ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сущность и закономерности процесса ионного обмена из "Умягчение воды методом ионного обмена Методические указания " В энергетике обработка воды методами ионного обмена применяется при подготовке добавочной умягченной или обессоленной воды для питания паровых котлов разного давления, а также для подпитки тепловых сетей и обработки загрязненных конденсатов, возвращаемых промыпшен-ными потребителями. В ядерной энергетике иониты используются для обессоливания теплоносителя - воды и удаления из нее радиоактивных продуктов радиолиза, коррозии и других составляющих радиохимических реакций. [c.3] прошедшая предварительную очистку в осветлителе, практически не содержит в себе грубодисперсных и коллоидных примесей. Однако основная часть примесей в истинно растворенном состоянии остается в воде и должна быть удалена из нее. В настоящее время в теплоэнергетике для этого применяют ионный обмен. [c.3] Методы ионного обмена принципиальна отличаются от методов осаждения тем, что удаляемые из воды примеси не образуют осадка, кроме того, такая обработка не требует непрерывного дозирования реагентов. Эксплуатация ионитных фильтров значительно проще, габариты аппаратов меньше, а эффект очистки выше. [c.3] Сущность ионного обмена заключается в использовании способности некоторых практически нерастворимых в воде веществ, называемых ионообменными материалами или ионитами, изменять в желаемом направлении ионный состав воды. [c.3] Способность ионитов к ионному обмену объясняется их специфической структурой. Ионит состоит из твердой нерастворимой в воде молекулярной сетки, к отдельным местам которой на поверхности и внутри ее массы присоединены химически активные функциональные группы атомов ионита. С электрохимической точки зрения каждая молекула является своеобразным твердым электролитом. В результате электролитической диссоциации ионита вокруг нерастворимого в воде ядра образуется ионная атмосфера, представляющая собой ограниченное пространство вокруг молекулы ионита, в котором находятся подвижные и способные к обмену ионы. Если эти подвижные ионы имеют положительный заряд, ионит называется катионитом, если отрицательный — анионитом. [c.3] Если воду фильтруют через слой зерен катионита, то такую обработку называют катионированием, а при использовании анионита - аниони-рованием. Для умягчения воды применяют процессы катионирования, результатом которых является удаление из нее катионов Са и Mg , обусловливающих жесткость. Катион, который катионит отдает в раствор, называется обменным. В практике водоподготовки в качестве обменных используются только три катиона натрий, водород и аммоний. В зависимости от того, каким из этих катионов заряжен катионит, различают три процесса Na-катионирование, Н-катионирование, NH4-KaTH0HHp0BaHHe. Если при обработке воды используются катиониты и аниониты, то происходит процесс химического обессоливания. [c.4] Реакции ионного обмена подчиняются правилам, характерным для реакций обычных электролитов, в частности эквивалентности обмена ионов и обратимости этого процесса. Кроме того, при ионном обмене большое значение имеют селективность и скорость установления ионнообменного равновесия. [c.4] Принцип эквивалентности заключается в том, что обмен ионов между раствором и ионитом происходит в эквивалентных соотношениях с соблюдением принципа электронейтральности раствора. Однако следует отметить, что суммарное количество ионов в растворе может меняться после ионирования вследствие протекания вторичных реакций (нейтрализации, образования малодиссоциируемых соединений). Если вода щелочная, то выделяющийся водород вступает во взаимодействие с ионами 0Н и образует малодиссоциируемое соединение - воду, при этом количество ионов в растворе уменьшается. [c.4] Обратимость процесса позволяет экономно использовать ионит в технологических схемах. Преимущественное направление реакции обмена определяется в соответствии с законом действующих веществ. При истощении ионита можно, повысив в растворе концентрацию первоначальных обменных ионов, сдвинуть реакцию ионного обмена в направлении восстановления ионита в исходное состояние, т.е. произвести регенерацию ионита. [c.4] Скорость установления равновесия зависит от гидродинамического режима жидкости (скорости фильтрования), концентрации обменивающихся ионов, структуры зерен ионита, его проницаемости для ионов. Скорость ионного обмена определяется либо диффузией в пленке жидкости, либо диффузией в зерне ионита. Реакции обмена ионов протекают быстро, поэтому допустимы достаточно большие скорости фильтрования. [c.5] Вернуться к основной статье