Способ глубокого обессоливания воды, содержащей коллоидную двуокись кремния

 

Изобретение относится к химводоочистке и может быть использовано в теплоэнергетике и химической промышленности. Глубокое обессоливание воды, содержащей коллоидную двуокись кремния, заключается в фильтровании на механических, сорбционных и ионообменных фильтрах и включает дополнительную обработку содовым раствором и(или) щелочью при нагревании до 80-250°С не менее 0,05 ч при рН > 7,0. Способ обеспечивает снижение содержания коллоидного кремния в очищенной воде до 20 - 40 мкг/л. 1 ил.

Изобретение относится к химводоочистке и может быть использовано в теплоэнергетике, химической промышленности.

Глубокое обессоливание воды представляет значительный интерес, например, для питания паровых котлов высокого давления (ПКВД).

Для нормальной работы ПКВД вода должна удовлетворять в том числе следующим требованиям: жесткость, мГ-экв./л - не более 0,005 кремниевая кислота, мГ/л - не более 0,02 - 0,04 содержание масел, мГ/л - не более 0,3 Особенно трудно извлечь из воды коллоидную двуокись кремния.

Известен способ глубокого обессоливания и обескремнивания воды с помощью механических и сорбционных фильтров с последующим переиспарением исходной воды и конденсацией водяного пара ("Химическая промышленность", 1974, N 3, 182 - 190).

Недостатком способа является его большая энергоемкость. Поэтому его применение ограничено.

Известен способ глубокого обессоливания и обескремнивания воды с помощью набора механических и сорбционных фильтров с последующей очисткой воды от коллоидных и растворенных солей в мембранных фильтрах ("обратный осмос") ("Химическая промышленность", 1974, N 3, 182 - 189).

Глубокое обессоливание воды по способу "обратного осмоса" требует значительных капвложений, сложно в эксплуатации и промышленного применения практически не получило.

Наиболее распространенным в промышленности и близким по технической сущности является способ глубокого обессоливания воды с помощью набора механических, сорбционных и ионообменных фильтров. Если необходимо очищать природную воду из водоемов или рек, дополнительно применяют осветлители. (Справочник химика-энергетика. Под общей ред. С.М.Гурвича. Том первый, М.: "Энергия", 1972, с.29).

Недостатком этого способа при использовании артезианской воды и воды рек северной части России, практически не содержащих органических веществ, является то, что не происходит улавливание диспергированных коллоидных частиц двуокиси кремния на всех стадиях очистки, включая осветлители.

Это приводит к нарушению качества питательной воды, например, для паровых котлов высокого давления по содержанию кремния в 100 - 200 раз.

Цель изобретения - более глубокое обессоливание воды за счет снижения содержания коллоидного кремния.

Указанная цель достигается тем, что глубокое обессоливание воды, заключающееся в фильтровании на механических, сорбционных и ионообменных фильтрах, включает дополнительную обработку содовым раствором и (или) щелочью при нагревании с температурой 80 - 250^oC от 0,05 часа при pH > 7,0.

Глубокое обессоливание воды, содержащей коллоидную двуокись кремния, происходит по следующей схеме.

Вода поступает в механический фильтр 1, где очищается от крупных механических взвесей, дальше проходит очистку от углеводородов на угольном фильтре 2 и поступает в катионообменный фильтр первой ступени 3, где извлекаются Na, Ca, Mg и др. и среда воды становится кислой и дальше воду очищают в анионообменном фильтре 4 от сильных кислот.

Для извлечения кремния из воды необходимо перевести инертную структуру двуокиси кремния в ионную форму кремниевой кислоты, что достигается процессом взаимодействия двуокиси кремния с углекислым натрием или щелочью, подаваемыми после ионообменных фильтров первой ступени. Необходимым условием для проведения реакции является нагревание раствора до температуры 80 - 250^oC при pH > 7,0 с помощью узла нагрева, состоящего из рекуператора 5, теплообменника 6 и дегазатора 7. Время проведения реакции не менее 0,05 часа.

Реакции происходят следующим образом: Соли кремниевых кислот, полученные в результате этих реакций, улавливаются при дальнейшем обессоливании воды, проходя холодильник 8 и поступая на катионообменный фильтр второй ступени 10 и дальше на фильтр смешанного действия 11 или по другим схемам с использованием ионообменных смол.

Способ позволяет добиться глубокого обессоливания воды, в том числе содержание кремния уменьшается до 0,02 - 0,04 мГ/л, что позволяет обеспечить нормативные требования к питательной воде котлов высокого давления (более 70 атм) или для химических процессов.

Ниже приведены показатели обессоленной воды по содержанию в ней кремния, полученной по известному способу обессоливания и по предлагаемому.

Формула изобретения

Способ глубокого обессоливания воды, содержащей коллоидную двуокись кремния, заключающийся в фильтровании на механических, сорбционных, ионообменных фильтрах, отличающийся тем, что включает дополнительную обработку содовым раствором и/или раствором щелочи при нагревании с температурой 80 - 250^oC от 0,05 часа при pH > 7,0.

РИСУНКИ

Рисунок 1