Случаи обмена одновалентных ионов на трехвалентные в практике ионообменной очистки сточных вод встречаются редко, так как регенерация ионообменных смол, насыщенных трех-валентнымн ионами, требует очень большого избытка регенерирующего реагента.[ ...]
Величины безразмерных концентрационных констант обмена катионов На+ и К- на ионы Н+ при декатионировании воды на Н-фильтрах, загруженных смолой КУ-2, равны 1,2 и 1,5 соответственно; безразмерная константа обмена анионов С1 на ОН -смоле АВ-17 равна 2,0, т. е. значения констант обмена равнозалентных ионов на сильно диссоциированных ионообменных смолах невелики. Поэтому избирательность обмена на сильнокислотном катионите также невелика и существенно проявляется лишь при обмене ионов различной валентности.[ ...]
Как и в случае кинетики адсорбционного процесса, при исследовании кппетики ионного обмена обычно используется принцип лимитирующей стадии, утверждающий, что общую скорость гетерогенного процесса определяет скорость наиболее медленной стадии. Поскольку стадия реакции ионного обмена протекает весьма быстро [13, 14], при исследовании кинетики ноши "о обмена обычно разделяют стадии массоотдачи (стадии а, д) I массопроводиости (стадии б, г).[ ...]
Следует отметить, что хотя переход от разбавленных растворов к концентрированным при ионном обмене должен привести к внутридиффузионному процессу и при регенерации ионитов следовало бы ожидать независимости скорости процесса от скорости фильтрования раствора. Однако опыт показывает, что некоторое влияние скорости фильтрования на регенерацию катионита остается даже при применении 4—6 н растворов кислот и щелочей.[ ...]
Приближенное уравнение внешнедиффузионной кинетики ионного обмена задается уравнением (У-31). При формулировке теоретической модели внутридиффузионной кинетики ионного обмена необходимо задаваться соотношениями для плотностей диффузионных потоков ионов. С учетом условий электронейтральности и отсутствия электрического тока такое соотношение может быть задано в виде первого закона Фика [14]. При этом коэффициент пропорциональности, являющийся коэффициентом взаимодиффузии ионов, зависит от коэффициентов диффузии ионов, концентраций ионов и их зарядов. Это существенно усложняет моделирование внутридиффузионных процессов ионного обмена. Поэтому обычно при исследовании таких процессов используют приближенное уравнение Глюкауфа (У-32).[ ...]
Динамика ионного обмена. При формулировке теоретической модели динамики ионного обмена, как и в случае динамики адсорбции растворенных веществ, необходимо задаваться уравнениями материального баланса, кинетики и изотермы ионноп> обмена.[ ...]
Уравнения динамики ионного обмена на основных стадиях ионообменного цикла рассмотрены в монографии [15], где"показано, что для кинетики обмена при деионизации воды на раздельных слоях катионита и анионита характерен внешнедиффузионный механизм массообмена, а для кинетики при регенерации колонны — внутридиффузионный.[ ...]
В общем случае для решения системы уравнений (VIII-7) — (VIII-11) необходимо привлекать численные методы расчета с использованием ЭВМ. В частном случае линейной изотермы ионного обмена стадию сорбции можно рассчитывать по соотношению (V-35), а также по рис. V-7. При выпуклой изотерме обмена, эквивалентной изотерме Лэнгмюра (VI11-5), образуется стационарный фронт сорбции, и процесс обмена можно рассчитывать по соотношению типа (V-36).[ ...]
Следует признать, что в настоящее время отсутствует надежное обобщение данных в виде критериальных уравнений по коэффициенту массоотдачи при обмене ионов.[ ...]
Методы расчета динамики обмена смесей в плотном слое с использованием ЭВМ рассмотрены в монографиях [12, 13]. В практических расчетах процесс обмена смесей часто сводят к задаче о проскоке наименее сорбируемого иона в фильтрат. Смесь ионов, извлекаемых из воды, распределяется вдоль колонны таким образом, что первым движется фронт сорбции наименее слабо сорбирующегося иона и этот ион проходит в фильтрат до того, как начнут проходить в фильтрат остальные компоненты смеси. При обессоливании сточных вод ионообменный фильтр отключают на регенерацию уже после проскока первого иона (Na+ через Н+-катионитовый фильтр или С1 через ОН -анионитовый фильтр). Динамика обмена при этом приближенно может быть рассчитана как динамика обмена противоионов смолы на ионы Na+ (или С1 ).[ ...]
Вернуться к оглавлению