Емкость ионита

Ионообменные свойства ионитов характеризуются полной и рабочей обменной емкостью. Полная обменная емкость — это общее число всех ионообменных групп в единице объема ионита, выражающееся в мэкв/г. Полная обменная емкость постоянна для данного ионита и зависит только от термического, химического и ионизующего воздействия. Из-за необходимости многократной регенерации ионитов их обменная емкость используется лишь частично. В таком случае вводится понятие рабочей обменной емкости ионитов, которая зависит от условий сорбции и регенерации ионитов. Для катионитов обменные емкости определяют по катионам, для анионитов — по анионам. [c.125]

После того как рабочая обменная емкость ионита исчерпана, катионит теряет способность умягчать воду в этом случае необходима его регенерация [c.130]

На технологические показатели катионитов оказывает значительное влияние присутствие в обрабатываемой воде конкурентоспособных ионов тяжелых металлов (Zr, d, Ni, Си, Zn, Fe, Pb). Хорошо поглощаясь в процессе сорбции, они не полностью вытесняются в процессе регенерации рабочими расходами регенерирующих агентов. Вследствие этого наблюдается некоторое снижение рабочей емкости ионитов, для восстановления которой требуется специальная обработка. [c.89]

Проведение расчетов на ЭВМ интенсифицирует решение задачи и обеспечивает варьирование большого числа параметров в широких пределах их изменения при незначительных затратах машинного времени. Так, например, определение обменной емкости ионита только для одной совокупности параметров сорбции и регенерации занимает у экспериментатора один рабочий день, а продолжительность машинного эксперимента составляет 1—2 мин [182]. [c.162]

Для расчета процесса достаточно знать значения нескольких фундаментальных характеристик исследуемой системы ионит-раствор полной обменной емкости ионита ао, константы обмена удаляемых ионов Кц, кинетических коэффициентов, концентраций каждого из компонентов в исходной воде С. и распределения [c.164]

Полная обменная емкость ионитов (ПОЕ) определялась в динамических условиях по ГОСТ 20255.2-74. Значения ПОЕ для катионитов КУ-2 и сульфоугля были получены в опытах с раствором хлорида кальция при его пропускании через колонки катионитов в Na-форме до полной отработки последних. [c.165]

Экспериментальную часть исследования проводили на лабораторном фильтре сечением 0,459 см с высотой слоя катионита КУ-2 16,4 см. Масса загрузки составляла 4 г. Полная обменная емкость ионита составляла 3,82 мг-экв/г, эквивалентный диаметр зерна в набухшем состоянии 0,068 см. Принятые условия опыта характерны для исследования ионообменных процессов с применением математической модели [182, 185]. [c.167]

Значение обменной емкости ионита обусловливает число активных групп в 1 мг-экв, приходящихся на единицу массы или объема смолы. [c.134]

Обменная емкость ионитов зависит от числа активных групп на поверхности зерен ионита. Поверхностью ионита является также поверхность углублений, пор, каналов и пр. Поэтому предпочтительнее иметь иониты с пористой структурой. Зернистость отечественных и зарубежных ионитов характеризуется фракциями в пределах от 0,3 до 1,5 мм при среднем диаметре зерен 0,5—0,7 мм и коэффициенте неоднородности около 2,0 —2,5. [c.83]

Увеличить степень регенерации нижних слоев можно было бы путем дальнейшего пропускания через ионит все новых порций свежего регенерационного раствора. Однако для этого потребовался бы значительный расход соли, что экономически не оправдывается, поскольку стоимость реагента является одной из основных статей эксплуатационных расходов при ионообменном фильтровании воды. Кроме того, следует иметь в виду, что по мере увеличения расхода соли заметный вначале эффект прироста обменной емкости ионита затем постепенно снижается. Поэтому ограничиваются пропуском соли в количестве, превышающем в 2-3 раза стехиометрическое соотношение обмениваемых [c.92]

Для прикидочных расчетов основных параметров ионообменного фильтра (высота слоя ионита, площадь и скорость фильтрования, продолжительность рабочего цикла, обменная емкость ионита) можно пользоваться уравнением материального баланса ионитного фильтра, включающим эти параметры. Чтобы составить такой баланс, можно считать, что все подлежащие удалению из обрабатываемой во- [c.107]

Для составления уравнения материального баланса примем следующие условные обозначения необходимых технологических параметров фильтра d — скорость фильтрования, м/ч Т— продолжительность рабочего цикла, ч h — высота слоя ионита, м F — площадь фильтрования, м е — обменная емкость ионита, г-экв/м С — концентрация удаляемых ионов в исходной воде, г-экв/м . [c.108]

Полученная продолжительность рабочего цикла является приближенной, так как значения известных параметров могут в некоторых пределах изменяться. Эти колебания, касающиеся высоты слоя ионита, скорости фильтрования воды и концентрации в ней удаляемых ионов, бывают, как правило, незначительны. Что же касается рабочей обменной емкости ионита е, то она вследствие неизбежных колебаний в условиях и режиме операций по регенерации ионита, а также влияния на этот параметр остальных показателей и гидродинамики загрузки изменяется в заметных пределах от цикла к циклу. Поэтому фактическая продолжительность рабочего цикла фильтра может быть несколько менее или более полученной по подсчету величины. Однако такой подсчет дает известную ориентировку обслуживающему персоналу, позволяя примерно знать время отключения фильтра на регенерацию. [c.109]

В гл. 5—7 представлены результаты экспериментальных теоретических исследований и технологические разработки, позволившие улучшить показатели химического обессоливания воды за счет приближения расходов реагентов на регенерацию ионит-ных фильтров к стехиометрическим и повышения используемых обменных емкостей ионитов. [c.3]

Основным показателем, определяющим экономичность и эффективность работы ионообменной обработки воды, является рабочая обменная емкость ионита. Обменная емкость катионитов с учетом процесса регенерации и умягчения воды может быть определена [62] по формуле [c.75]

Для разработки эффективных и экономичных технологических схем химического обессоливания воды были проведены исследования по выявлению возможности снижения удельного расхода реагента, повышения обменной емкости ионитов, улучшения качества фильтрата и др. При этом было поставлено условие, согласно которому расход реагента на регенерацию ионитных фильтров не превышал бы стехиометрического количества. [c.105]

При разрешенном сбросе сточных вод основным требованием к установке обессоливания является снижение эксплуатационных и капитальных затрат. Для этого необходимо разработать такие технологические схемы, которые позволили бы существенно снизить расход реагентов, дали возможность использовать более дешевые реагенты, увеличили обменную емкость ионитов и обеспечили бы компактность всей установки. [c.152]

Эксплуатация установки с 1982 г. показывает, что удельный расход реагентов на регенерацию ионитов снижен практически до стехио-метрических значений, а рабочая обменная емкость ионитов по сравнению с работающей установкой увеличена в 1,5—2 раза. Обменные емкости ионитов СК-1 в МН- и Яг-фильтрах, КУ-2-8 в Я фильтре, АВ-17-8 в Ап- и А2-фильтрах и АН-31 в Л]-фильтре при удельных расходах кислоты и щелочи на регенерацию соответственно 1,02 и 1,03 г-экв/г-экв получаются в среднем равными 470, 380, 1330, 330, 450 и 1350 г-экв/,м1 [c.183]

Как видно, несмотря на снижение удельных расходов (реагентов на регенерацию ионитов, обменные емкости ионитов в среднем увеличены в 1,5—2 раза. [c.183]

Увеличение степени диссоциации, повышая заряд твердой фазы, создает тем самым условия для образования более плотного диффузного слоя вокруг ионита, а следовательно, увеличивает количество ионов, способных участвовать в процессах ионного обмена, т. е. повышает обменную емкость ионитов. Поэтому обменная емкость слабокислотных катионитов возрастает с увеличением рН раствора, а слабоосновных анионитов возрастает с уменьшением pH раствора. [c.170]

Выше было сказано, что обменная емкость слабокислотных катионитов повышается с повышением pH раствора, а слабоосновных анионитов — с понижением pH. При одном и том же изменении pH величина снижения обменной емкости ионитов является функцией их констант диссоциации. Ориентировочное определение констант диссоциации ионитов может быть осуществлено путем их потенциометрического титрования, которое проводят следующим образом. Навеску ионита (катионит в Н-форме, анионит в ОН-форме) взбалтывают с раствором хлористого натрия и далее титруют катионит щелочью, а анионит — кислотой. Последние прибавляют малыми порциями и после прибавления каждой (по установлении равновесия) замеряют pH раствора. По опытным данным строят кривую, откладывая по оси абсцисс числа миллиграмм-эквивалентов добавленной щелочи или кислоты, а по оси ординат — значения pH раствора. Пример [c.189]

Зависимостью обменной емкости ионитов от pH раствора может быть объяснено изменение ее с изменением характера находящихся в растворе КОНОНОВ. Рассмотрим процесс обмена катионов слабокислотным Н-катиони-том из растворов, содержащих в эквивалентной концентрации 1) хлористый натрий и 2) бикарбонат натрия. Соответствующие процессы обмена могут быть представлены в виде следующих уравнений [c.191]

Важнейшим технологическим показателем для любого ионита является его обменная емкость (ОЕ), выражаемая числом грамм-эквивалентов ионов, обмениваемых 1 ионита (во влажном состоянии). Так, например, если обменная емкость ионита составляет 500 г-экв/м , то это означает, что 1 такого ионита обменивает 500 г-же ионов, т. е. может очистить от данного иона при концентрации его 10 мг-экв/л (10 г-экв/м ) 50 л( воды, или при 5 мг-экв/л 100 ж и т. д. [c.211]

Как следует из этих наименований, статическая или равновесная обменная емкость ионита (ОЕ<,т) соответствует количеству ионов (г-же), обмененных единицей объема (1/ж ) регенерированного ионита при контакте его с раствором поглощаемого иона определенной концентрации в отсутствие протока жидкости (при перемешивании воды или без него). В этих ста- [c.211]

Фильтрование воды через слой ионита может, в зависимости от условий и режима эксплуатации ионитного фильтра, продолжаться до момента получения различной концентрации поглощаемого иона в обработанной воде (фильтрате). Если фильтрование продолжается до момента полного выравнивания концентраций поглощаемого иона в исходной воде и фильтрате, то при этом используется практически вся емкость поглощения ионита по данному иону. Такой режим соответствует использованию полной обменной емкости ионита ОЕ . Если фильтрование заканчивается при появлении проскока поглощаемого иона, т. е. при концентрации его в фильтрате больше нормальной (обычно близкой к нулю) величины, то используется обменная емкость до проскока ОЕ р. За величину проскока обычно принимается величина порядка 0,01—0,05 мг-экв/л. [c.212]

Лабораторная обменная емкость ионита, определяемая с помощью лабораторных фильтров (динамических трубок), обычно существенно больше эксплуатационной емкости поглощения, измеряемой на больших промышленных фильтрах, у которых гидравлические условия работы ионитового слоя (отношение высоты к диаметру) обычно менее благоприятны. [c.212]

В отличие от обменной емкости ионита (при тех или иных условиях) иногда вводят понятие обменной емкости ионитного фильтра г-же), которая равна соответствующей обменной емкости ионита, умноженной на объем последнего в фильтре. [c.212]

Часто удельный расход реагента относят к I ионита (во влажном состоянии) и выражают в кг м или г-экв](так же, как обменную емкость). Такой способ имеет некоторое преимущество перед приведенным выше (наиболее распространенным), так как в этом случае величина расхода реагента не связана с изменениями обменной емкости ионита. [c.213]

Поглощение органических веществ приводит к отравлению и слабоосновных анионитов. В [116] показано, что присутствие органических веществ в биологически очищенных сточных водах не влияет на равновесную емкость слабоосновного сорбента. Однако замедление кинетики поглощения ионов ОН-формой сорбента приводит к увеличению длины зоны ионопереноса. Поскольку сорбция органических веществ замедляет кинетику поглощения ионов и не влияет на ионообменное равновесие, рабочую емкость сорбента можно повысить увеличением слоя материала. На основе этого положения в [116] проведено испытание схемы ионирова-ния биологически очищенной сточной воды последовательным фильтрованием через Н- и две ступени ОН-ионитных фильтров. После проскока кислоты на регенерацию отводили головной ОН-фильтр, а в конец цепочки вводили свежеотрегенированный фильтр. Возрастание длины слоя (в 2 раза) позволило более чем вдвое увеличить рабочую емкость ионита по анионам сильных кислот и довести ее до 1200—1300 г-экв/м . Ионитами удалялось примерно 50 % органических соединений исходной воды. Рабочая емкость анионита АН-22 по органическим веществам составила 1,5—3,0 кг/м в единицах ХПК. Таким образом, за счет увеличения загрузки слабоосновного анионита можно обеспечить частичное извлечение органических веществ из. биологически очищенной сточной воды наряду с анионами сильных кислот. Это позволяет снижать глубину очистки на стадии предварительной адсорбционной обработки либо проводить еев схемах полного химического обессоливания непосредственно перед сильноосновными анионитами. [c.88]

Регенерация ионита осуществляется постоянным расходом реагента с постоянной концентрацией и скоростью его пропускания. После достижения стабилизации показателей ионирования снимается контрольная (полная) выходная кривая по удаляемому иону до достижения значений исходной концентрации. Полная выходная кривая по сравнению с выходной кривой до проскока дает дополнительную информацию о кинетике процесса ионирования и, кроме того, облегчает сравнение с предыдущими контрольными опытами. Серию опытов повторяют не менее 3 раз, и в каждом случае контрольную кривую снимают после стабилизации показателей ионирования. Сходимость трех контрольных кривых, -Ьнятых на свежем образце ионита, свидетельствует о корректности полученных данных и позволяет принять их для расчета начальной обменной емкости ионита. Затем проводят опыты по ионированию реальной сточной воды. После выполнения на реальной сточной воде определенного количества рабочих циклов примерно с интервалами 20, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800 снимают контрольные выходные кривые на имитате сточной воды по описанной выше методике. [c.140]

При отключении одного из фильтров на ремонт, ухудшении состава исходной воды, снижении обменной емкости ионита продолжительность фнльтроцикла еще уменьшится, что обосновывает нецелесообразность использования сульфоугля на первой ступени. [c.196]

Поэтому дополнительный намыв тонкого слоя порошкообразных иоиитов поверх слоя целлюлозы (сорбционная емкость ионитов по продуктам коррозии примерно в 5 раз выше, чем у целлюлозы), приводит не только к увеличению длительности фильтроцикла, но и повышает степень очистки более чем в 2 раза. [c.132]

Обменная емкость ионитов определяется или количеством ионов, поглощенных единицей массы материала, и тогда называется массовой обменной емкостью, или количеством ионов, поглощенных единицей объема материала, и тогда Ешзывается объемной обменной емкостью. В энергетике принято пользоваться объе.мной обменной емкостью, которую выражают количеством ионов в грамм-эквивалентах, поглощенных 1 м материала (г-экв/м ), или в миллиграмм-эквивалентах, поглощенных 1 л материала (мг-экв/л). [c.83]

Последняя операция регенерационного цикла ионита - отмывка - имеет целью удалить из слоя фильтрующего материала остатки продуктов регенерации. Некоторую, хотя и незначительную часть этих веществ, проникшую при регенерации в глубь пористой структуры ионообменных материалов, полностью удалить при промывке не удается, вследствие медленного протекания процессов обратной диффузии. Удлинять же операцию отмывки ионита экономически нецелесообразно из-за увеличения расхода воды и продолжительности простоя фильтра, а также бесполезного расходования обменной емкости ионита на умягчение отмывочной воды. При последующем проведении рабочего цикла оставшиеся в порах ионита вещества имеют достаточное время для постепенного диффундирования в обрабатываемую воду. Поскольку количество проникающих таким образом примесей в обрабатываемую воду обычно незначительно, то они практически мало сказываются на качестве фильтрата при обработке природных вод. Однако при обработке слабоминерализованных вод (типа конденсатов) даже эти незначительные количества продуктов регенерации становятся уже ощутимыми и не позволяют получить достаточно глубокообессоленный фильтрат. В этих случаях радикальным решением является использование принципа двухступенчатого ионирования. [c.106]

Увеличение скорости фильтрования вызывает возрастание потери напора воды в фильтре. Поэтому максимальная скорость фильтрования, даже кратковременно, ограничивается располагаемым напором поступающей на фильтр воды. Это обстоятельство следует учитывать при проведении операций по регенерации или при спуске его водяной подушки, когда располагаемый напор ограничен, а выход воды из фильтра сообщается с атмосферой. В этих условиях в толще загрузки, где располагаемый напор будет полностью израсходован, давление воды станет ниже атмосферного, т.е. возникнет разрежение, при котором начнется выделение растворенного в воде воздуха. Во избежение появления в слое ионита пузырьков воздуха, нарушающих нормальную гидродинамику фильтра, что ведет к снижению рабочей емкости ионита, необходимо избегать чрезмерно больших скоростей фильтрования при проведении этих операций. Это легко контролировать по вытеканию воды из пробоотборного крана при достижении предельно допустимой скорости вытекание воды из этого крана прекращается и может даже появиться подсасывание воздуха внутрь фильтра. [c.107]

Недостатками блочного способа являются увеличение общего числа оборудования установки (декарбонизаторов, баков, насосов и др.) некоторое увеличение потребности ионитов для обеспечения расчетной длительности фильтроцик-ла цепи обессоливания меньший коэффициент использования обменной емкости ионитов из-за более длительной регенерации цепи обессоливания, а также возможной различной степени снижения обменной емкости ионитов в процессе их длительной эксплуатации. [c.146]

Наиболее перспективными являются схемы и конструкции ионитных фильтров, представленные на рис. 2.10,ж—и, позволяющие получить обработанную воду высокого качества. По предлагаемому способу двухпоточной регенерации РР подается в ионитный фильтр одновременно двумя параллельными потоками— снизу (через нижнюю дренажную систему) и сверху (через верхнее водораспределительное устройство). Отвод обоих потоков осуществляется через дренажную систему, расположенную в средней части слоя ионита. Расход РР через верхний и нижний слои ионита, расположенные над средней дренажной системой и под нею, выбирается пропорционально их высоте. При этом способе через слой ионита над средним дренажным устройством пропускают как РР, так и обрабатываемую воду, тем самым используя обменную емкость всего ионита, загруженного в фильтр, что увеличивает используемую обменную емкость ионита в фильтре на 12—20 % по сравнению с известным про-тивоточньш фильтром. По предлагаемому способу дренажную систему можно располагать значительно глубже от поверхности слоя ионита, где размеры зерен крупнее, чем в верхней части, что полностью исключит заклеивание щелей дренажной системы мелочью и тем самым повысит надежность работы фильтра. В известном способе необходимость блокирующего потока воды для эффективного зажатия слоя ионита при регенерации и отмывке вызывает дополнительные затраты электроэнергии и расход осветленной воды, в 2 раза увеличивая объем сточных [c.50]

Для повышения эффективности и экономичности химическа -го обессолпвания воды и тем самым для расширения области применения этого способа необходимыми условиями являются снижение расхода реагентов на регенерацию ионитных фильтров до стехиометрического повышение рабочих обменных емкостей ионитов с приближением их к полной обменной емкости упрог щение технологической схемы с уменьшением количества ступеней иопирования снижение количества стоков применение та кой технологии, при которой стоки обессоливающих установок можно было бы без всякой дополнительной обработки использовать для подпитки теплосети или системы оборотного охлаждения либо упаривать в обычных стандартных испарителях типа И, изготовленных из углеродистых сталей. Там, где разрешается сброс нейтральных солей в водоемы, делать это без всяких дополнительных расходов. [c.105]

Сочетание этих схем позволяет использовать избыточные реагенты от обессоливающей части установки на нужды умягчитель-ной части. Кроме того, на умягчительной части обрабатываются стоки от предочистки установки обессоливания, в результате чего снижаются расходы реагентов на обессоливание воды. Все это позволяет повысить обменную емкость ионитов, упростить схему обессоливания, использовать дешевые реагенты для регенерации ионитных фильтров и тем самым снизить стоимость обработки воды [104]. [c.154]

Согласно результатам проверки, при регенерации ионитов практически стехиометрическим количеством реагентов тн,зо, = = 1,034 и mNaOH=l,09 г-экв/г-экв) обменные емкости ионитов получаются довольно высокими для КУ-2-8, СК-1, АН-31 и АВ-17-8 составляют соответственно около 1000, 400, 970 и 400 г-экв/м . [c.183]

На основании кривой потенциометрическогЬ титрования можно непосредственно определить полную обменную емкость ионита (выраженную в мг-экв1г) этой величине соответствует абсцисса ОА. [c.190]

В ряде случаев фильтрование ведут до остаточной концентрации поглощаемого иона в фильтрате значительно большей величины проскока, или останавливают фильтр при прекращении поглощения одних ионов и проскоке других и т. д. В таких случаях речь идет орабочей обменной емкости ионита ОЕр. Чаще всего ОЕр = ОЕпр. [c.212]

Скорость фильтрования обычно относят к поперечному сечению фильтра, не заполненного ионитом, и выражают в ж/ч. Эффективность ионитной обработки воды, а также ббменная емкость ионита в сильнейшей степени зависят от режима его регенерации, определяющего полноту вытеснения ранее поглощенных ионов и степень насыщения его обменными ионами. Важнейшим [c.212]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...