Рис. 11.6. Катионообменная установка (колонна)

Высвобождаемые гидроксильные ионы соединяются с ионами водорода из катионообменной колонны, образуя молекулы воды. Поскольку гидроксильные ионы немедленно захватываются (иммобилизируются), они не способны участвовать в обратной реакции (обсужденной ранее для катионов), что приводит к небольшим величинам

Рис. 11.7. Анионообменная установка (колонна)

уноса этих ионов из колонны. Когда анионит истощается, его подвергают регенерации избыточным объемом гидроксида натрия:

R-Cl + избыток ОН = R - ОН +С1 + избыток ОН

Качество воды после обработки в катионит-анионитной паре соответствует в лучшем случае величине электросопротивления воды в 10 МОмхсм, и эта чистота все еще не отвечает требованиям полупроводниковой промышленности. Степень чистоты воды может быть увеличена при применении дополнительных стадий ионного обмена, однако для достижения требуемого качества воды может потребоваться установка бесконечного количества катионит-анионитных пар (колонн), и на практике решение этой проблемы достигается путем однородного смешения катионообменной и анионообменной смол в одной колонне и, таким образом, бесконечно большое количество катионит-анионитных пар помещается в общий объем насадки.

Фильтры (колонны) смешанного действия (ФСД)

Типовая колонна смешанного действия, как показано на рис. 11.8, оснащена центральным распределителем, необходимым, если смолы регенерируются на месте (без выемки из колонны). Концепция смешанной насадки является изящной и экономичной альтернативой отдельным катионообменной и анионообменной колоннам. Однако для успешной работы колонны смешанного действия необходимо преодолеть некоторые присущие

Рис. 11.8. Установка (фильтр) смешанного действия (в положении регенерации)

этому методу недостатки и проблемы механического и химического свойства. Смолы в рабочем режиме должны быть однородно перемешаны, однако конструкция колонны должна предусматривать возможность раздельной регенерации каждой из смол. Этого добиваются подбором смол с разной плотностью, что позволяет их разделить (сепарировать) при промывке насадки обратным потоком воды. После промывки (снизу вверх) более тяжелая катионообменная смола опускается на дно, в то время как легкая анионообменная смола остается сверху. Количество смол для загрузки рассчитывается таким образом, чтобы плоскость границы анионит-катионит совпадала бы с центральным распределителем (см. рис. 11.8). Катионообменная смола регенерируется введением кислоты в нижнюю часть аппарата с выходом через центральный распределитель. Анионообменная смола регенерируется подобным образом, но введением раствора щелочи в верхнюю часть колонны и выводом ее через центральный распределитель.

Проводят также и операции отмывки каждой смолы для удаления остатков кислоты и щелочи из соответствующих частей ионообменных смол. Смешение после регенерации двух типов смол достигается путем снижения объема воды в установке до уровня, незначительно выше поверхности анионообменной смолы (правильное выставление уровня необходимо для успешной работы аппарата). Затем проводят перемешивание : использованием воздуха или азота. Далее воду из аппарата спускают, чтобы смолы не 1ерераспределились по высоте колонны после прекращения операции перемешивания : помощью газов. Затем установка подвергается отмывке для удаления регенерирую-цих химических реактивов в смолах из застойных зон перед возвращением в эксплуа-ацию или в режим ожидания.

Основной конструкционный недостаток, свойственный фильтрам смешанного ействия (ФСД), обусловлен гидравлическими силами, действующими на центральный аспределитель не только в рабочем режиме, но и во время обратной промывки, при □торой плотный слой насадки (смол) всплывает. Распределитель должен также быть стойчивым к коррозии, которой может подвергаться при введении регенерантов. Не-эходимым условием эффективной регенерации является хорошее разделение смол после эомывки обратным потоком.


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒