Taratura addolcitore a scambio ionico

[Zorban]

Ho installato un addolcitore a scambio ionico (solo resina cationiche) con rigenerazione a sale.
Durante la rigenerazione, tramite un tubo a effetto venturi, viene aspirata la salamoia (acqua satura di cloruro di sodio) creando una miscela al 12-13 % (valore trovato in rete). Questa miscela viene fatta passare in equicorrente attraverso il letto di resine che trattengono il sodio e cedono gli ioni calcio (e magnesio?).
Il mio dubbio è questo: secondo la taratura di fabbrica il tempo di rigenerazione è stabiito in 60minuti ma la salamoia viene aspirata completamente in 12 minuti.

Secondo me c'è qualcosa che non va.

Qualcuno conosce la quantità di soluzione al 12-13% di NaCl necessaria per rigenerare completamente 1 litro di resina?
Come faccio a verificare (non sono un chimico) che la miscela attuata dal tubo di venturi sia proprio del 12.13%?
Quale deve essere la velocità della soluzione attraverso il letto di resina per ottenere uno scambio ionico completo?

Grazie, Zorban

[Zorban]

Questo è quello che ho trovato in rete ma ancora le questioni rimangono:

"Come detto inizialmente lo scambio ionico in generale comporta lo scambio di uno ione presente sul gruppo funzionale della resina con uno ione di pari carica presente in soluzione. Fra questi un caso particolare riguarda le cosiddette RESINE CATIONICHE IN CICLO SODICO, del tipo cioè R-Na, ove al posto dell’idrogenione delle resine cationiche in ciclo acido, troviamo lo ione Na+.
Tali resine pertanto durante la fase di esaurimento non scambieranno ione H+, bensì rilasceranno lo ione Na+ al posto di quello che prendono.
Queste particolari resine vengono di solito ottenute salificando le resine cationiche acide del tipo
R-SO3H andando a sostituire lo ione H+ con lo ione Na+ e sono utilizzate per rimuovere la durezza delle acque in quanto lo ione Na+ ha particolare affinità di scambio con gli ioni Ca++ e Mg++ secondo le reazioni:
2R-Na + Ca++ ↔ R2=Ca + 2Na+
2R-Na +Mg++ ↔ R2=Mg + 2Na+
La rigenerazione delle resine cationiche in ciclo sodico avviene tramite un lavaggio i salamoia (soluzione al 10% di NaCl)
8
L’ADDOLCIMENTO prevede perciò l’uso di una resina cationica forte in ciclo sodico, come visto lo scambio avviene fra gli ioni Ca++ e Mg++ in soluzione e lo ione Na+ sulla resina.
Può essere considerata una demineralizzazione parziale, limitata alla rimozione degli ioni di Ca++ e Mg++ i quali sono fra le principali cause di incrostazioni nelle tubazioni.
Un tipico esempio di addolcimento può avvenire usando resine cationiche in ciclo sodico tramite reazioni del tipo:
CaSO4 + Na+ ↔ NaSO4 +Ca++
Si ottiene così in soluzione del solfato di sodio solubile al posto del solfato di calcio che è quasi insolubile.
Tramite rigenerazione con soluzione di NaCl si ottiene la rigenerazione della resina la quale si ricarica di ioni Na+ e rilascia gli ioni Ca++ che si legano al cloruro Cl- dando cloruro di calcio CaCl2 relativamente inerte."

[Nino]

"Zorban" <***@tiscali.it> ha scritto nel messaggio news:53468390-cd67-4c08-b0d6-***@googlegroups.com...
Ho installato un addolcitore a scambio ionico (solo resina cationiche) con
rigenerazione a sale.
Durante la rigenerazione, tramite un tubo a effetto venturi, viene aspirata
la salamoia (acqua satura di cloruro di sodio) creando una miscela al 12-13
% (valore trovato in rete). Questa miscela viene fatta passare in
equicorrente attraverso il letto di resine che trattengono il sodio e cedono
gli ioni calcio (e magnesio?).
Il mio dubbio è questo: secondo la taratura di fabbrica il tempo di
rigenerazione è stabiito in 60minuti ma la salamoia viene aspirata
completamente in 12 minuti.

Secondo me c'è qualcosa che non va.

Qualcuno conosce la quantità di soluzione al 12-13% di NaCl necessaria per
rigenerare completamente 1 litro di resina?
Come faccio a verificare (non sono un chimico) che la miscela attuata dal
tubo di venturi sia proprio del 12.13%?
Quale deve essere la velocità della soluzione attraverso il letto di resina
per ottenere uno scambio ionico completo?

Grazie, Zorban

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CaSO4 + 2Na+ ? Na2SO4 + Ca++
-------------------

Da prendere con le molle (i miei ricordi risalgono a 30 anni fa)

Le resine cationiche forti sono del tipo R-SO3H
Per l'addolcimento (e non la decationizzazione), l'idrogeno è sostituito dal
sodio (si dice che "sono in ciclo Na+")
Durante il funzionamento normale, vengono trattenuti i cationi presenti
nell'acqua grezza di rete (Ca++, Mg++, ...), con rilascio nell'effluente di
equivalente quantità di Na+.
La quantità di acqua che può essere trattata prima dell'esaurimento (un
"ciclo") è funzione della quantità di resina presente, della sua capacità di
scambio ionico e della salinità concentrazione dei cationi nell'influente.
E' importante la forma (diametro/altezza circa 0,5) della colonna di resina
e la portata (velocità) dell'acqua da addolcire.

Mi pare che il potere specifico di scambio delle resine cationiche
solfoniche sia di circa 1 meq/cc resina secca (50 gr CaCO3/litro di resina).
La rigenerazione si effettua con un eccesso di NaCl (3-4 volte la quantità
stechiometrica), cioè circa 200-250 gr di NaCl/litro di resina, sui
1600-2000 ml di soluzione al 12%.
La solubilità di NaCl è circa il 35% a 20°C; quindi, se devi preparare una
soluzione al 12%, è necessario effettuare una diluizione 1:3 della soluzione
satura (aggiungendo 2 parti di acqua possibilmente demineralizzata)

Per quel che riguarda infine la velocità ottimale attraverso il letto di
resina, dovrebbe essere di circa 10-15 cm/min durante il funzionamento e di
2-3 cm/min durante la rigenerazione.

Nino

[Zorban]

Post by Nino
Mi pare che il potere specifico di scambio delle resine cationiche
solfoniche sia di circa 1 meq/cc resina secca (50 gr CaCO3/litro di resina).
La rigenerazione si effettua con un eccesso di NaCl (3-4 volte la quantità
stechiometrica), cioè circa 200-250 gr di NaCl/litro di resina, sui
1600-2000 ml di soluzione al 12%.

Questo valore è quello già aumentato di 3-4 volte la quantità stechiometrica?

Il tino della salamoia viene riempito di acqua fino a 40cm e quindi un volume di 34 litri. Purtroppo questi 34 litri non sono di sola aqua satura di NaCl ma contngono anche il sale, posso provare a estrarre la soluzione con un sifone per sapere esattamente la quantità di salamoia che viene utilizzata per rigenerare 20 litri di resina.

Post by Nino
La solubilità di NaCl è circa il 35% a 20°C; quindi, se devi preparare una
soluzione al 12%, è necessario effettuare una diluizione 1:3 della soluzione
satura (aggiungendo 2 parti di acqua possibilmente demineralizzata)

Come posso controllare se la valvola automatica effettua la giusta diluizione?

Post by Nino
Per quel che riguarda infine la velocità ottimale attraverso il letto di
resina, dovrebbe essere di circa 10-15 cm/min durante il funzionamento e di
2-3 cm/min durante la rigenerazione.

Considerando che la rigenerazione avviene a 3 lt/min e la bombola ha un diametro di 20cm la velocità è di circa 1cm/min quindi O.K.

Grazie,

Zorban

[Nino]

Post by Nino
Mi pare che il potere specifico di scambio delle resine cationiche
solfoniche sia di circa 1 meq/cc resina secca (50 gr CaCO3/litro di resina).
La rigenerazione si effettua con un eccesso di NaCl (3-4 volte la quantità
stechiometrica), cioè circa 200-250 gr di NaCl/litro di resina, sui
1600-2000 ml di soluzione al 12%.

Questo valore è quello già aumentato di 3-4 volte la quantità
stechiometrica?

----> Sì

Il tino della salamoia viene riempito di acqua fino a 40cm e quindi un
volume di 34 litri. Purtroppo questi 34 litri non sono di sola aqua satura
di NaCl ma contngono anche il sale, posso provare a estrarre la soluzione
con un sifone per sapere esattamente la quantità di salamoia che viene
utilizzata per rigenerare 20 litri di resina.

----> 10 kg di NaCl per 20 litri di resina è fin troppo (8 volte la quantità
stechiometrica), ma potrebbe essere benissimo la quantità ottimale,
considerando l'equilibrio delle reazioni di scambio

Post by Nino
La solubilità di NaCl è circa il 35% a 20°C; quindi, se devi preparare una
soluzione al 12%, è necessario effettuare una diluizione 1:3 della soluzione
satura (aggiungendo 2 parti di acqua possibilmente demineralizzata)

Come posso controllare se la valvola automatica effettua la giusta
diluizione?

----> In laboratorio sarebbe semplice determinare quantitativamente i
cloruri.
O anche semplicemente la conducibilità specifica della salamoia e della
soluzione diluita.

Forse si potrebbe collegare un contatore volumetrico o inserire un
flussimetro.

Post by Nino
Per quel che riguarda infine la velocità ottimale attraverso il letto di
resina, dovrebbe essere di circa 10-15 cm/min durante il funzionamento e di
2-3 cm/min durante la rigenerazione.

Considerando che la rigenerazione avviene a 3 lt/min e la bombola ha un
diametro di 20cm la velocità è di circa 1cm/min quindi O.K.

----> Mi pare che la portata sia un po' alta (quasi 10 cm/min)
A proposito del controlavaggio dopo la rigenerazione, va bene (per mescolare
le resine ed evitare vie preferenziali), ma deve a sua volta essere
preceduto da un lavaggio in equicorrente con 7-8 volumi di acqua (rispetto
alla resina) dopo il processo di rigenerazione, per eliminare residui di
NaCl dall'effluente.


Grazie,

Zorban

----> Prego
Nino

[Zorban]

Post by Nino
A proposito del controlavaggio dopo la rigenerazione, va bene (per mescolare
le resine ed evitare vie preferenziali), ma deve a sua volta essere
preceduto da un lavaggio in equicorrente con 7-8 volumi di acqua (rispetto
alla resina) dopo il processo di rigenerazione, per eliminare residui di
NaCl dall&#39;effluente.

Mi cospargo il capo con un po' di cenere .... la velocità è di circa 10cm/min quindi troppo alta. Devo capire come poter ridurre tale velocità di almeno 3-4 volte in modo da far consumare tutta la salamoia in 60 minuti e aumentare il tempo di contatto con le resine.

La valvola automatica è la fleck 5600 sxt, cercherò in rete se mi permette di regolare la portata nella fase di rigenerazione.

Potrebbe essere ua soluzione strozzare lo scarico fino ad avere circa 0.8 - 1 lt/min in rigenerazione?

Grazie ancora

Zorban

[Zorban]

Post by Zorban
La valvola automatica è la fleck 5600 sxt, cercherò in rete se mi permette di regolare la portata nella fase di rigenerazione.
Potrebbe essere ua soluzione strozzare lo scarico fino ad avere circa 0.8 - 1 lt/min in rigenerazione?

Ho trovato questi ricambi per l' injector del tubo di venturi che quindi determinano la portata nella fase di rigenerazione. Bisogna vedere se nella mia valvola c'è quello giusto.

http://www.softenerparts.com/Injector_Nozzle_and_Throat_Sets_Fleck_Valves_p/34injector.htm

mi sembra che il ragionamento fili no?

Qui c'è anche il video per sostituirlo, cosa si può desiderare di più?

Zorban

[Zorban]

Post by Zorban
Il tino della salamoia viene riempito di acqua fino a 40cm e quindi un
volume di 34 litri. Purtroppo questi 34 litri non sono di sola aqua satura
di NaCl ma contngono anche il sale, posso provare a estrarre la soluzione
con un sifone per sapere esattamente la quantità di salamoia che viene
utilizzata per rigenerare 20 litri di resina.
stechiometrica), ma potrebbe essere benissimo la quantità ottimale,
considerando l&#39;equilibrio delle reazioni di scambio

Non ho capito come sei arrivato a determinare il consumo di 10Kg se i 34 litri di capienza del tino non sono di sola salamoia ma come ti dicevo contengono anche il sale quindi la soluzione satura è molto minore dei 34 litri e occuperà soltanto gli spazi vuoti tra un granello di sale e l'altro.

Se riesco a misurare con esattezza la quantità di soluzione satura impiegata per una rigenerazione, como ricavo la quantità di sale disciolta?

Zorban

[Nino]

"Zorban" <***@tiscali.it> ha scritto nel messaggio Se riesco a
misurare con esattezza la quantità di soluzione satura impiegata per una
rigenerazione, como ricavo la quantità di sale disciolta?

Zorban

----> La solubilità alla saturazione a temperatura ambiente è 350 g/l di
soluzione.
20 litri corrispondono a circa 10 kg di NaCl

[Nino]

Post by Zorban
misurare con esattezza la quantità di soluzione satura impiegata per una
rigenerazione, como ricavo la quantità di sale disciolta?
Zorban
----> La solubilità alla saturazione a temperatura ambiente è 350 g/l di
soluzione.
20 litri corrispondono a circa 10 kg di NaCl

Pardon... 30 litri, non 20... :-(

[Zorban]

&gt;
&gt; ----&gt; La solubilità alla saturazione a temperatura ambiente è 350 g/l di
&gt; soluzione.
&gt; 20 litri corrispondono a circa 10 kg di NaCl
&gt;
Pardon... 30 litri, non 20... :-(

Questa mattina ho misurato la quantità esatta della salamoia che viene usata in una rigenerazione. Ho praticamente aspirato la soluzione dal tino come fa la volvola Fleck 5600 ed è venuto fuori che nel tino vengono immagazzinati 10 litri di salamoia. Considerando la solubilità di 350 g/l otteniamo un consumo di sale di 3.5 Kg.

Inoltre poichè la portata d'acqua durante la rigenerazione è di 2,75 l/min e la salamoia viene aspirata in 12 minuti posso calcolare che la quantità totale della soluzione diluita che rigenera le resine è di 33 litri quindi la diluizione è di 1 quantità di salamoia e 2 di acqua.

Credo che vada più o meno bene, cosa ne pensi?

Zorban

[Nino]

&gt;
&gt; ----&gt; La solubilità alla saturazione a temperatura ambiente è 350 g/l di
&gt; soluzione.
&gt; 20 litri corrispondono a circa 10 kg di NaCl
&gt;
Pardon... 30 litri, non 20... :-(

Questa mattina ho misurato la quantità esatta della salamoia che viene usata
in una rigenerazione. Ho praticamente aspirato la soluzione dal tino come fa
la volvola Fleck 5600 ed è venuto fuori che nel tino vengono immagazzinati
10 litri di salamoia. Considerando la solubilità di 350 g/l otteniamo un
consumo di sale di 3.5 Kg.

Inoltre poichè la portata d'acqua durante la rigenerazione è di 2,75 l/min e
la salamoia viene aspirata in 12 minuti posso calcolare che la quantità
totale della soluzione diluita che rigenera le resine è di 33 litri quindi
la diluizione è di 1 quantità di salamoia e 2 di acqua.

Credo che vada più o meno bene, cosa ne pensi?

Zorban

----> Mi pare perfetto.
Anche nella quantità di NaCl per la rigenerazione (3,5 Kg/20 l = 175
g/litro di resina
Io nel primo messaggio avevo scritto:
"La rigenerazione si effettua con un eccesso di NaCl (3-4 volte la quantità
stechiometrica), cioè circa 200-250 gr di NaCl/litro di resina, "
:-)

[Zorban]

Faccio di nuovo galleggiare il post per chiedervi di aiutarmi nell'interpretazione di questi dati.

Nella scheda tecnica di questa resina cationica forte si legge:

Portata di rigenerazione: 2-4 BV/h (0,25 -0,50 gpm/piedi cubi)

Link:
http://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CFIQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.eurotrol.it%2Fattachments%2F073_08-01-IT_16112011.pdf&ei=-LAWUMOSIPPN4QTBh4GACg&usg=AFQjCNHs55OXHbbPUMnc8ZcYHSaiSl-1IQ&sig2=H98wAVg6ubPAPc4EYSe_Ig

Considerando una bombola da 8" (20 cm di diametro e riempita per 70 cm di resina = 20 litri) come si ricava la portata in litri/min che deve avere la salamoia?

Io ho fatto così: gpm sta per galloni al minuto (1 gal US = 3,78 litri) quindi dovrei calcolare il volume della resina in piedi cubi e poi dividere la portata di 0,25 - 050 gpm per ottenere il il risultato.
Viene 0,708 gpm che trasformato in litri/min è 2,67 lt/min, è esatto?

Grazie, Zorban

[Zorban]

Ho inoltre trovato la scheda tecnica della resina inserita nel mio addolcitore:

http://www.lenntech.com/Data-sheets/Dowex-HCR-SS-L.pdf

dalla quale risulta che la rigenerazione può avvenire con una velocità da 1-10 m/h e quindi con velocità di 2-16 cm/min perfettamente compatibile con la velocità da me misurata di 10 cm/min.
Inolte sempre dalla scheda tecnica si rileva che la resina deve essere sciacquata con 3-6 volte il volume della resina (20 litri) quindi considerando che nel controlavaggio si usano 5min*6lt/min=30litri l'eccesso di lavaggio va fatto durante la rigenerazione dopo che è finita la salamoia.
Prendendo il valore massimo di 6 volte 20 il lavaggio deve essere fatto con 120 litri di acqua meno i 30 del controlavaggio rimangono 90 litri che alla portata di 2.75 durante il ciclo rigenerante conducono ad un tempo extra dopo che la salamoia è finita di circa 33 minuti.
Quindi il tempo di rigenerazione (salamoia + acqua di lavaggio) deve essere di 12 + 33 = 45 minuti e quindi adesso riportano i 60 minuti (abbondanti della taratura di fabbrica).

Credo finalmente di aver chiarito ogni dubbio.
Se non fosse così fatemelo sapere altrimenti un caloroso ringraziamento a nino per il suo preziosissimo aiuto.

Zorban

[Nino]

"Zorban" <***@tiscali.it> ha scritto nel messaggio
news:53468390-cd67-4c08-b0d6-
Il mio dubbio è questo: secondo la taratura di fabbrica il tempo di
rigenerazione è stabiito in 60minuti ma la salamoia viene aspirata
completamente in 12 minuti.

-----------

Dimenticavo: dopo l'immissione della soluzione rigenerante (NaCl), prima
dell'esercizio normale è indispensabile procedere ad una fase di lavaggio
con acqua demineralizzata (o anche grezza) per eliminare l'eccesso di
cloruro di sodio (almeno 5 volte il volume della resina).
E' questa la ragione dei 60 minuti contro i 12 della rigenerazione.

[Zorban]

Il mio dubbio � questo: secondo la taratura di fabbrica il tempo di
rigenerazione � stabiito in 60minuti ma la salamoia viene aspirata
completamente in 12 minuti.
-----------
Dimenticavo: dopo l&#39;immissione della soluzione rigenerante (NaCl), prima
dell&#39;esercizio normale � indispensabile procedere ad una fase di lavaggio
con acqua demineralizzata (o anche grezza) per eliminare l&#39;eccesso di
cloruro di sodio (almeno 5 volte il volume della resina).
E&#39; questa la ragione dei 60 minuti contro i 12 della rigenerazione.

Non vi ho detto, per brevità, che il ciclo di rigenerazione in equicorrente è preceduto e seguito da un ciclo di lavaggio in controcorrente di 5 minuti alla portata di 6 lt/min.

Zorban