy sód jest niepożądany w oczyszczonym roztworze, podczas gdy chlorek amonu (NH4Cl) jest często zastępowany w zastosowaniach zmiękczania gorącego kondensatu.
Demineralizacja to proces dwuetapowy, z których pierwszy polega na usuwaniu kationów za pomocą żywicy SAC. Kwas chlorowodorowy (HCl) jest najwydajniejszym i najszerzej stosowanym regenerantem w zastosowaniach dekationizacji. Kwas siarkowy (H2SO4), chociaż tańsza i mniej niebezpieczna alternatywa dla HCl, ma niższą wydajność operacyjną i może prowadzić do wytrącania się siarczanu wapnia, jeśli zostanie zastosowany w zbyt wysokim stężeniu.
Słabe regeneratory kationów kwasowych (WAC)
HCl jest najbezpieczniejszym i najskuteczniejszym regenerantem do zastosowań związanych z dekalizacją. H2SO4 może być stosowany jako alternatywa dla HCl, ale musi być utrzymywany w niskim stężeniu, aby uniknąć wytrącania się siarczanu wapnia. Inne alternatywy obejmują słabe kwasy, takie jak kwas octowy (CH3COOH) lub kwas cytrynowy, które są czasami używane do regeneracji żywic WAC.
Silne regeneratory anionów zasadowych (SBA)
Żywice SBA można regenerować tylko przy użyciu mocnych zasad. Soda kaustyczna (NaOH) jest prawie zawsze używana jako regenerator SBA do demineralizacji. Można również użyć potażu żrącego, choć jest to drogie.
Słabe żywice anionowe (WBA)
NaOH prawie zawsze jest używany do regeneracji WBA, chociaż można również użyć słabszych zasad, takich jak amoniak (NH3), węglan sodu (Na2CO3) lub zawiesiny wapna.
Czas publikacji: 16 czerwca-2021