Τι είναι η αναγέννηση ρητίνης IX;
Κατά τη διάρκεια ενός ή περισσότερων κύκλων υπηρεσιών, μια ρητίνη IX θα εξαντληθεί, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορεί πλέον να διευκολύνει τις αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων. Αυτό συμβαίνει όταν τα μολυσματικά ιόντα έχουν συνδεθεί με σχεδόν όλες τις διαθέσιμες ενεργές θέσεις στη μήτρα ρητίνης. Με απλά λόγια, η αναγέννηση είναι μια διαδικασία όπου οι ανιονικές ή κατιονικές λειτουργικές ομάδες αποκαθίστανται στη μήτρα της ρητίνης που έχει χρησιμοποιηθεί. Αυτό επιτυγχάνεται με την εφαρμογή ενός χημικού αναγεννητικού διαλύματος, αν και η ακριβής διαδικασία και τα αναγεννητικά που χρησιμοποιούνται θα εξαρτηθούν από διάφορους παράγοντες διεργασίας.
Τύποι διαδικασιών αναγέννησης ρητίνης IX
Τα συστήματα IX λαμβάνουν συνήθως τη μορφή στηλών που περιέχουν μία ή περισσότερες ποικιλίες ρητίνης. Κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υπηρεσίας, ένα ρεύμα κατευθύνεται στη στήλη IX όπου αντιδρά με τη ρητίνη. Ο κύκλος αναγέννησης μπορεί να είναι ένας από τους δύο τύπους, ανάλογα με την πορεία που ακολουθεί το διάλυμα αναγέννησης. Αυτά περιλαμβάνουν:
1Αναγέννηση συν-ροής (CFR). Στο CFR, το αναγεννητικό διάλυμα ακολουθεί την ίδια διαδρομή με το διάλυμα που πρόκειται να υποστεί επεξεργασία, το οποίο είναι συνήθως από πάνω προς τα κάτω σε στήλη IX. Το CFR δεν χρησιμοποιείται συνήθως όταν απαιτούνται μεγάλες ροές ή απαιτείται υψηλότερη ποιότητα, για στρώματα ρητίνης ισχυρού οξέος κατιόντος (SAC) και ισχυρού ανιόντος βάσης (SBA) αφού θα απαιτούνται υπερβολικές ποσότητες αναγεννητικού διαλύματος για την ομοιόμορφη αναγέννηση της ρητίνης. Χωρίς πλήρη αναγέννηση, η ρητίνη μπορεί να διαρρεύσει ρυπαντικά ιόντα στο επεξεργασμένο ρεύμα κατά την επόμενη λειτουργία.
2Αναγέννηση αντίστροφης ροήςn (RFR). Επίσης γνωστό ως αναγέννηση αντίθετης ροής, το RFR περιλαμβάνει την έγχυση του αναγεννητικού διαλύματος προς την αντίθετη κατεύθυνση της ροής υπηρεσίας. Αυτό μπορεί να σημαίνει κύκλο φόρτωσης/αναγέννησης ροής προς τα κάτω ή κύκλου φόρτωσης/αναγέννησης εκροής. Σε κάθε περίπτωση, το αναγεννητικό διάλυμα έρχεται σε επαφή με τα λιγότερο εξαντλημένα στρώματα ρητίνης, καθιστώντας τη διαδικασία αναγέννησης πιο αποτελεσματική. Ως αποτέλεσμα, το RFR απαιτεί λιγότερο αναγεννητικό διάλυμα και έχει ως αποτέλεσμα λιγότερη διαρροή μολυσματικών ουσιών, αν και είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το RFR λειτουργεί αποτελεσματικά μόνο εάν τα στρώματα ρητίνης παραμείνουν στη θέση τους καθ 'όλη τη διάρκεια της αναγέννησης. Επομένως, το RFR θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο με συσκευασμένες στήλες IX ή εάν χρησιμοποιείται κάποιος τύπος συσκευής συγκράτησης για να αποτρέψει τη μετακίνηση της ρητίνης εντός της στήλης.
Βήματα που εμπλέκονται στην αναγέννηση ρητίνης IX
Τα βασικά βήματα σε έναν κύκλο αναγέννησης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
Backwash. Η αντίστροφη πλύση πραγματοποιείται μόνο σε CFR και περιλαμβάνει έκπλυση της ρητίνης για την απομάκρυνση των αιωρούμενων στερεών και την ανακατανομή των συμπυκνωμένων σφαιριδίων ρητίνης. Η ανάδευση των σφαιριδίων βοηθά στην απομάκρυνση τυχόν λεπτών σωματιδίων και εναποθέσεων από την επιφάνεια της ρητίνης.
Αναγεννητική ένεση. Το αναγεννητικό διάλυμα εγχέεται στη στήλη IX με χαμηλό ρυθμό ροής για να επιτρέψει επαρκή χρόνο επαφής με τη ρητίνη. Η διαδικασία αναγέννησης είναι πιο πολύπλοκη για μονάδες μικτής κλίνης που φιλοξενούν ρητίνες ανιόντων και κατιόντων. Σε στίλβωση μικτής κλίνης IX, για παράδειγμα, οι ρητίνες διαχωρίζονται πρώτα, στη συνέχεια εφαρμόζεται ένα καυστικό αναγεννητικό, ακολουθούμενο από ένα αναγεννητικό οξέος.
Αναγεννητική μετατόπιση. Το αναγεννητικό ξεπλένεται σταδιακά με την αργή εισαγωγή νερού αραίωσης, τυπικά με τον ίδιο ρυθμό ροής με το αναγεννητικό διάλυμα. Για μονάδες μικτής κλίνης, η μετατόπιση πραγματοποιείται μετά την εφαρμογή καθενός από τα αναγεννητικά διαλύματα και οι ρητίνες στη συνέχεια αναμειγνύονται με πεπιεσμένο αέρα ή άζωτο. Ο ρυθμός ροής αυτού του σταδίου "αργού ξεβγάλματος" πρέπει να διαχειριστεί προσεκτικά για να αποφευχθεί ζημιά στα σφαιρίδια ρητίνης.
Ξέπλυμα. Τέλος, η ρητίνη ξεπλένεται με νερό στον ίδιο ρυθμό ροής με τον κύκλο σέρβις. Ο κύκλος ξεβγάλματος θα πρέπει να συνεχιστεί μέχρι να επιτευχθεί ένα επίπεδο ποιότητας -στόχου νερού.
Ποια υλικά χρησιμοποιούνται για την αναγέννηση ρητίνης IX;
Κάθε τύπος ρητίνης απαιτεί ένα στενό σύνολο πιθανών χημικών αναγεννητών. Εδώ, έχουμε σκιαγραφήσει κοινά αναγεννητικά διαλύματα ανά τύπο ρητίνης και συνοψίζουμε εναλλακτικές λύσεις όπου ισχύει.
Ισχυρά αναγεννητικά οξέος κατιόντος (SAC)
Οι ρητίνες SAC μπορούν να αναγεννηθούν μόνο με ισχυρά οξέα. Το χλωριούχο νάτριο (NaCl) είναι το πιο κοινό αναγεννητικό για μαλακτικές εφαρμογές, καθώς είναι σχετικά φθηνό και άμεσα διαθέσιμο. Το χλωριούχο κάλιο (KCl) είναι μια κοινή εναλλακτική λύση στο NaCl όταν το νάτριο είναι ανεπιθύμητο στο επεξεργασμένο διάλυμα, ενώ το χλωριούχο αμμώνιο (NH4Cl) συχνά υποκαθίσταται από εφαρμογές μαλακώματος με θερμό συμπύκνωμα.
Η απομετάλλωση είναι μια διαδικασία δύο βημάτων, το πρώτο από τα οποία περιλαμβάνει την αφαίρεση κατιόντων χρησιμοποιώντας μια ρητίνη SAC. Το υδροχλωρικό οξύ (HCl) είναι το πιο αποτελεσματικό και ευρέως χρησιμοποιούμενο αναγεννητικό για εφαρμογές αποκαιοποίησης. Το θειικό οξύ (H2SO4), ενώ είναι μια πιο προσιτή και λιγότερο επικίνδυνη εναλλακτική λύση στο HCl, έχει χαμηλότερη λειτουργική ικανότητα και μπορεί να οδηγήσει σε καθίζηση θειικού ασβεστίου εάν εφαρμοστεί σε πολύ υψηλή συγκέντρωση.
Αναγεννητές ασθενών κατιόντων οξέος (WAC)
Το HCl είναι το ασφαλέστερο, αποτελεσματικότερο αναγεννητικό για εφαρμογές αποαλκαλικοποίησης. Το H2SO4 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο HCl, αν και πρέπει να διατηρηθεί σε χαμηλή συγκέντρωση για να αποφευχθεί η καθίζηση θειικού ασβεστίου. Άλλες εναλλακτικές λύσεις περιλαμβάνουν ασθενή οξέα, όπως το οξικό οξύ (CH3COOH) ή το κιτρικό οξύ, τα οποία επίσης χρησιμοποιούνται μερικές φορές για την αναγέννηση των ρητινών WAC.
Αναγεννητές Strong Base Anion (SBA)
Οι ρητίνες SBA μπορούν να αναγεννηθούν μόνο με ισχυρές βάσεις. Η καυστική σόδα (NaOH) χρησιμοποιείται σχεδόν πάντα ως αναγεννητικό SBA για την απομετάλλωση. Η καυστική ποτάσα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί, αν και είναι ακριβή.
Ρητίνες ασθενών βάσεων ανιόντων (WBA)
Το NaOH χρησιμοποιείται σχεδόν πάντα για αναγέννηση WBA, αν και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ασθενέστερα αλκάλια, όπως αμμωνία (NH3), ανθρακικό νάτριο (Na2CO3) ή εναιωρήματα ασβέστη.
Timeρα δημοσίευσης: 16 Ιουνίου-2021