Подготовка воды для энерготехнологических процессов предприятий

Опишите технологию натрий-катионирования и характер изменения концентрации ионов кальция и магния в слое катионита при умягчении и регенерации Водород-катионирование — это один из способов изменять ионный состав воды. Для этого обрабатываемая вода пропускается через фильтры, загруженные ионообменными материалами — ионитами. Просачиваясь между зернами ионита, вода обменивает часть ионов, растворенных в ней электролитов на эквивалентное количество ионов ионита, в результате чего изменяется ионный состав, как фильтруемой воды, так и самого ионита.

При Н-катионировании обменным катионом является катион водорода. Протекающие при этом процессы могут быть представлены следующими реакциями:

где R — условное обозначение высокомолекулярной (твердой) основы радикала катионита.

Из уравнения видно, что соли кальция, магния, натрия и других катионов, растворенных в воде, переходят в свободные кислоты, заменяясь катионом водорода. В этом и состоит основное назначение Н-катионирования.

В результате приведенных реакций общая жесткость воды снижается, а карбонатная жесткость полностью удаляется, вследствие чего происходит снижение солесодержания и устранение щелочности воды. При этом водород-катионированная вода становится кислой и непригодной для технологических целей. Поэтому на водоподготовительных установках процесс Н-катионирования применяется в сочетании с Na-катионированием и анионированием.

Поскольку обменная емкость ионита ограничена, при эксплуатации ионитных фильтров необходимо учитывать не только качество поступающей на них воды, но и качество фильтрата. Оно определяется технологическими нормами качества обработанной воды, и время отключения фильтров на регенерацию зависит от требуемой степени очистки воды, глубины умягчения и обессоливания. При умягчении воды (для подпитки тепловых сетей) Н-катионитные фильтры отключаются на регенерацию при появления проскока катионов Са²⁺ и Mg²⁺, т. е. при повышении жесткости фильтрата, а при химическом обессоливании (для подпитки контура питательной воды котлов) — при появлении проскока катионов Nа⁺, т. е. при снижении кислотности фильтрата.

Таким образом, технологическая схема регенерации с учетом необходимой скорости фильтрования и количества работающих фильтров без ухудшения качества фильтрата должна обеспечивать периодическое осуществление четырех операций:

• 1. Собственно ионирование воды.
• 2. Взрыхление ионита.
• 3. Регенерация ионита.
• 4. Отмывка ионита.

Схемы регенерации различны: противоточная, ступенчато-противоточная и др.