Qu'est-ce que la régénération de la résine IX ?
Au cours d'un ou plusieurs cycles de service, une résine IX va s'épuiser, ce qui signifie qu'elle ne peut plus faciliter les réactions d'échange d'ions. Cela se produit lorsque les ions contaminants se sont liés à presque tous les sites actifs disponibles sur la matrice de résine. En termes simples, la régénération est un processus dans lequel des groupes fonctionnels anioniques ou cationiques sont restaurés dans la matrice de résine usée. Ceci est accompli grâce à l'application d'une solution de régénération chimique, bien que le processus exact et les régénérants utilisés dépendent de plusieurs facteurs de processus.
Types de processus de régénération de la résine IX
Les systèmes IX prennent généralement la forme de colonnes qui contiennent une ou plusieurs variétés de résine. Au cours d'un cycle de service, un flux est dirigé dans la colonne IX où il réagit avec la résine. Le cycle de régénération peut être de deux types, selon le chemin emprunté par la solution régénérante. Ceux-ci inclus:
1)Régénération à co-flux (CFR). En CFR, la solution régénérante suit le même chemin que la solution à traiter, qui est généralement de haut en bas dans une colonne IX. Le CFR n'est généralement pas utilisé lorsque des débits importants nécessitent un traitement ou qu'une qualité supérieure est nécessaire, pour les lits de résine à cations acides forts (SAC) et à anions basiques forts (SBA), car des quantités excessives de solution régénérante seraient nécessaires pour régénérer uniformément la résine. Sans régénération complète, la résine peut laisser échapper des ions contaminants dans le flux traité lors du prochain cycle d'entretien.
2）Régénération à contre-courantn (RFR). Également appelée régénération à contre-courant, la RFR implique l'injection de la solution régénérante dans le sens inverse du flux de service. Cela peut signifier un cycle de chargement à flux ascendant/régénération à flux descendant ou de chargement à flux descendant/régénération à flux ascendant. Dans les deux cas, la solution régénérante entre en contact d'abord avec les couches de résine les moins épuisées, ce qui rend le processus de régénération plus efficace. En conséquence, le RFR nécessite moins de solution régénérante et entraîne moins de fuites de contaminants, bien qu'il soit important de noter que le RFR ne fonctionne efficacement que si les couches de résine restent en place tout au long de la régénération. Par conséquent, le RFR ne doit être utilisé qu'avec des colonnes IX à lit garni, ou si un certain type de dispositif de rétention est utilisé pour empêcher la résine de se déplacer à l'intérieur de la colonne.
Étapes impliquées dans la régénération de la résine IX
Les étapes de base d'un cycle de régénération sont les suivantes :
Remous. Le lavage à contre-courant est effectué uniquement en CFR et consiste à rincer la résine pour éliminer les solides en suspension et redistribuer les billes de résine compactées. L'agitation des billes aide à éliminer les particules fines et les dépôts de la surface de la résine.
Injection de régénérant. La solution régénérante est injectée dans la colonne IX à faible débit pour permettre un temps de contact adéquat avec la résine. Le processus de régénération est plus complexe pour les unités à lit mixte qui contiennent à la fois des résines anioniques et cationiques. Dans le polissage en lit mixte IX, par exemple, les résines sont d'abord séparées, puis un régénérant caustique est appliqué, suivi d'un régénérant acide.
Déplacement régénérant. Le régénérant est évacué progressivement par l'introduction lente d'eau de dilution, typiquement au même débit que la solution régénérante. Pour les unités à lit mixte, le déplacement a lieu après l'application de chacune des solutions régénérantes, et les résines sont ensuite mélangées avec de l'air comprimé ou de l'azote. Le débit de cette étape de « rinçage lent » doit être soigneusement géré pour éviter d'endommager les billes de résine.
Rincer. Enfin, la résine est rincée à l'eau au même débit que le cycle de service. Le cycle de rinçage doit se poursuivre jusqu'à ce qu'un niveau de qualité d'eau cible soit atteint.
Quels matériaux sont utilisés pour la régénération de la résine IX ?
Chaque type de résine nécessite un ensemble restreint de régénérants chimiques potentiels. Ici, nous avons décrit les solutions de régénération courantes par type de résine et résumé les alternatives le cas échéant.
Régénérants de cations acides forts (SAC)
Les résines SAC ne peuvent être régénérées qu'avec des acides forts. Le chlorure de sodium (NaCl) est le régénérant le plus courant pour les applications d'adoucissement, car il est relativement bon marché et facilement disponible. Le chlorure de potassium (KCl) est une alternative courante au NaCl lorsque le sodium est indésirable dans la solution traitée, tandis que le chlorure d'ammonium (NH4Cl) est souvent substitué pour les applications d'adoucissement des condensats chauds.
La déminéralisation est un processus en deux étapes, dont la première consiste à éliminer les cations à l'aide d'une résine SAC. L'acide chlorhydrique (HCl) est le régénérant le plus efficace et le plus largement utilisé pour les applications de décationisation. L'acide sulfurique (H2SO4), bien qu'il soit une alternative plus abordable et moins dangereuse au HCl, a une capacité de fonctionnement inférieure et peut entraîner une précipitation de sulfate de calcium s'il est appliqué à une concentration trop élevée.
Régénérants de cations acides faibles (WAC)
HCl est le régénérant le plus sûr et le plus efficace pour les applications de désalcalinisation. Le H2SO4 peut être utilisé comme alternative au HCl, mais il doit être maintenu à faible concentration pour éviter la précipitation du sulfate de calcium. D'autres alternatives incluent les acides faibles, comme l'acide acétique (CH3COOH) ou l'acide citrique, qui sont également parfois utilisés pour régénérer les résines WAC.
Régénérants à base d'anions forts (SBA)
Les résines SBA ne peuvent être régénérées qu'avec des bases fortes. La soude caustique (NaOH) est presque toujours utilisée comme régénérant SBA pour la déminéralisation. La potasse caustique peut également être utilisée, bien qu'elle soit coûteuse.
Résines à base faible d'anions (WBA)
NaOH est presque toujours utilisé pour la régénération des WBA, bien que des alcalis plus faibles puissent également être utilisés, tels que l'ammoniac (NH3), le carbonate de sodium (Na2CO3) ou les suspensions de chaux.
Heure de publication : 16 juin-2021