Система блакитна зона - система обробки води у змішаному шарі іонітів
“БЛАКИТНА ЗОНА” – ВИСОКОЕФЕКТИВНА СИСТЕМА ОБРОБКИ ВОДИ У ЗМІШАНОМУ ШАРІЙ ІОНІТІВ
Система “Блакитна зона” – винайдена нещодавно, але вже знайшла досить широке застосування для зменшення впливу одного з основних факторів, що погіршують технічні характеристики експлуатації фільтрів змішаної дії – перехресного забруднення іонітів.
Зазвичай перед регенерацією смоли змішаного шару розділяють шляхом розпушування. Після поділу катіоніту та аніоніту кожен з іонообмінників регенерують: катіоніт – соляною або сірчаною кислотою; аніоніт – розчин гідроксиду натрію. Однак, якщо два іонообмінники не повністю розділені, або внаслідок невдалого підбору їх гідродинамічних характеристик, або через незадовільне проведення процесу поділу, частина катіоніту може перебувати в шарі аніонту, що піддається регенерації лугом, і навпаки, частина аніоніту. може бути присутнім у шарі катіоніту, який регенірується кислотою.
У результаті частина катіоніту буде переведена в натрієву форму розчином гідроксиду натрію, а частина аніоніту - в хлор або сульфат форму розчином кислоти.
Після змішування, забруднені протиіонами регенеруючих розчинів іоніти рівномірно розподіляться по шару, а присутні в них іони натрію (катіоніт) або хлорид-(сульфат-) іони (аніоніт) стануть причиною погіршення якості знесоленої води, зокрема, через збільшення проскока іонів і хлоридів (сульфатів) у фільтрат.
Для зменшення перехресного забруднення шарів катіоніту та аніоніту при їх гідравлічному поділі, застосовується проміжний шар інертного матеріалу, що розташовується між шарами катіоніту та аніоніту.
2. RELITE IP275/BZ - RELITE IP275/WZ: ІНЕРТНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯОРГАНІЗАЦІЇ ПРОЦЕСУ “БЛАКИТНА ЗОНА”
RELITE IP275/BZ та RELITE IP275/WZ – інертні матеріали спеціально розроблені RESINDION для застосування у фільтрах змішаної дії з метою зменшення перехресного забруднення іонітів при їх регенерації. Їх основні характеристики: • щільність і гідравлічна крупність RELITE IP275/BZ і RELITE IP275/WZ знаходяться в проміжному інтервалі між тими ж характеристиками катіоніту та аніоніту в умовах поділу змішаного шару розпушуванням, що забезпечує положення інертного матеріалу між катіонітом і процесу регенерації; • вони не містять іоногенних груп (ні катіонних, ні аніонних) і є хімічно інертними по відношенню до кислоти та лугу; • незважаючи на відсутність іоногенних груп, інертні матеріали добре змочуються водою; • мають високу фізичну та хімічну стабільність, у тому числі і в агресивних середовищах кислоти та луги.
Особливістю інертного матеріалу RELITE IP 275/BZ є його інтенсивне блакитне забарвлення, що дозволяє краще візуально визначити наявність у шарі інертного матеріалу катіоніту або аніоніту. Блакитний колір RELITE IP 275/BZ дозволяє за допомогою візуального контролю коректно розділити катіоніт та аніоніт перед регенерацією. Колір інертного матеріалу стійок у хімічно агресивних середовищах. Так, навіть у 10%-ному розчині гіпохлориту натрію колір залишається стабільним протягом тривалого часу.
RELITE IP 275/WZ відрізняється від RELITE IP 275/BZ відсутністю забарвлення. Лабораторні випробування довели, що властивості RELITE IP275/BZ та RELITE IP275/WZ дозволяють застосовувати їх у поєднанні з катіонообмінними та аіонообмінними смолами кваліфікації RELITE BZ незалежно від характеристик матриці іонітів. Так RELITE IP 275/BZ та RELITE IP 275/WZ можутьвикористовуватися у фільтрах змішаної дії спільно з гелевими, так і пористими іонітами, а також у комбінаціях гелевих і пористих смол.
3. ВИБІР ІОНІТІВ ДЛЯ СИСТЕМИ «БЛАКИТНА ЗОНА»
Рекомендується застосування наступних комбінацій матеріалів: A) Гелевий катіоніт - гелевий аніоніт Гелевий катіоніт RELITE C250/BZ Інертний матеріал RELITE IP275/BZ або RELITE IP275/WZ Гелевий аніоніт RELITE 3>B) Макропористий катіоніт-макропористий аніоніт Макропористий катіоніт RELITE CFS/BZ Інертний матеріал RELITE IP275/BZ або RELITE IP275/WZ Макропористий аніоніт RELITE 3AS/BZ C) Гелевий Гелевий катіоніт RELITE C250/BZ Інертний матеріал RELITE IP275/BZ або RELITE IP275/WZ Макропористий аніоніт RELITE 3AS/BZ
4. ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ
Система «Блакитна зона» забезпечує ефективну експлуатацію фільтрів змішаної дії незалежно від того, де вони застосовуються (ФСД хімводоочищення, блокових знесолюючих установок і т.д.). регенерацією.
При правильній експлуатації система «БЛАКИТНА ЗОНА» забезпечує отримання знесоленої води з питомим електричним опором близько 18 МОм/см (питома електропровідність близько 0,06 мкСм/см). Проскок іонів через фільтр змішаної дії за рахунок застосування цього технічного рішення зменшується до рівня нижче за межу аналітичного виявлення. Тому сфера застосування системи «БЛАКИТНА ЗОНА» не обмежується лише підготовкою води для підживлення котлів та очищенням конденсату. Із застосуванням системи «БЛАКИТНА ЗОНА» може бути отримана особливо чиста вода для напівпровідників.
5. ПЕРЕВАГИ СИСТЕМИ«ГОЛБА ЗОНА»
Завдяки виключенню перехресного забруднення іонітів при регенерації система «БЛАКИТНА ЗОНА» гарантує наступні переваги:
покращення якості знесоленої води протягом усього фільтроциклу
зниження витрат води на відмивання іонітів після регенерації: як лабораторні випробування, так досвід експлуатації свідчать, що відмивання системи «Блакитна зона» вимагає приблизно в 8 разів менше знесоленої води, ніж використовується для відмивання традиційного змішаного шару іонітів.
збільшення робочого фільтроциклу: швидке досягнення високого питомого опору обробленої води після регенерації шару супроводжується збільшенням робочого фільтроциклу та покращенням якості знесоленої води. Це ілюструє рис.1.
збільшення тривалості експлуатації іонітів до їх заміни: збільшення робочого фільтроцикла призводить до зменшення частоти регенерацій іонітів. Це супроводжується збільшенням тривалості експлуатації іонітів, оскільки порівняно з традиційною технологією знесолення у змішаному шарі частота регенерацій (і пов'язані з цим осмотичний шок та стирання гранул при перемішуванні шару повітрям) скорочується.
РИС.1. СХЕМАТИЧНЕ СПОСТАВАННЯ РОБОЧИХ ФІЛЬТРОЦИКЛІВ СИСТЕМИ «БЛАКИТНА ЗОНА» І ТРАДИЦІЙНОГО ЗМІШАНОГО ШАРУ ІОНІТІВ
6. НАДІЙНІСТЬ СИСТЕМИ «Блакитна зона». При її експлуатації можливі самі проблеми, як і за застосуванні традиційного змішаного шару, пов'язані із зовнішніми чинниками. Наприклад, нафтопродукти, присутні в конденсаті, можуть покривати плівкою як іоніти, так і інертний матеріал. Якщо при експлуатації традиційного змішаного шару такий ефект супроводжується зменшенням робочої ємностііонітів, то трикомпонентної суміші може ускладнитися поділ катіоніту і аніоніту перед їх регенерацією, оскільки інертний матеріал певною мірою може втратити здатність ефективно розділяти катіоніт і аніоніту. В цьому випадку необхідно провести промивання трикомпонентного шару від нафтопродуктів розчином неіоногенної поверхнево-активної речовини.
7. ЕКСПЛУАТАЦІЯ СИСТЕМИ «ГОЛБА ЗОНА»
Експлуатація системи «Блакитна зона» та традиційного фільтра змішаної дії мало відрізняється. До опису традиційного шару змішаної дії слід додати лише невеликі зауваження:
ВНУТРІШНЯ РЕГЕНЕРАЦІЯ ЗМІШАНОГО ШАРУПри внутрішній регенерації суміші за системою «БЛАКИТНА ЗОНА» кількість інертного матеріалу RELITE IP 275/BZ або RELITE IP 275/WZ має бути підібрано так, щоб після поділу катіоніт та анон б ближче ніж на 5 - 6 см до середньої дренажної системи фільтра. Тому необхідні точні відомості про геометричні розміри дренажної системи фільтра, щоб можна було б розрахувати необхідну висоту завантаження та обсяг інертного матеріалу RELITE IP275/BZ або RELITE IP275/WZ. Більш того, при визначенні висоти завантаження інертного матеріалу слід враховувати набухання (приблизно на 3%) катіоніту при переході з Na+ в Н+ - форму. Таке набухання впливає на висоту шару катіоніту, а отже, на положення межі розділу катіоніт - інертний матеріал у фільтрі.
ВИНОСНА РЕГЕНЕРАЦІЯПри виносній регенерації обсяг інертного матеріалу RELITE IP 275/BZ або RELITE IP 275/WZ повинен відповідати висоті шару в розділовому апараті в 15 - 20 см. Ця величина не залежить від відношення аніоніт у змішаному шарі. Після поділу іонітів та видалення аніоніту над шаромкатіоніту повинно залишатися приблизно 20 - 25% інертного матеріалу для того, щоб гарантувати відсутність перенесення катіоніту в регенератор аніоніту. Навіть якщо матеріали RELITE BZ класу ретельно підібрані та не вимагають спеціальної попередньої підготовки, необхідно ретельно розпушити фільтр для видалення бульбашок повітря та усунення можливого часткового перемішування смол.
8. РОЗШИРЕННЯ ЗМІШАНОГО ШАРУ ПРИ ВИПУХАННЯ І РОЗДІЛЕННЯ ІОНІТІВЯк правило, для знесолення води та очищення конденсату використовуються змішані шари при відношенні обсягів катіоніту та аніоніту 1:1. На Мал. 2 –5 наведено відомості про розширення шару при різних швидкостях подачі води на розпушування та температурах для системи «БЛАКИТНА ЗОНА» наступного складу: катіоніт: аніоніт = 1:1 інертний матеріал = 15% загального обсягу шару.
9. ПЕРЕПАД ТИСКУНа Мал. 6 наведено відомості про перепад тиску в шарі при різних швидкостях фільтрування води та температурах для системи «БЛАКИТНА ЗОНА».