Co je regenerace pryskyřice IX?
V průběhu jednoho nebo více servisních cyklů se pryskyřice IX vyčerpá, což znamená, že již nemůže usnadňovat reakce iontové výměny. K tomu dochází, když se kontaminující ionty navážou na téměř všechna dostupná aktivní místa na pryskyřičné matrici. Zjednodušeně řečeno, regenerace je proces, při kterém jsou aniontové nebo kationtové funkční skupiny obnoveny do matrice použité pryskyřice. Toho je dosaženo aplikací roztoku chemické regenerace, ačkoli přesný postup a použité regeneranty budou záviset na několika procesních faktorech.
Typy procesů regenerace pryskyřice IX
Systémy IX mají obvykle formu sloupců, které obsahují jednu nebo více odrůd pryskyřice. Během servisního cyklu je proud směrován do kolony IX, kde reaguje s pryskyřicí. Cyklus regenerace může být jedním ze dvou typů v závislosti na cestě, kterou se regenerační roztok ubírá. Tyto zahrnují:
1）Společná regenerace (CFR). V CFR postupuje regenerační roztok stejnou cestou jako roztok, který má být zpracován, což je obvykle shora dolů v koloně IX. CFR se typicky nepoužívá tam, kde velké průtoky vyžadují úpravu nebo je vyžadována vyšší kvalita, pro pryskyřičná lůžka se silným kyselým kationtem (SAC) a silným zásaditým aniontem (SBA), protože k rovnoměrné regeneraci pryskyřice by bylo zapotřebí nadměrného množství regeneračního roztoku. Bez úplné regenerace může pryskyřice v dalším servisním běhu unikat kontaminující ionty do upraveného proudu.
2）Regenerace zpětného tokun (RFR). Také známý jako protiproudá regenerace, RFR zahrnuje vstřikování regeneračního roztoku v opačném směru provozního toku. To může znamenat regenerační cyklus načítání/proudění nahoru nebo dolů/regenerace toku. V obou případech se regenerační roztok nejprve dotýká méně vyčerpaných vrstev pryskyřice, čímž je proces regenerace efektivnější. Výsledkem je, že RFR vyžaduje méně regeneračního roztoku a vede k menšímu úniku kontaminantů, i když je důležité poznamenat, že RFR funguje efektivně pouze tehdy, když vrstvy pryskyřice zůstávají na místě po celou dobu regenerace. RFR by proto měl být používán pouze s kolonami IX s náplňovým ložem nebo pokud je použit nějaký typ retenčního zařízení, které zabrání pohybu pryskyřice uvnitř kolony.
Kroky zapojené do regenerace pryskyřice IX
Základní kroky v regeneračním cyklu se skládají z následujících:
Proplach. Zpětné proplachování se provádí pouze v CFR a zahrnuje propláchnutí pryskyřice k odstranění nerozpuštěných látek a redistribuci zhutněných kuliček pryskyřice. Míchání kuliček pomáhá odstranit všechny jemné částice a usazeniny z povrchu pryskyřice.
Regenerační injekce. Roztok regenerátoru se vstřikuje do kolony IX nízkým průtokem, aby se zajistila adekvátní doba kontaktu s pryskyřicí. Proces regenerace je složitější u jednotek se smíšeným ložem, které obsahují aniontové i kationtové pryskyřice. Například při leštění se smíšeným ložem IX se pryskyřice nejprve oddělí, poté se nanese žíravý regenerátor a poté kyselý regenerátor.
Regenerační výtlak. Regenerant se postupně vypláchne pomalým zaváděním ředicí vody, typicky se stejným průtokem jako regenerační roztok. U jednotek se smíšeným ložem dochází k vytlačení po aplikaci každého z regeneračních roztoků a pryskyřice se poté smíchají se stlačeným vzduchem nebo dusíkem. Rychlost toku v této fázi „pomalého oplachování“ je třeba pečlivě řídit, aby nedošlo k poškození pryskyřičných kuliček.
Opláchněte. Nakonec se pryskyřice opláchne vodou se stejným průtokem jako servisní cyklus. Oplachovací cyklus by měl pokračovat, dokud není dosaženo požadované úrovně kvality vody.
Jaké materiály se používají k regeneraci pryskyřice IX?
Každý typ pryskyřice vyžaduje úzkou sadu potenciálních chemických regenerátorů. Zde jsme nastínili běžná řešení regenerátorů podle typu pryskyřice a shrnuli alternativy, kde je to možné.
Regenerátory silných kyselých kationtů (SAC)
SAC pryskyřice lze regenerovat pouze silnými kyselinami. Chlorid sodný (NaCl) je nejběžnějším regeneračním prostředkem pro změkčovací aplikace, protože je relativně levný a snadno dostupný. Chlorid draselný (KCl) je běžnou alternativou k NaCl, když je sodík v upraveném roztoku nežádoucí, zatímco chlorid amonný (NH4Cl) je často nahrazen aplikací změkčování horkého kondenzátu.
Demineralizace je dvoustupňový proces, přičemž první z nich zahrnuje odstranění kationtů pomocí pryskyřice SAC. Kyselina chlorovodíková (HCl) je nejúčinnějším a nejpoužívanějším regeneračním činidlem pro dekatizační aplikace. Kyselina sírová (H2SO4), i když je dostupnější a méně nebezpečnou alternativou k HCl, má nižší operační kapacitu a může vést k vysrážení síranu vápenatého, pokud je aplikována v příliš vysoké koncentraci.
Regenerátory slabých kyselých kationtů (WAC)
HCl je nejbezpečnější a nejefektivnější regenerátor pro aplikace dealkalizace. H2SO4 může být použit jako alternativa k HCl, i když musí být udržován v nízké koncentraci, aby se zabránilo vysrážení síranu vápenatého. Mezi další alternativy patří slabé kyseliny, jako je kyselina octová (CH3COOH) nebo kyselina citrónová, které se také někdy používají k regeneraci pryskyřic WAC.
Regeneranty silného základního aniontu (SBA)
SBA pryskyřice lze regenerovat pouze se silnými bázemi. Kaustická soda (NaOH) se téměř vždy používá jako regenerátor SBA pro demineralizaci. Může být také použit kaustický potaš, i když je drahý.
Pryskyřice WBA (Weak Base Anion)
NaOH se téměř vždy používá k regeneraci WBA, lze však použít i slabší zásady, například amoniak (NH3), uhličitan sodný (Na2CO3) nebo vápenné suspenze.
Čas odeslání: 16. června 2021