ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сущность ионообменного фильтрования из "Водоподготовка " Рассмотрим в самом общем виде, как протекает рабочий цикл в ионитном фильтре. Для этого мысленно проведем вертикальный разрез фильтра с ионообменным материалом и выделим элементарную струйку обрабатываемой воды, омывающую вертикальный ряд молекул ионита, причем для простоты ограничимся десятью такими молекулами. Разумеется, в действительности число таких молекул в ионитном фильтре огром-, но и расположены они далеко не строго вертикально одна над другой. Далее представим себе, что мы можем наблюдать за элементарной струйкой через некий увеличительный прибор, позволяющий нам видеть молекулы, атомы и ионы. Тогда, если мы на протяжении рабочего цикла ионитного фильтра будем делать через некоторые промежутки времени фотоснимки этой элементарной струйки, мы (Получим ряд последовательных кадров, которые позволят нам увидеть, какие изменения происходят в обрабатываемой воде и в молекулах ионита в период работы фильтра. Схематическое изображение шести таких кадров представлено на рпс. 7-2. [c.191] Нерастворимая многоатомная твердая часть молекул иоиита изображена на этом рисунке в виде заштрихованных кружков, а образующие вокруг них ионную атмосферу ограниченно подвижные ионы изображены белыми кружочками, назовем их условно белые ионы . Находящиеся в обрабатываемой воде и подлежащие удалению из нее ионы обозначены черными кружочками, назовем их условно черными ионами . Задача ионитного фильтра заключается в осуществлении ионного обмена, в результате которого черные ионы переходят в ионную атмосферу молекул ионита, а взамен их в воду поступают из той же ионной атмосферы белые ионы. [c.191] Первая зона — молекулы 1 и 2—ее называют зоной истощенного ионита, поскольку все находившиеся в ней белые ионы иопользованы для обмена на черные ионы. [c.193] Вторая зона — молекулы 3, 4 и 5. Ее обычно называют работающей зоной. Здесь обрабатываемая вода начинает и заканчивает полезный для нее обмен черных ионов на белые. Поскольку ионный О бмен происходит на всем пути прохождения воды через ионит, то правильнее назвать эту зону з о н о й п о л е з н о г о обмена. [c.193] Третья зона — молекулы 6—10. Ее называют зоной неработавшего ионита или свежего ионита. Проходящая через этот слой обработанная вода содержит только белые ноны и поэтому не может изменять состав ионита. [c.193] Направленные в противоположные стороны стрелки указывают на обратимость процесса, который при равенстве скоростей двух взаимопротивоположных реакций приводит к динамическому равновесию, аналогичному тому, которое мы рассматривали, знакомясь с процессами растворения и электролитической диссоциации. [c.194] Регенерация истощенного ионита сводится к замене черных ионов в его молекулах на белые. Это достигается путем пропускания через истощенный ионит раствора электролита, содержащего -белые ионы, при этом их количество должно превышать стехиометрические соотношения обмениваемых ионов для того, чтобы реакция обмена по приведенному выше уравнению пошла бы справа налево. [c.194] Рассмотренный рабочий цикл ионооб.менного фильтра представлен, так сказать, в идеальном виде, что было сделано для простоты изложения. В действительности указанный выше ряд факторов, оказывающих влияние на процесс ионного обмена, вносит в него некоторые изменения. С этими изменениями мы познакомимся в параграфах, излагающих практическое применение ионного обмена для обработки воды на электростанциях. [c.194] Однако опыт экоплуатации промышленных ионообменных фильтров показывает, что во всех случаях наблюдаются известные нарушения оиисанного выше идеального равномерного прохождения обрабатываемой воды через загрузку ионитного фильтра. Поэтому граница зоны полезного обмена принимает различные очертания, отклоняясь в ту или другую сторону от горизонтальной плоскости сечения фильтра. Одно из таких воз.можных отклонений изображено на рис. 7-3,6. Вследствие различного сопротивления проходу воды по площади поперечного сечения фильтра в нем получился гидравлический перекос, в результате которого расход воды в левой части значительно превысил ее расход в. правой части. Такой перекос вызвал более ускоренное истощение ионита в левой части фильтра, где нижняя граница зоны полезного обмена уже достигла выходного коллектора распределительного устройства и вызвала ухудшение качества обработанной воды, в то время как правая часть загруженного ионита остается еще в значительной части не использованной. [c.196] Вернуться к основной статье