Иониты обменная емкость

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]

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

Помимо общего числа функциональных групп, содержащихся в единице массы ионита, обменная емкость зависит также от характера функциональных групп. Аналогично тому как существуют сильные и слабые кислоты и основания (т. е. полностью или только частично диссонирующие), в ионитах диссоциации могут подвергаться или практически все функциональные группы, содержащиеся в их твердой фазе, или только небольшой процент от общего числа их. Соответственно этому катиониты делятся на сильнокислотные и слабокислотные, а аниониты — на сильноосновные и слабоосновные. [c.170]

Название фильтра Условное обозна чение Марка ионита Обменная емкость, г-мсв/м Название реагента Удельный расход, г1г-икв Оптимальная концентрация. % Примечание [c.367]

Примечание. Рекомендуется не предусматривать периодической смены ионитов, обменная емкость которых мало уменьшается с длительностью эксплуатации (как правило, все катиониты), а также анионитов с малой осмотической прочностью, приводящей к необходимости удаления из фильтра более 25% материала в год в виде мелких не рабочих фракций. В этих случаях понижение обменной емкости ионитов с длительностью их использования компенсируется досыпкой свежих материалов. [c.336]

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]

Перспективный вид ионитов — ионообменные волокна. Они имеют высокоразвитую поверхность, характеризуются высокой скоростью обмена н более свободным доступом обмениваемых ионов к ионным группам. Кроме того, их большая обменная емкость не снижается при многократной регенерации. Из волокнистых ионообменных материалов можно изготовить изделия любой нужной формы пластины, полотна, нити. Наибольший интерес с точки зрения применения в промышленности представляют синтетические ионообменные волокна, обладаюш,ие высокими обменной емкостью и термостойкостью. [c.129]

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

Сульфоугольные фильтры удаляют из воды кроме механических примесей аммиак, часто вводимый в воду для поддержания высокого pH. Применение таких фильтров удлиняет срок службы ФСД, обменная емкость которых по аммиаку не истощается. При небольшом содержании железа 8—10 мкг/кг) и диоксида углерода в воде можно отказаться от применения механических фильтров. При этом работа ФСД не ухудшается. Регенерацию фильтров проводят по описанным ранее схемам. Регенерацию и отмывку ионита от продуктов регенерации, как правило, проводят с одной и той же скоростью. Скорость регенерации и отмывки Н-катионитных фильтров около 10 м/ч, анионитных — сначала 4—6, а затем до 10—12 м/ч. Давление в регенерируемом фильтре должно быть ниже, чем в работающем, чтобы предотвратить попа- [c.138]

Синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ) также существенно влияют на обменную емкость анионитов, главным образом сильноосновных [117]. Так, емкость слабоосновного анионита в результате сорбции ПАВ уменьшилась на 5%, а сильноосновного— на 50%. Сорбция анионитом ЭДС-10 алкилбензол-сульфонатов вызывает снижение емкости в 5—7 раз. В случае молекулярной сорбции ПАВ поглощение органических веществ сопровождается дегидратацией ионита. [c.88]

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]

Для выполнения расчетов на ЭВМ. с помощью послойной модели необходимо установить ряд фундаментальных характеристик, описывающих статику и кинетику системы ионит —раствор. К ним относятся полная обменная емкость, константа обмена и коэффициенты диффузии ионов. Для полной характеристики ионитов необходимо знать средний диаметр зерен, влажность, насыпную плотность и набухаемость. Поэтому предварительно определяются основные характеристики исследуемых катионитов (табл. 7.2). [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]

Применение высоких скоростей фильтрования ограничивается в основном не снижением использования емкости, а ростом гидравлического сопротивления и повышением износа ионитов прежде всего за счет увеличения числа фильтроциклов в год (число их на 1 м конденсата увеличится пропорционально снижению обменной емкости) Соотношение катионита и анионита в ФСД колеблется, как правило, в пределах 1 1 — 1 2 при общей высоте слоя шихты 0,5—1,0 м. При нормальных условиях эксплуатации длительность фильтроцикла ФС Д составляет 15—30 суток переключение фильтра на регенерацию определяется обычно не истощением ионообменной емкости, а увеличением перепада давления в слое за счет уплотнения шихты п загрязнения ее продуктами коррозии. [c.124]

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

Обменные емкости разделяются на полную, равновесную или статическую, полную динамическую и динамическую. Основной для выбора ионита является равновесная или статическая обменная емкость (СОЕ), зависящая от характеристики ионита, степени его набухаемости, концентрации раствора, характеристики растворителя, pH среды, свойств обменивающихся ионитов и др. [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]

Рабочую обменную емкость ионитного фильтра определяют умножением рабочей обменной емкости загруженного в него ионита на объем загрузки фильтра. Например, если имеется ионитный фильтр диаметром 3 м (площадь фильтрования 7,1 м ) и высотой слоя ионита 2,5 м с рабочей обменной емкостью 360 г-экв/м , то объем загрузки равен 7,1 2.5 = 17,8 м , а рабочая обменная емкость такого фильтра будет равна 17,8 360 = 6400 г-экв. Рабочая обменная емкость ионитного фильтра может быть также определена, если известны количество пропущенной через него за рабочий цикл обрабатываемой воды и концентрация в ней удаляемых ионов. Например, если ионитный фильтр умягчил в течение рабочего цикла 375 м воды с концентрацией ионов кальция и магния 6 г-экв/м , то обменная емкость такого фильтра будет равна 375 6 = 2250 г-экв. Если эта обменная емкость относится к фильтру диаметром 1 м (площадь фильтрования 0,8 м ) и высота слоя ионита в нем равна 3 м, то объем загруженного ионита в этом фильтре будет равен [c.89]

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]

Эксплуатация ионообменных фильтров. Первоначальная или после ревизии и ремонта загрузка ионитного фильтра ионообменным материалом и первичная его отмывка выполняются в основном так же, как это указано для механических фильтров. При этом необходимо, однако, иметь в виду, что в то время как попадание воздуха в фильтрующий слой у механических фильтров вызывает увеличение потери напора в слое, у ионитных фильтров, помимо того, из-за налипания мельчайших пузырьков воздуха на поверхность зерен ионита снижается обменная емкость фильтра. [c.102]

Совмещение процессов осветления воды и ионообменной ее обработки может быть целесообразным лишь в тех случаях, когда соотношение зернистости ионита и дисперсности взвешенных веществ в поступающей воде такое, что взвесь задерживается в самом верхнем тонком слое ионитной загрузки и не оказывает заметного влияния на обменную емкость фильтра. [c.102]

Скорость фильтрования обрабатываемой воды в ионитных фильтрах, так же как и высота слоя ионита, определяет продолжительность контакта между водой и поверхностью зерен ионита. Поэтому она должна отражаться на его обменной способности. Это влияние скорости фильтрования более ощутимо у ионитов с пористой структурой, когда начинает заметнее сказываться скорость протекания диффузии обмениваемых ионов (из воды к поверхности зерен ионита и обратно). Однако принимаемая в промышленных фильтрах высота слоя ионита 1,5 —2,5 м значительно сглаживает влияние скорости фильтрования на обменную емкость вследствие уменьшения отношения работающей зоны ионита к общей высоте загрузки. [c.107]

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]

С другой стороны, объем загруженного в фильтр ионита равен высоте его загрузки h, умноженной на площадь поперечного сечения фильтра, т. е. на площадь фильтрования hF, м . Если теперь полученный объем загруженного в фильтр ионита умножим на его рабочую объемную обменную емкость е, то получим общее количество ионов, г-экв, которое извлекается фильтром из обрабатываемой воды за рабочий цикл, [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]

Регенерация фильтра осуществлялась сначала отработавшим раствором со скоростью 10 м/ч, а затем свежим раствором поваренной соли. Количество солей натрия при этом соответствовало содержанию их в полученной умягченной воде. Концентрация свежего раствора составляла 10%, что соответствовало примерно 8-кратному упариванию воды Каспийского моря. Отработавший раствор пропускался сверху вниз через слой ионита, расположенный над средним дренажным устройством второй ступени, а затем сверху вниз через первую ступень. Свежий раствор соли пропускался параллельными потоками через верхний и нижний слои катионита во второй ступени, отводился через среднюю дренажную систему и затем пропускался сверху вниз через первую ступень. После пропускания свежего раствора со скоростью 5 м/ч его собирали в бак отработавшего раствора. Удельный расход отмывочной воды в опытах составлял 0,8 м /м . Вода Каспийского моря, с катионным составом [Са]исх=16, [Mg] исх = 60 и [Ыа]исх=138 мг-экв/л, пропускалась сверху вниз через первую ступень, а затем также сверху вниз через вторую ступень. Скорость фильтрования составляла 15 м/ч. Опыты проводились на сульфоугле и на КУ-2. Были получены следующие результаты обменная емкость сульфоугля равнялась 300—320, КУ-2 1100—1200 г-экв/м Остаточная жесткость фильтрата при использования сульфоугля составляла 0,05—0,08, а КУ-2 0,02— 0,03 мг-экв/л. [c.55]

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]

Одним из основных критериев при оценке работы ионитов является рабочая обменная емкость, от которой зависит объем катионита для загрузки фильтра в заданных условиях работы водоподготови-тёльной устадов1Ш. Ш этот влияют вид улавливаемых [c.134]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...