СПОСОБ ГЛУБОКОГО ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ КОЛЛОИДНУЮ ДВУОКИСЬ КРЕМНИЯ
(51) 6 C02F1/60, C02F9/00
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие
--------------------------------------------------------------------------------
(21) Заявка: 97107071/25
(22) Дата подачи заявки: 1997.05.05
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1997.05.05
(45) Опубликовано: 1999.09.20
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Справочник химика-энергетика/ Под общей ред.С.М.Гурвича. - М.: Энергия, 1972, т.1, с.29. SU 069090 A, 02.11.44. SU 1162752 A, 23.06.85. JP 55-29750 B2, 06.08.80. DE 3003090 A, 13.08.81. WO 92/21618 A1, 10.12.92.
(71) Заявитель(и): Парфенов Леонид Николаевич
(72) Автор(ы): Парфенов Л.Н.
(73) Патентообладатель(и): Парфенов Леонид Николаевич
Адрес для переписки: 394000, Воронеж-центр, а/я 229, Парфенову Леониду Николаевичу
(54) 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.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
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 - 250oC 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 - 250oC 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 - 250oC от 0,05 часа при pH > 7,0.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела