Умягчение воды по методу ионного обмена основано на свойстве катионитов обменивать катионы, которыми предварительно «заряжены» его активные группы, на содержащиеся в умягчаемой воде катионы кальция и магния. В результате реакции катионит отдает в воду взамен поглощенных обменные катионы.
В зависимости от того, каким обменным ионом «заряжен» катионит: натрием, водородом или аммонием — различают процессы Na-, H- и МН4-катионирования.
Процесс обмена ионов между катионитами и раствором, содержащим соли жесткости, зависит от многих факторов. Главными из них являются свойства катионитов, состав исходной воды и условия происходящего процесса. Все эти факторы тесно связаны между собой и прежде всего определяют скорость прохождения ионообменных реакций. Реакция обмена между катионитом и ионами исходной воды, являющейся раствором солей, обусловливается диффузией ионов из раствора внутрь катионита и из катионита в исходную воду. Процесс управляется законами диффузии и действия масс. При умягчении воды, содержащей ионы кальция и магния, Na-катионированием кальций и магний будут диффундировать в катионит; в свою очередь натрий из катионита диффундирует в воду. В результате обменной реакции кальций и магний займут место вытесненного натрия в ка-тионите, а натрий займет место магния и кальция в умягченной воде. Обмен ионов между катионитом и растворами (водой) происходит эквивалентно: из катионита ионы Na+ вытесняются в количестве, эквивалентном количеству ионов Са2+ и Mg2+, поглощаемых из раствора. Обмен ионов является не только эквивалентным, но и обратимым процессом. Обратимость обмена ионов заключается в том, что скорость обмена иона, вытесненного из катионита, и иона, поглощенного из раствора, при условии равновесия практически равна. Эквивалентность и обратимость обмена ионов нарушаются в том случае, если наряду с обменом ионов в воде протекают другие реакции, например окислительно-восстановительные, физическая сорбция молекул и др.
Характеристики катионитов
Катионит КУ 2-8 Ионная форма – Na+. Катионит КУ-2-8Na
| Общее описание | Ионная форма – Na+. Функциональная группа – сульфогруппа. Матрица – стирол-дивинилбензольная. Структура – гелевая. |
| Область применения | – умягчение и обессоливание воды на тепловых и атомных электростанциях, котельных; – очистка технологических растворов и сточных вод; – разделение и выделение цветных металлов; – в качестве катализатора. |
| Внешний вид | сферические зерна от желтого до темно-коричневого цвета. |
| Особые свойства | высокоемкий сильнокислотный сорбент, с высокой химической стойкостью и механической прочностью. |
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Наименование показателя |
Норма | |
| Высший сорт | Первый сорт | |
| Гранулометрический состав: - размер зерен, мм - объемная доля рабочей фракции, %, не менее - эффективный размер зерен, мм - коэффициент однородности, не более |
0,315 – 1,25 96 0,40 – 0,55 1,7 |
0,315 – 1,25 95 0,35 – 0,55 1,8 |
| Массовая доля влаги, % | 43 – 53 | 43 – 53 |
| Полная статическая обменная емкость, ммоль/см3 (мг-экв/см3), не менее | 1,9 | 1,8 |
| Удельный объем, см3/г в Н-форме, не более | 2,8 | 2,8 |
| Осмотическая стабильность, %, не менее | 94,5 | 90 |
| Насыпная масса товарного катионита, г/дм3 | 750 – 800 | 750 – 800 |
Гарантийный срок хранения – 1 год. При соблюдении условий хранения, срок хранения не ограничен.
Упаковка:
1) мешки 25 – 30 кг с полиэтиленовым вкладышем, уложенные в мягкие контейнеры общим весом 500 – 700 кг;
2) полипропиленовые мешки весом 20 кг.
Условия хранения:
Смола КУ-2-8 поставляется в набухшем состоянии. Катионит хранят в увлажненном состоянии при температуре не ниже +2 °С в таре завода-изготовителя в сухих и чистых складских помещениях.
В случае потере влаги при хранении, катионит подвергают набуханию в 5-кратном (20-24%) растворе NaCI. Через 3-10 часов раствор сливают и ионит несколько раз промывают водой. В случае подсушивания и последующем замачивании гранулы могут растрескиваться.
Замораживание катионита не оказывает влияния на его свойства. В случае замораживания смолы, необходимо обеспечить возможность постепенного оттаивания при температуре 10-20 С в течение 2-4 суток. При размораживании следует избегать механического воздействия на продукт.
Рекомендуемые условия эксплуатации:
Перед началом работы вновь загруженный катионит необходимо тщательно промыть обратным током воды до тех пор, пока вытекающая жидкость не будет прозрачной.
Вода, поступающая на катионит, должна быть максимально очищена от взвешенных и коллоидных частиц, масел. Масла, взвешенные и коллоидные частицы обволакивают поверхность гранулы слоем, что препятствует реакции ионного обмена, приводит к снижению обменной емкости и повышению перепада давления в фильтрах.
Сильнокислотный катионит КУ-2-8 в водородно-солевой форме на 98-99% находится в водородной форме. Для стабильной работы катионита в течение длительного периода рекомендуется в первый и последующие несколько циклов отключать фильтр
на регенерацию по заданному пропущенному объему воды (на 10-15% выше обычного уровня). Это исключит загипсовывание катионита и в последующем снижение фильтроцикла.
Рекомендуемый способ загрузки катионита в фильтр – ручной или гидротранспорт. Пневмо- и вакуум-транспорт - не допустим, так как приводит к растрескиванию гранул.
| Рабочая температура, макс. 0С | 120 |
| Рабочий диапазон рН | 0 – 14 |
| Изменение объема при переходе Н+ – Na+ , % | 3 – 10 |
| Высота слоя, мм, не менее | 800 |
| Регенерационный раствор | 6-10% NaCI |
| Расход промывочной воды, объем/объем | 2 – 5 |
- Смола ионообменная Катионит КУ-2-8 - высокоемкий сильнокислотный сорбент с высокой химической стойкостью и механической прочностью.
Общее описание
Ионная форма – H+.
Функциональная группа – сульфогруппа.
Матрица – стирол-дивинилбензольная.
Структура – гелевая.
Область применения
- Для умягчения и обессоливания воды на атомных и тепловых электростанциях, и котельных;
- Применяют для очистки технологических растворов, также сточных вод;
- Применяют для разделения и выделения цветных металлов;
- Также в качестве катализатора.
Внешний вид
Представляют собой сферические зерна от желтого до темно-коричневого цвета.
| Наименование показателя | Норма | |
| Высший сорт | Первый сорт | |
| Гранулометрический состав: - размер зерен, мм - объемная доля рабочей фракции, не менее, % - эффективный размер зерен - коэффициент однородности, не более |
0,315 – 1,25 96 0,40-0,55 1,7 |
0,315 – 1,25 95 0,35-0,55 1,8 |
| Массовая доля влаги, % | 48 – 58 | 48 – 58 |
| Осмотическая стабильность, %, не менее | 94,5 | 85 |
| Удельный объем, см3/г в Н-форме, не более | 2,8 | 2,8 |
| Полная статическая обменная емкость, ммоль/см3 (мг-экв/см3), не менее | 1,8 | 1,8 |
| Динамическая обменная емкость с заданным расходом регенерирующего вещества, моль/м3 (г-экв/см3), не менее | 526 | 520 |
| Насыпная масса товарного катионита, г/дм3 | 750 – 800 | 750 – 800 |
Гарантийный срок хранения – 1 год. При соблюдении условий хранения, срок хранения не ограничен.
Упаковка: мешки 25 – 30 кг с полиэтиленовым вкладышем, уложенные в мягкие контейнеры типа МКР общим весом 500 – 700 кг.
Условия хранения:
Смола КУ-2-8 поставляется в набухшем состоянии. Катионит хранят в увлажненном состоянии при температуре не ниже +2 °С в таре завода-изготовителя в сухих и чистых складских помещениях.
В случае потере влаги при хранении, катионит подвергают набуханию в 5-кратном (20-24%) растворе NaCI. Через 3-10 часов раствор сливают и ионит несколько раз промывают водой. В случае подсушивания и последующем замачивании гранулы могут растрескиваться.
Замораживание катионита не оказывает влияния на его свойства. В случае замораживания смолы, необходимо обеспечить возможность постепенного оттаивания при температуре 10-20 С в течение 2-4 суток. При размораживании следует избегать механического воздействия на продукт.
Рекомендуемые условия эксплуатации:
Перед началом работы вновь загруженный катионит необходимо тщательно промыть обратным током воды до тех пор, пока вытекающая жидкость не будет прозрачной.
Вода, поступающая на катионит, должна быть максимально очищена от взвешенных и коллоидных частиц, масел. Масла, взвешенные и коллоидные частицы обволакивают поверхность гранулы слоем, что препятствует реакции ионного обмена, приводит к снижению обменной емкости и повышению перепада давления в фильтрах.
Сильнокислотный катионит КУ-2-8 в водородно-солевой форме на 98-99% находится в водородной форме. Для стабильной работы катионита в течение длительного периода рекомендуется в первый и последующие несколько циклов отключать фильтр на регенерацию по заданному пропущенному объему воды (на 10-15% выше обычного уровня). Это исключит загипсовывание катионита и в последующем снижение фильтроцикла.
Рекомендуемый способ загрузки катионита в фильтр – ручной или гидротранспорт. Пневмо- и вакуум-транспорт - не допустим, так как приводит к растрескиванию гранул.
| Рабочая температура, макс. 0С | 120 |
| Рабочий диапазон рН | 0 – 14 |
| Изменение объема при переходе Н+ – Na+ , % | 7 – 10 |
| Высота слоя, мин. мм: | 800 |
| Регенерационный раствор | 1,2-2 % Н2 SO4 4-5% HCI 6-10 % NaCI |
| Расход промывочной воды, объем/объем | 2 – 5 |