197275. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés termálvizek és más nagy sótartalmú vizes oldatok gyengénsavas kationcserélő gyantával történő kezelésére
2 197275 3 A találmány tárgya eljárás termálvizek és más, nagy só-tartalmú (200 mekv/dm3 feletti) vizes oldatok gyengén savas kationcserélő gyantával történi lányitására azaz többértékű kationjainak egyértékü kationra történő cserélésére oly módon, hogy a kezelendő viz vagy vizes oldat hidrogén-karbonát-tartalmát abban az esetben, ha kisebb, mint 3,0 mekv/dm3, NaHCOa vagy KHCOí adagolásával legalább 3,0 mekv/dm^re beállítjuk, majd gyengén savas kationcserélő gyantán vezetjük át, amely gyantát előzőleg teljes kapacitására számítva legalább 1,2 mekv//mekv feleslegben alkalmazott savval majd ezt követően ugyanilyen feleslegben alkalmazott alkálifém-hidroxid-oldattal regenerálva az alkálifém-ionnak megfelelő ionformába hozunk. A jelenleg általánosan alkalmazott technológiák szerint termálvizekből a vízkőkiválást a termálvíz pH-jának beállításával, vagy kristályképződést megakadályozó vegyszerek adagolásával érik el. Natanov és társai, a Sb. Nauch. Soobshch; Dagestan. • Gos. Univ., Kafedra Khim. 1969, No. 6., 129-136. oldal irodalmi helyen ismertetik, hogy a termálvíz stabilitásának pH függése számítható a víz CaC03, HCO3, CO2 valamint összes sótartalmának ismeretében és a pH megfelelő beállításával megakadályozható a CaC03 kiválása. Kristályképzódést megakadályozó inhibitorként Matkovskaya és társai (Tr. IREA, 1984, 46, 93-97. oldal szerint metil-foszfónium-csoportot tartalmazó komplexonokat; Kutovaya és társai (Gazov. Prom.-st. 1980, (6), 32-33. oldal) szerint polifoszfátokat és Drikler és társai (Zh, Prikl. Khim. 1976. 49. (6), 195-8. oldal) szerint amino-etil-csoportokat tartalmazó polikomplexonokat lehet használni. Ezek az eljárások csak bizonyos korlátok között alkalmazhatók. Hátrányuk, hogy a vizkőkiválást okozó kalcium és magnézium ionok a vízben maradnak. A pH beállításával végzett stabilizáláskor a hőmérséklet és a nyomás megváltozása, valamint ennek következtében fellépő kémiai változások (pl. HCO_3-bomlás) az egyensúlyi állapot eltolódását okozzák. Bepárláskor, a sókoncentráció nagymértékű növekedésekor a vízkőképződés ilyen módon nem akadályozható meg. Inhibitorok alkalmazásakor a kiválást okozó vegyületek kolloid oldat formájában vannak jelen, ez a vízfelhasználás során zavarokat okozhat. Bepárláskor ezzel a módszerrel sem akadályozható meg a vizkőkiválás. A víztechnológiában általánosan alkalmazott erősen savas kationcserélóvel végzett úgynevezett vizlágyitás nagy sótartalmú (200 mekv/dm3 fölötti) és főképpen nagy alkáliion tartalmú vizek esetén nem alkalmazható (Dr. Inczédi János: Ioncserélők és alkalmazásuk, Budapest 1980), mert a kezelendő viz a nagy alkáliion koncentráció következtében már a kezelés során regenerálja az ioncserélő gyantát, azaz leszorítja a megkötni kívánt ionokat. Célunk volt olyan eljárás kidolgozása, amellyel a vizkőkiválást okozó kationok kedvezőbb ionokkal történő egyenértékű cseréje és eltávolítása megoldható. Eljárásunk azon a felismerésen alapul, : hogy gyengén savas kationcserélőn hidrogén-karbonát-ionok jelenlétében a két- és háromértékü ionok megkötődnek, ugyanakkor a jelenlévő alkáliionok az ioncserélő oszlopot nem regenerálják. A találmány szerinti eljárás alkalmazható hidrogén-karbonát tartalmú vizek, például termálvizek, vagy hidrogén-karbonátot nem tartalmazó oldatok, például konyhasó-oldat lágyítására. ; A találmányunk szerinti eljárásban a hidrogén-karbonát tartalmú vizek a mechanikai szennyeződések eltávolítása után közvetlenül a gyengén savas kationcserélőre vezethetők. A hidrogén-karbonátot nem tartalmazó : vizekben a hidrogén-karbonát, koncentrációt előzetesen min. 3 mekv/dm3 értékre kell beállítani, alkáli-hidrogén-karbonát adagolással. A vizes oldatot ezután gyengén savas kation-cseréló gyantán vezetjük át, amely gyantát előzőleg regenerálunk két lépésben, először savval, majd ezután alkálifém-hidroxid-oldattal. Ezáltal az ioncsrélő az alkálifémnek megfelelő kation formába kerül. Az ioncserélő regenerálásakor mind a savból, mind a lúgból a teljes kapacitásra számított 1,2 mekv/mekv felesleg alkalmazása szükséges. Az azonos felesleg a regenerátum semlegességét biztosítja. Az eljárás megvalósítására szolgáló berendezésben az ioncserélő oszlop savas, majd ezt követő lúgos regenerálása is biztosítva van. A berendezés kapcsolási rajzát az 1. ábrán mutatjuk be. A rajzon csak a találmány szerinti eljárás megvalósításához feltétlenül szükséges elemeket ábrázoljuk, a berendezés működéséhez egyébként szükséges vegyipari gépészeti elemeket, szelepeket, nyomásmérőket, búvónyilásokat stb. nem tűntetjük fel. A berendezés áll:- 1 ioncserélő oszlopból;- a kezelendő vizes oldat szállítására alkalmas 14 csővezetékből, ami 13 szivattyún és 15 és 16 csővezetékeken át csatlakozik az 1 ioncserélő oszlopba;- egy 2 tömény sav-tartályból, ami 19 csővezetéken át a sav hígítására alkalmas 10 ejektorra, majd onnan 21, 15 és 16 csővezetékeken és Í3 szivattyún át az 1 ioncserélő oszlopba csatlakozik;- egy 4 tömény lúg-tartályból, ami 20 csővezetéken át a lúg hígítására alkalmas 11 ejektorra majd onnan 23 és 16 csővezetékeken át az 1 ioncserélő oszlopba csatlakozik; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
