Què és la regeneració de la resina IX?
Al llarg d’un o més cicles de servei, s’esgotarà una resina IX, cosa que significa que ja no pot facilitar les reaccions d’intercanvi iònic. Això passa quan els ions contaminants s’han unit a gairebé tots els llocs actius disponibles a la matriu de la resina. En poques paraules, la regeneració és un procés en què els grups funcionals aniónics o catiònics es restableixen a la matriu de resina gastada. Això s’aconsegueix mitjançant l’aplicació d’una solució regenerant química, tot i que el procés exacte i els regenerants utilitzats dependran de diversos factors del procés.
Tipus de processos de regeneració de resines IX
Els sistemes IX solen adoptar la forma de columnes que contenen una o més varietats de resina. Durant un cicle de servei, un flux es dirigeix cap a la columna IX on reacciona amb la resina. El cicle de regeneració pot ser de dos tipus, depenent del recorregut que faci la solució regenerant. Això inclou:
1Regeneració de co-flux (CFR). En CFR, la solució regenerant segueix el mateix camí que la solució a tractar, que sol ser de dalt a baix en una columna IX. El CFR no s’utilitza normalment quan es necessiten tractaments de grans fluxos o es necessita una qualitat superior, per a llits de resina de cationes àcids forts (SAC) i anions de base forta (SBA), ja que es necessitarien quantitats excessives de solució regenerant per regenerar uniformement la resina. Sense una regeneració completa, la resina pot filtrar ions contaminants al corrent tractat durant el següent servei.
2Regeneració de flux inversn (RFR). També coneguda com a regeneració de contracorrent, la RFR implica la injecció de la solució regenerant en la direcció oposada al flux de servei. Això pot significar un cicle de regeneració de càrrega / flux descendent de flux ascendent o de càrrega de flux descendent / regeneració de flux ascendent. En qualsevol dels dos casos, la solució regenerant contacta primer amb les capes de resina menys esgotades, cosa que fa que el procés de regeneració sigui més eficient. Com a resultat, la RFR requereix menys solució regenerant i produeix menys fuites de contaminants, tot i que és important tenir en compte que la RFR només funciona eficaçment si les capes de resina es mantenen al seu lloc durant tota la regeneració. Per tant, RFR només s’ha d’utilitzar amb columnes de llit empaquetat IX o si s’utilitza algun tipus de dispositiu de retenció per evitar que la resina es mogui dins de la columna.
Passos implicats en la regeneració de la resina IX
Els passos bàsics d’un cicle de regeneració són els següents:
Renta-rentat. El rentat posterior es realitza només amb CFR i consisteix a rentar la resina per eliminar els sòlids en suspensió i redistribuir les boles de resina compactades. L’agitació de les perles ajuda a eliminar les partícules fines i els dipòsits de la superfície de la resina.
Injecció regenerant. La solució regenerant s’injecta a la columna IX a un cabal baix per permetre un temps de contacte adequat amb la resina. El procés de regeneració és més complex per a unitats de llit mixt que contenen tant resines d’anions com de cations. Per exemple, en el polit IX de llit mixt, les resines se separen primer, després s’aplica un regenerant càustic, seguit d’un regenerant àcid.
Desplaçament regenerant. El regenerant s’elimina gradualment mitjançant la introducció lenta d’aigua de dilució, normalment al mateix cabal que la solució regenerant. Per a les unitats de llit mixt, el desplaçament es produeix després de l'aplicació de cadascuna de les solucions regenerants i les resines es barregen amb aire comprimit o nitrogen. El cabal d'aquesta etapa de "esbandida lenta" s'ha de gestionar acuradament per evitar danys a les boles de resina.
Esbandida. Finalment, la resina s’esbandida amb aigua al mateix cabal que el cicle de servei. El cicle d’esbandida hauria de continuar fins que s’assoleixi un nivell objectiu de qualitat de l’aigua.
Quins materials s’utilitzen per a la regeneració de la resina IX?
Cada tipus de resina requereix un conjunt estret de regenerants químics potencials. Aquí hem esbossat solucions regenerants comunes per tipus de resina i hem resumit alternatives, si s’escau.
Regenerants de cations àcids forts (SAC)
Les resines SAC només es poden regenerar amb àcids forts. El clorur de sodi (NaCl) és el regenerant més comú per a aplicacions de suavització, ja que és relativament barat i està fàcilment disponible. El clorur de potassi (KCl) és una alternativa comuna al NaCl quan el sodi no és desitjable en una solució tractada, mentre que el clorur d’amoni (NH4Cl) sovint es substitueix per aplicacions de suavització de condensats calents.
La desmineralització és un procés en dos passos, el primer dels quals implica l'eliminació de cations utilitzant una resina SAC. L’àcid clorhídric (HCl) és el regenerant més eficient i àmpliament utilitzat per a aplicacions de decationització. L’àcid sulfúric (H2SO4), encara que és una alternativa més assequible i menys perillosa a l’HCl, té una capacitat operativa inferior i pot provocar precipitacions de sulfat de calci si s’aplica en una concentració massa alta.
Regenerants de cationes àcids febles (WAC)
L’HCl és el regenerant més segur i eficaç per a aplicacions de desalcalització. L’H2SO4 es pot utilitzar com a alternativa a l’HCl, tot i que s’ha de mantenir a baixa concentració per evitar la precipitació de sulfat de calci. Altres alternatives inclouen àcids febles, com l'àcid acètic (CH3COOH) o l'àcid cítric, que també s'utilitzen de vegades per regenerar les resines WAC.
Regenerants d’anions de base forta (SBA)
Les resines SBA només es poden regenerar amb bases fortes. La sosa càustica (NaOH) s’utilitza gairebé sempre com a regenerant SBA per a la desmineralització. També es pot utilitzar potassa càustica, tot i que és cara.
Resines anions de base feble (WBA)
El NaOH s'utilitza gairebé sempre per a la regeneració de WBA, tot i que també es poden utilitzar àlcalis més febles, com ara amoníac (NH3), carbonat de sodi (Na2CO3) o suspensions de calç.
Hora de publicació: 16 de juny de 2121