Иониты рабочая

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]

Широкое применение находят также гранулированные иониты, например, катионит КУ-2-4Г и анионит АВ-17Г. Их применение позволяет увеличить высоту рабочего слоя в фильтрах от 1,5—2 до 3—3,1 м, что приводит к повышению производительности фильтров и увеличению степени очистки воды. Кроме того, при применении гранулированных ионитов с большим успехом осуществляется противоточная промывка фильтров. [c.128]

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 НИФ нет и проблемы старения, так как каждый намыв осуществляется свежими ионитами, а регенерация истощенных порошкообразных ионитов не производится. Эксплуатация НИФ требует лишь минимума внимания как со стороны персонала лаборатории, так и аппаратчиков операции смыва истощенного слоя и намыв нового требуют от 30 мин до 1 ч, что особенно важно в пусковые периоды, когда дефицит времени и рабочей силы ощущается особенно остро большинство элементов НИФ автоматизировано, за исключением операции приготовления ионитной суспензии, пуска и останова установки. [c.131]

Для обеспечения надежной работы ионита имеют значение также прочность материала и устойчивость к воздействию рабочих сред и механических нагрузок, поскольку в процессе работы фильтра происходит истирание зерен друг о друга и о стенки аппарата. [c.134]

Рассмотрим в самом общем и схематичном виде протекание рабочего цикла в ионитном фильтре. Проведем мысленно вертикальный разрез загруженного в фильтр ионообменного материала и выделим в нем элементарную струйку обрабатываемой воды, омывающую вертикальный ряд зерен ионита, причем для простоты наблюдения ограничимся десятью такими зернами. В действительности число зерен в ионитном фильтре огромно и расположены они далеко не строго вертикально одно над другим, так же как и путь элементарной струйки воды претерпевает различные отклонения от прямолинейного. Однако принятые условные допущения позволяют относительно правильно представить происходящие в фильтре процессы. Далее будем считать, что мы может видеть элементарную струйку воды, зерна ионита и находящиеся в них ионы. Тогда, если на протяжении рабочего цикла фильтра будем делать через некоторые промежутки фотоснимки этой элементарной струйки, получим ряд последовательных кадров, которые позволят показать, какие изменения происходят в обрабатываемой воде и в зернах ионита во время работы фильтра. Схематическое изображение щести таких кадров представлено на рис. 5.4. [c.84]

Начало рабочего цикла ионитного фильтра зафиксировано на кадре 7 (рис. 5.4). Здесь обмен черных ионов на белые протекает наиболее интенсивно при соприкосновении обрабатываемой воды с первым по ходу зерном ионита, когда вода содержит максимальное количество черных ионов. Далее у второго по ходу воды зерна этот обмен ослабевает, поскольку обтекающая его вода уже имеет некоторое количество белых ионов. У третьего зерна ионита обмен становится еще слабее, и, наконец, после третьего зерна вода уже не содержит черных ионов. Однако при прохождении воды мимо последующих молекул ионита обмен ионов не прекращается, но поскольку и вода, и ионит содержат только белые ионы, этот обмен остается для нас незаметным. [c.86]

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]

Конечным результатом нарушения равномерности фильтрования являются гидравлические перекосы в загрузке фильтра (рис. 5.5), которые отрицательно отражаются не только на рабочем цикле фильтра, препятствуя наиболее полному использованию его емкости поглощения, но также и на регенерационном цикле, поскольку, во-первых, регенерационный раствор не омывает из-за перекосов некоторые части загрузки, оставляя их в истощенном состоянии, и, во-вторых, при отмывке ионита перекосы вызывают повышенный расход воды для удаления продуктов регенерации и остатков непрореагировавшего регенерационного раствора. [c.104]

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]

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]

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]

Основные технологические показатели процесса Ыа-катионирования воды — рабочая обменная емкость данного катионита ОЕр и эффект умягчения им воды (остаточная жесткость фильтрата) -зависят от состава умягчаемой воды и режима (полноты) регенерации ионита (количество реагента, концентрация и степень загрязнения регенерационного раствора кальцием и магнием и т. д.). [c.215]

На рис. 6-5 показана зависимость (по данным ВТИ) коэффициента использования рабочей обменной емкости сульфоугля в зависимости от скорости фильтрования воды. При этом за единицу принимается ОЕр при скорости фильтрования 5 м ч. При высоте слоя >2,0—2,5 м, и обычных значениях скорости фильтрования воды (до 30—40 м1ч) влиянием этого фактора можно пренебречь, так как при этом высота работающего слоя становится незначительной по сравнению с общей высотой загруженного ионита. [c.223]

Окончание рабочего цикла фильтра совместного Н — ОН-ионирования устанавливается на основе данных о качестве получаемого фильтрата. Рабочий цикл считается законченным, когда качество фильтрата по кремне-или солесодержанию приближается к предельно допустимым значениям. Провести регенерацию смешанного слоя кислотой и щелочью без предварительного отделения катионита от анионита невозможно, поэтому первой и обязательной при регенерации является операция разделения смешанной шихты. Поскольку от полноты разделения регенерируемых ионитов зависят остаточные концентрации примесей в фильтрате и значения используемых обменных емкостей ионитов, необходимо добиваться наилучшего эффекта разделения смеси ионитов перед их регенерацией. [c.254]

Второй способ регенерации отработанной смеси Н — ОН = ионитов отличается от первого тем, что иониты регенерируются вне рабочего фильтра в специальной регенерационной аппаратуре. [c.259]

Удаление загрузки из фильтра и транспортирование ее к месту регенерации осуществляются гидравлическим способом. Правильным конструированием системы гидравлического транспортирования добиваются снижения износа и истирания ионитов этому же способствует надлежащий выбор количества ионитов, загружаемых в фильтры совместного Н — ОН-ионирования, обеспечивающий продолжительные рабочие циклы и редкие регенерации ионитов. Удаляемая из фильтра смесь отработанных ионитов поступает сначала в промежуточный резервуар (рис. 7-5), служащий для гидравлического разделения ионитов восходящим потоком воды. В отличие от способа регенерации внутри фильтра, когда разделенные иониты образуют два соприкасающихся слоя, при выносной регенерации иониты в процессе разделения удаляются из промежуточного резервуара и поступают в отдельные емкости, где и регенерируются соответствующими растворами. После пропуска растворов кислоты и щелочи каждый из ионитов отмывается водой до получения заданных значений электропроводности (либо кислотности и щелочности) отмывочной воды. [c.259]

Благодаря высокой дисперсности намываемых частиц ионитов, снижающей до минимума влияние диффузии на степень использования их обменной емкости, на намывных ФСД рабочая обменная емкость (до проскока улавливаемых ионов) достигает 50—90% полной емкости ионитов против 20—50% в обычных фильтрах. Кроме того. [c.301]

С целью устранения частых определений показателей качества обработанной воды в последние годы получили распространение контрольноизмерительные приборы качества воды, сигнализирующие о наступающем окончании рабочего цикла фильтров. По получении такого сигнала эксплуатационный персонал проверяет его путем химического анализа надлежащей пробы воды, после чего включает соответствующие устройства для проведения регенерации фильтра. Работа таких анализаторов основана на измерении разности значений электропроводности выходящей из фильтра воды и воды, отобранной непосредственно из слоя ионита на некоторой высоте под нижним распределительным устройством фильтра. [c.307]

О. — рабочий и,и л б — регенерация в — отмывка предварительная г — отмывка окончательная / — исходный конденсат 2 — смешенный слой 3 — фильтрат 4 — резервуар для разделения ионитов 5 — анионит 6 — раствор НгЗО 7 — раствор ЫаОН 3 — катионит 9 — сброс. [c.72]

Рис. 21.12. Установка совместного ионирования непрерывного действия. 1,3 — подача исходной и отвод обессоленной воды 2 — рабочая колонна со смешанным ионитом 4, 5 — смесительная и промежуточная колонна 6 — колонна промывки и разделения 7 — регенерирующая и промывная колонны для катионообменной смолы 8, 10 — регенерирующее уст-

Равновесие при ионном обмене. Сорбционную способность ионитов оценивают полной обменной емкостью, рабочей и равновесной обменной емкостью. Полная обменная емкость равняется общему числу ионогенных групп на единицу массы или объема ионита (экв/г или экв/см ) и представляет собой пределы1ую сорбционную способность ионитов. Рабочая емкость не является чисто статической (равновесной) характеристикой ионита, так как представляет собой среднюю рабочую коьщентрацию сорбированного иона, отнесенную ко всему объему ионита в неподвижном слое при проведении неравновесного сорбционного процесса. Рабочая концентрация зависит как от статических факторов, так и от скорости массопередачи. [c.211]

Измельчением обычных ионитов получают порошковые иониты с размером зерен 0,05 мм. Из-за развитой поверхности и тонкой дисперсности ионный обмен в порошковых ионитах происходит в 10 ООО—30 ООО раз быстрее, чем в обычных. Уже при толщине рабочего слоя несколько миллиметров порошковые иониты обеспечивают высокую степень очистки воды. Обычно для глубокой очистки воды применяют смесь порошков катионита и анионита. При этом при притяжении противоположно заряженных частиц ионитов происходит образование флокул, создающих ионитный слой, объем которого в 1—8 раз превышает объем исходных порошков. Такие слои имеют небольшое гидравлическое сопротивление, но высокие фильтрующие и ионообменные свойства [c.128]

Согласно современнйм представлениям ухудшение рабочих характеристик ионитов обусловлено прежде всего снижением скорости диффузии ионов в зерне ионита [112], т. е. отравление анионита скажется в первую очередь на, процессе регенерации. Отравление приводит к снижению скорости диффузии в химических и физических узлах матрицы ионита, появлению других зон матрицы, в которых скорость диффузии уменьшается. В процессе эксплуатации увеличение степени отравления приводит к еще большему снижению скорости внутренней диффузии. В результате она может стать соизмеримой со скоростью внешней диффузии из разбавленных растворов. В этом случае отравление будет сказываться и на процессе обессоливания воды. [c.87]

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]

Когда рабочая обменная способность ионита исгощается, он должен подвергаться регенерации путем вытеснения из него поглощенных ионов и введения взамен их ионов, которые ионит отдавал воде в период рабочего цикла. [c.124]

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]

Рис. 5-5. Схема окончания рабочего цикла ионообменного фильтра. и, 6 —соответственно равномерное и неравно.мерное распределение потока обрабатываемой воды по площади филктрования I -3- чоны соответственно истощенного ионита, полезного обмена, свежего ионита —распределительное устройство.

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]

С целью устранения частых определений показателей качества обработанной воды в последние годд, получили распространение приборы, сигнализирующие приближение момента окончания рабочего цикла фильтров. Работа этих приборов основана на измерении разности значений электропроводности фильтрата к пробы воды, отобранной непосредственно из слоя ионита на некотором расстоянии от нижнего распределительного устройства. [c.138]

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]

Обработка воды методом ионного обмена осуществляется в энергетике путем фильтрования воды через слой зернистого материала — ионита. В процессе такого фильтрования, называемого ионированием, из воды удаляются ионы, препятствующие использованию ее по тому или иному назначению. Эти ионы заменяются ионами, которыми был насыщен ионит, безвредными или даже полезными при данном технологическом использовании ионированной воды. Ионит же постепенно насыщается поглощаемыми ИЯ воды ионами. После этого производится восстановление рабочей способности ионита, так называемая регенерация его. [c.209]

Обменная емкость является важнейшей характеристикой ионитов и определяет число грамм-эквивалентов ионов, обмениваемых единицей объема ионита во влажном состоянии (г-экв/м ). Различают полную обменную емкость, емкость до проскока и рабочуто. Полная обменная емкость показывает количество ионов, которое может быть сорбировано ионитом при полной замене всех обменных ионов. Если фильтрование заканчивается в момент проскока поглощаемого иона, т.е. концентрация его в фильтрате близка к нулю, то обменная емкость ионита определяется как емкость до проскока . Однако на практике фильтрование часто прекращают в момент, когда концентрация поглощаемого иона в фильтрате составляет некоторое весьма малое значение. В этом случае обменная емкость определяется как рабочая, которая часто настолько мало отличается от емкости до проскока , что их можно принимать равными друг другу. Рабочая обменная емкость зависит от условий регенерации, обменного иона, природы поглощаемых ионов, значения pH, скорости фильтрования, геометрических характеристик слоя. Характеристики некоторых отечественных ионитов приведены в табл. 1, а области применения ионитов указаны в прил. 1. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...