Катионит КУ-2-8 ГОСТ 20298-74

Катионит КУ-2-8 ГОСТ 20298-74

Технический термин. Фильтрующая среда в засыпных автоматических установках для удаления солей жесткости из воды. Форма – ионообменная смола, сильноосновной катионит. Восстанавливает фильтрационные свойства при промывке раствором соли (NaCl).

Важнейшей областью применения катионитов (ионообменных смол) является водоподготовка. Фильтр ионообменная смола в котором является основным реагентом, позволяет получить деминерализованную воду для паросиловых установок, технологических процессов и бытовых нужд.

 Один из процессов, где незаменимы ионообменные смолы деионизация воды. Аниониты используют для очистки, извлечения, концентрирования и разделения веществ, для аналитических целей, а также как катализатор в органическом синтезе.

Смолы ионообменные принадлежат к группе синтетических ионитов и играют в ней ведущую по применению роль. Иониты – малорастворимые материалы, способные к ионному обмену, т.е. к поглощению из электролитов «+» или «–» ионов, и выделению взамен других ионов, имеющих заряд того же знака.
Виды ионообменных смол – катионитов

Ионообменные смолы – катиониты подразделяются на:

сильнокислотные ионообменные смолы, обменивающие катионы в растворах при любых значениях рН

слабокислотные ионообменные смолы, способные к обмену катионов в щелочных средах при рН > 7.

КАТИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ (поликислоты, катиониты), синтетич. сетчатые полимеры, способные к обмену катионов в водных и водно-орг. р-рах электролитов. В полимерной матрице (каркасе) К. с. фиксированы ионогенные группы, способные диссоциировать на полианионы и компенсирующие их заряды подвижные катионы (противоионы), напр. (для одной группы) П-SO3HDП-SO3-+Н+, участвующие в ионном обмене с разл. др. катионами. Кислотность смолы определяется хим. строением ионогенных групп.

Регенерацию истощенного катионита можно осуществлять раствором хлорида кальция или гидроокиси кальция (известковой водой).

Регенерация истощенного катионита (сульфоугля) при МН4-‘катионировании 'производится раствором сульфата аммония, который отдает истощенному катиониту (сульфоуглю) катиониты аммония, а сам получает катиониты кальция и магния. Образующиеся растворы сернокислого кальция и сернокислого магния удаляются в дренаж.

Восстановление обменной способности истощенного катионита производят применением 2%-ного раствора серной кислоты; при этом водород кислоты переходит в катионит, а кальций и магний, полученные из питательной воды, замещают водород и образуют сернокислый кальций и магний, которые удаляются в дренаж.

Характер распределения поглощенного Са2+(и Mg2+) в слое нормально истощенного катионита и ионов водорода в слое нормально отрегенерирован-ного (обычным избытком кислоты) материала при Н-катионировании в основном такой же, как и при Na-катионировании.

От природы поглощенного катиона зависит и степень <легкости> регенерации Н-катионита. Так, натрий легче вытесняется Н+-ионами, чем Са2+. Чем меньше обменная емкость катионита по данному катиону, тем легче регенерируется насыщенный им катионит.

Регенерацию каждого фильтра проводят соответствующим раствором реагента определенной концентрации. Режим регенерации истощенного катионита считается оптимальным, если при минимальных расходах регенерирующего вещества обеспечивается глубокое умягчение воды при достаточно высокой рабочей емкости катионита.

Обычно при регенерации Na-катионитного фильтра через него пропускаются 6…8 % раствор поваренной соли со скоростью 4…6 м/ч. Восстановление обменной емкости Н-катионита производится серной кислотой концентрацией 1 …1,5 % со скоростью не менее 10 м/ч во избежание «загипсовывания» катионита.

Удельный расход серной кислоты на регенерацию зависит от суммарного содержания хлоридного и сульфатного ионов в умягчаемой воде и составляет 75…225 г/г-экв для фильтров I ступени и 70 г/г-экв для фильтров И ступени. Для экономии реагентов обычно часть регенерационного раствора (последние порции) отводят в бак и используют для последующей регенерации. Растворы реагентов готовят на собственном фильтрате для каждой группы фильтров. Продолжительность подачи раствора составляет 15…30 мин.

Обменную способность ЫН4-катионита, скорость воды и ее расход на технологические операции при обслуживании фильтров можно принимать такими же, как и при Na-катионировании. Для регенерации истощенного катионита применяется раствор соли хлорида аммония (NH4C1) или раствор соли сульфата аммония [(NH4)2SO4].

В основном для регенерации применяется 2-3%-ный раствор сульфата аммония как более доступный и дешевый. Более высокая концентрация не допускается во избежание загипсования зерен катионита. Регенера-ционный раствор сульфата аммония следует подщелачивать содой, едким натрием или аммиаком до слабощелочной реакции по фенолфталеину, что необходимо для связывания остатков серной кислоты.

В процессе Na-катионирования не происходит понижения общего солесодержания умягченной воды. При умягчении воды катионит истощается и для восстановления он должен быть подвергнут регенерации, т. е. через слой истощенного катионита пропускают раствор поваренной соли. При этом катионы натрия вытесняют из катионита ранее поглощенные катионы кальция и магния, а катионит, обогащенный обменными катионами натрия, вновь получает способность умягчать воду.

Чтобы восстановить обменную способность истощенного натрий-катионитового материала, его подвергают обработке 5-10%-ным раствором поваренной соли. Этим процессом, называемым регенерацией, катионы натрия поваренной соли вытесняют из истощенного катионита катионы кальция и магния; последние переходят в раствор в виде хлористого кальция и хлористого магния и удаляются с промывочной водой в дренаж. Катионит же, обогащенный обменными катионами натрия, вновь получает способность умягчать жесткую воду.

Аналогичное действие оказывают противоионы в регенерационном растворе. При пропускании через фильтр раствора NaCl в нем возрастает концентрация вытесняемых из катионита катионов Са2+ и Mg2^ и он обедняется ионами Na+.

Увеличение концентрации противоионов (Са2+ и Mg2+) в регенерационном растворе подавляет диссоциацию истощенного катионита и ослабляет процесс ионного обмена, то есть тормозит регенерацию ионита. В результате, по мере продвижения регенерационного раствора в нижние слои, некоторое количество катионов Са2+ и Mg2+ остается невы-тесненным, поэтому регенерация катионита протекает менее полно.

 Для устранения этого недостатка можно увеличить расход соли, что сильно ухудшает экономичность процесса. Значительно рациональнее применение противоточного катионирования, при котором устраняется неблагоприятное расположение в слое ионов, так как умягченная вода перед выходом из фильтра будет соприкасаться с наиболее хорошо отрегенериро-ванными слоями катионита, благодаря чему обеспечивается более глубокое умягчение воды. Метод противоточного катионирования позволяет значительно снизить расход реагентов на регенерацию катионита, приближаясь к стехиометрическим соотношениям.

Процесс обмена катионов в фильтре происходит до тех пор, пока катионит не истощится, т. е. перестанет умягчать воду. Для восстановления этой способности необходимо удалить из катионита удержанные им катионы, что делается путем так называемой регенерации (восстановления) катионита. Это производится путем пропускания через слой истощенного катионита: а) при натрий-катионировании – раствора поваренной соли; б) при водород-катионировании – серной.

Отдел продаж: (3952)48-24-53, 48-24-54, 72-71-49