Н-катионироваиие

Натрий-катионирование

Процесс катионирования

В зависимости от химического состава катиониты бывают:

- сильнокислотные, содержащие активные сульфогруппы SO₃H.

Идёт обмен катионов в щелочной, нейтральной и кислой среде;

- слабокислотные, содержащие карбоксильные группы СООН,ОН.

Реакция идёт только в щелочной среде.

Обменные катионы могут быть различны, но для водоподготовки важными являются только натрий Na⁺ и водород катионы().

В зависимости от того, какой катион в данном катионите является обменным, различают Na⁺-катионит () и -катионит ().Соответственно называются и процессы.

При Na-катионировании жесткой воды происходит следующий катионный обмен:

В результате проведенных реакций происходит более или мене полная защита катионов Са²⁺ и Mg²⁺ в воде катионами Na⁺, и остаточная жесткость Na - катионированной воды снижается до 10 мкг-экв/л и ниже, щелочность и анионный состав не изменяются, а солесодержание ее несколько повышается.

После того как рабочая обменная емкость полностью исчерпана и значительная часть обменных катионов Na⁺ замещена Са²⁺ и Mg²⁺ катеонит поглощается и теряет способность умягчать воду.

Для восстановления рабочей обменной жидкости катионит необходимо извлечь из него задержанные катионы, заменив их обменными катионами. Процесс восстановления рабочей обменной емкости истощенного катионита называется регенерацией. Регенерация Na-катионита - фильтрование через слой раствора поваренной соли NaCl:

Применение NaCl:

1) доступность;

2) СаС1₂ и MgCl₂ - хорошо растворимы, легко удаляются с регенерационным раствором и отмывочной водой.

Пропускание регенерационного раствора через фильтр может осуществляться:

1) снизу вверх, как и умягчаемая вода. Концентрация соли 3-З,5 раза больше расчетной;

2) снизу вверх, противоположно движению умягчаемой воды. Снижается расход реагентов.

Химические реакции, проходящие при Н-катионировании:

Общая жёсткость Н-катионированной воды снижается до 10 мкг-экв/л,а карбонатная жесткость полностью удаляется, следовательно снижается солесодержание и устранение щелочности воды.

Так как в процессе Н-катионирования все катионы в воде замедляются катионами, то присутствующие в растворе сульфаты, хлорида и нитраты Са, Mg, Na и других катионов преобразуются в свободные минеральные кислоты (серную, соляную, азотную, кремниестую).

Общая кислотность Н-катионированной воды при этом равна сумме содержащихся в воде анионов минеральных кислот,, для вод, не содержащих Na⁺, может быть принята равной некарбонатной

жесткости воды, т.к. катионированная вода — кислая, она не пригодная для питания котлов, процесс Н-катионирования всегда сочетают с Na-катионированием или анионированием. Это дает возможность нейтрализовать кислотность и уменьшить щелочность обработанной воды.

Регенерацию истощенного Н-катионита - фильтрование через его слой раствора 1,0-1,5% >, расход в 1,25-1,5 раза больше расчётного:

Иногда применяют «голодную» регенерацию Н-катионитных фильтров. Количество кислоты недостаточно. В верхних частях фильтрующего слоя катионита с обменным катионом, а в ним слоях - с обменными катионами Са²⁺ и Mg²⁺. Прошедшая через фильтр вода не содержит сильных кислот и имеет незначительную щелочность (0,6-0, 8 мг-экв/л). Затем из Н-катионированной воды удаляется свободная углекислота и пропускается через две ступени Na-катионитных фильтров. Достигается необходимая глубина умегчения (5 мкг-экв/л).