¿Qué es la regeneración de resina IX?
En el transcurso de uno o más ciclos de servicio, una resina IX se agotará, lo que significa que ya no puede facilitar las reacciones de intercambio iónico. Esto sucede cuando los iones contaminantes se han unido a casi todos los sitios activos disponibles en la matriz de resina. En pocas palabras, la regeneración es un proceso en el que los grupos funcionales aniónicos o catiónicos se restauran en la matriz de resina gastada. Esto se logra mediante la aplicación de una solución química regenerante, aunque el proceso exacto y los regenerantes utilizados dependerán de varios factores del proceso.
Tipos de procesos de regeneración de resina IX
Los sistemas IX suelen adoptar la forma de columnas que contienen una o más variedades de resina. Durante un ciclo de servicio, se dirige una corriente a la columna IX donde reacciona con la resina. El ciclo de regeneración puede ser de dos tipos, dependiendo de la ruta que tome la solución regenerante. Éstas incluyen:
1）Regeneración de co-flujo (CFR). En CFR, la solución regenerante sigue el mismo camino que la solución a tratar, que generalmente es de arriba a abajo en una columna IX. El CFR no se usa típicamente cuando grandes flujos requieren tratamiento o se necesita mayor calidad, para lechos de resina de catión de ácido fuerte (SAC) y anión de base fuerte (SBA), ya que se requerirían cantidades excesivas de solución regenerante para regenerar uniformemente la resina. Sin una regeneración completa, la resina puede filtrar iones contaminantes en la corriente tratada en el próximo ciclo de servicio.
2）Regeneración de flujo inverson (RFR). También conocida como regeneración de contraflujo, RFR implica la inyección de la solución regenerante en la dirección opuesta al flujo de servicio. Esto puede significar un ciclo de carga de flujo ascendente / regeneración de flujo descendente o de carga de flujo descendente / regeneración de flujo ascendente. En cualquier caso, la solución regenerante entra en contacto primero con las capas de resina menos agotadas, lo que hace que el proceso de regeneración sea más eficiente. Como resultado, RFR requiere menos solución regenerante y da como resultado una menor fuga de contaminantes, aunque es importante tener en cuenta que RFR solo funciona de manera efectiva si las capas de resina permanecen en su lugar durante la regeneración. Por lo tanto, RFR debe usarse solo con columnas de lecho empacado IX, o si se usa algún tipo de dispositivo de retención para evitar que la resina se mueva dentro de la columna.
Pasos involucrados en la regeneración de resina IX
Los pasos básicos en un ciclo de regeneración consisten en lo siguiente:
Resaca. El retrolavado se realiza solo en CFR e implica enjuagar la resina para eliminar los sólidos suspendidos y redistribuir las perlas de resina compactadas. La agitación de las perlas ayuda a eliminar las partículas finas y los depósitos de la superficie de la resina.
Inyección regenerante. La solución regenerante se inyecta en la columna IX a un caudal bajo para permitir un tiempo de contacto adecuado con la resina. El proceso de regeneración es más complejo para las unidades de lecho mixto que albergan resinas aniónicas y catiónicas. En el pulido de lecho mixto IX, por ejemplo, primero se separan las resinas, luego se aplica un regenerante cáustico, seguido de un regenerante ácido.
Desplazamiento regenerante. El regenerante se elimina gradualmente mediante la introducción lenta de agua de dilución, normalmente al mismo caudal que la solución regenerante. Para las unidades de lecho mixto, el desplazamiento tiene lugar después de la aplicación de cada una de las soluciones regenerantes, y luego las resinas se mezclan con aire comprimido o nitrógeno. La velocidad de flujo de esta etapa de "enjuague lento" debe manejarse con cuidado para evitar dañar las perlas de resina.
Enjuagar. Por último, la resina se enjuaga con agua al mismo caudal que el ciclo de servicio. El ciclo de enjuague debe continuar hasta que se alcance un nivel de calidad de agua objetivo.
¿Qué materiales se utilizan para la regeneración de resina IX?
Cada tipo de resina requiere un conjunto reducido de regenerantes químicos potenciales. Aquí, hemos delineado las soluciones regenerantes comunes por tipo de resina y hemos resumido las alternativas cuando corresponde.
Regenerantes de cationes ácidos fuertes (SAC)
Las resinas SAC solo se pueden regenerar con ácidos fuertes. El cloruro de sodio (NaCl) es el regenerante más común para aplicaciones de ablandamiento, ya que es relativamente barato y está fácilmente disponible. El cloruro de potasio (KCl) es una alternativa común al NaCl cuando el sodio no es deseable en la solución tratada, mientras que el cloruro de amonio (NH4Cl) a menudo se sustituye por aplicaciones de ablandamiento de condensado en caliente.
La desmineralización es un proceso de dos pasos, el primero de los cuales implica la eliminación de cationes utilizando una resina SAC. El ácido clorhídrico (HCl) es el regenerante más eficaz y más utilizado para aplicaciones de descatización. El ácido sulfúrico (H2SO4), aunque es una alternativa más asequible y menos peligrosa que el HCl, tiene una capacidad operativa más baja y puede provocar la precipitación de sulfato de calcio si se aplica en una concentración demasiado alta.
Regenerantes de cationes ácidos débiles (WAC)
El HCl es el regenerante más seguro y eficaz para aplicaciones de desalcalinización. El H2SO4 se puede utilizar como alternativa al HCl, aunque debe mantenerse en baja concentración para evitar la precipitación de sulfato de calcio. Otras alternativas incluyen ácidos débiles, como el ácido acético (CH3COOH) o el ácido cítrico, que a veces también se utilizan para regenerar resinas WAC.
Regenerantes de base aniónica fuerte (SBA)
Las resinas SBA solo se pueden regenerar con bases fuertes. La sosa cáustica (NaOH) se utiliza casi siempre como regenerante de SBA para la desmineralización. También se puede utilizar potasa cáustica, aunque es cara.
Resinas de aniones de base débil (WBA)
Casi siempre se usa NaOH para la regeneración de WBA, aunque también se pueden usar álcalis más débiles, como amoníaco (NH3), carbonato de sodio (Na2CO3) o suspensiones de cal.
Hora de publicación: Jun-16-2021