O que é regeneração de resina IX?
Ao longo de um ou mais ciclos de serviço, uma resina IX se exaure, o que significa que ela não pode mais facilitar as reações de troca iônica. Isso acontece quando íons contaminantes se ligam a quase todos os locais ativos disponíveis na matriz de resina. Simplificando, a regeneração é um processo em que grupos funcionais aniônicos ou catiônicos são restaurados na matriz de resina gasta. Isso é realizado por meio da aplicação de uma solução regeneradora química, embora o processo exato e os regenerantes usados dependam de vários fatores do processo.
Tipos de processos de regeneração de resina IX
Os sistemas IX normalmente assumem a forma de colunas que contêm uma ou mais variedades de resina. Durante um ciclo de serviço, um fluxo é direcionado para a coluna IX onde reage com a resina. O ciclo de regeneração pode ser um de dois tipos, dependendo do caminho que a solução regenerante toma. Esses incluem:
1）Regeneração de co-fluxo (CFR). No CFR, a solução regenerante segue o mesmo caminho da solução a ser tratada, que geralmente é de cima para baixo em uma coluna IX. CFR não é normalmente usado quando grandes fluxos requerem tratamento ou qualidade superior é necessária, para leitos de resina de cátion de ácido forte (SAC) e ânion de base forte (SBA), uma vez que quantidades excessivas de solução regenerante seriam necessárias para regenerar uniformemente a resina. Sem regeneração completa, a resina pode vazar íons contaminantes para o fluxo tratado na próxima operação de serviço.
2）Regeneração de fluxo reverson (RFR). Também conhecido como regeneração de contrafluxo, RFR envolve a injeção da solução regenerante na direção oposta do fluxo de serviço. Isso pode significar um carregamento de fluxo ascendente / regeneração de fluxo descendente ou carregamento de fluxo descendente / ciclo de regeneração de fluxo ascendente. Em ambos os casos, a solução regenerante entra em contato com as camadas de resina menos exauridas primeiro, tornando o processo de regeneração mais eficiente. Como resultado, o RFR requer menos solução regenerante e resulta em menos vazamento de contaminante, embora seja importante observar que o RFR só funciona efetivamente se as camadas de resina permanecerem no lugar durante a regeneração. Portanto, o RFR deve ser usado apenas com colunas IX de leito empacotado ou se algum tipo de dispositivo de retenção for usado para evitar que a resina se mova dentro da coluna.
Etapas envolvidas na regeneração de resina IX
As etapas básicas em um ciclo de regeneração consistem no seguinte:
Backwash. A retrolavagem é realizada apenas em CFR e envolve o enxágue da resina para remover os sólidos suspensos e redistribuir os grânulos de resina compactados. A agitação dos grânulos ajuda a remover quaisquer partículas finas e depósitos da superfície da resina.
Injeção regenerante. A solução regenerante é injetada na coluna IX a uma taxa de fluxo baixa para permitir o tempo de contato adequado com a resina. O processo de regeneração é mais complexo para unidades de leito misto que abrigam resinas de ânions e cátions. No polimento de leito misto IX, por exemplo, as resinas são primeiro separadas, então um regenerante cáustico é aplicado, seguido por um regenerante ácido.
Deslocamento regenerante. O regenerante é lavado gradualmente pela introdução lenta de água de diluição, normalmente com a mesma taxa de fluxo da solução regenerante. Para unidades de leito misto, o deslocamento ocorre após a aplicação de cada uma das soluções regenerantes, e as resinas são então misturadas com ar comprimido ou nitrogênio. A taxa de fluxo deste estágio de “enxágue lento” deve ser gerenciada com cuidado para evitar danos aos grânulos de resina.
Limpar. Por último, a resina é enxaguada com água na mesma vazão do ciclo de serviço. O ciclo de enxágue deve continuar até que um nível de qualidade de água desejado seja alcançado.
Que materiais são usados para a regeneração da resina IX?
Cada tipo de resina exige um conjunto estreito de regenerantes químicos potenciais. Aqui, descrevemos as soluções regenerantes comuns por tipo de resina e resumimos as alternativas quando aplicável.
Regenerantes de cátions de ácido forte (SAC)
As resinas SAC só podem ser regeneradas com ácidos fortes. O cloreto de sódio (NaCl) é o regenerante mais comum para aplicações de amaciamento, pois é relativamente barato e facilmente disponível. O cloreto de potássio (KCl) é uma alternativa comum ao NaCl quando o sódio é indesejável na solução tratada, enquanto o cloreto de amônio (NH4Cl) é frequentemente substituído por aplicações de amolecimento de condensado a quente.
A desmineralização é um processo de duas etapas, a primeira das quais envolve a remoção de cátions usando uma resina SAC. O ácido clorídrico (HCl) é o regenerante mais eficiente e amplamente utilizado para aplicações de decationização. O ácido sulfúrico (H2SO4), embora seja uma alternativa mais acessível e menos perigosa ao HCl, tem uma capacidade operacional mais baixa e pode levar à precipitação de sulfato de cálcio se aplicado em uma concentração muito alta.
Regenerantes de cátion ácido fraco (WAC)
O HCl é o regenerante mais seguro e eficaz para aplicações de desalkalização. H2SO4 pode ser usado como alternativa ao HCl, mas deve ser mantido em baixa concentração para evitar a precipitação do sulfato de cálcio. Outras alternativas incluem ácidos fracos, como ácido acético (CH3COOH) ou ácido cítrico, que às vezes também são usados para regenerar resinas WAC.
Regenerantes de ânion de base forte (SBA)
As resinas SBA só podem ser regeneradas com bases fortes. A soda cáustica (NaOH) é quase sempre usada como um regenerante SBA para desmineralização. O potassa cáustica também pode ser usado, embora seja caro.
Resinas de ânion de base fraca (WBA)
NaOH quase sempre é usado para regeneração de WBA, embora álcalis mais fracos também possam ser usados, como amônia (NH3), carbonato de sódio (Na2CO3) ou suspensões de cal.
Horário da postagem: 16/06/2021