Катионный обмен

Рабочий цикл в таком отрегенерированном фильтре будет протекать следующим образом. Жесткая вода, содержащая катионы кальция и магния и поступающая в фильтр сверху вниз, приходит сначала в соприкосновение с наиболее хорошо отрегенерированными слоями катионита, зерна которых содержат почти исключительно катионы натрия. Вследствие этого катионный обмен в этих слоях будет происходить достаточно полно, т. е. слева направо по реакциям (5.1), и фильтруемая вода будет содержать минимальное остаточное количество катионов кальция и магния. Однако по мере опускания в нижележащие слои загрузки фильтра вода будет встречаться с катионитом, все более обогащенным, как указано выше, катионами кальция и магния, которые будут тормозить полезный обмен катионов. Остаточная жесткость выходящей из фильтра обработанной воды будет постепенно повышаться, достигая к концу рабочего цикла фильтра 20 - 30 мкг-экв/л. [c.93]

Механизм ионного обмена и влияние различных факторов на основные технологические показатели этого процесса (рабочая емкость поглощения, эффект удаления из воды анионов) во многом аналогичны соответствующим явлениям при катионном обмене, рассмотренном выше. [c.225]

Аналогичной способностью к катионному обмену (при высоких значениях pH среды) обладают содержащиеся в структуре ряда анионитов (преимущественно слабоосновных) фенольные ОН-группы. [c.231]

Катионный обмен. При умягчении воды обычно применяют два ионообменных процесса Na- и Н-катионирование. [c.87]

При катионном обмене исходную воду обычно фильтруют сверху вниз через слой катионообменного материала в виде На-катионита иногда при применении материала с большой плотностью применяют восходящее движение воды. Реакция с растворенными в воде ионами кальция и магния протекает в соответствии с уравнением (4.1). При истощении ионообменного материала жесткость обрабатываемой воды повышается. Когда остаточная жесткость обработанной воды достигнет заданной расчетной величины или когда через слой ионообменного материала будет пропущен определенный объем воды, процесс прекращают, и если вода двигалась сверху вниз, то производят взрыхление этого слоя, сбрасывая промывную воду в сток. Затем через установленный в верхней части фильтра распределитель вводят регенерирующий солевой раствор и пропускают его через слой катионита. Насыщенный солевой раствор-обычно приготовляют в отдельном сатураторе и подают в катионитовый фильтр с помощью водяного эжектора, который одновременно разбавляет этот раствор. Регенерация протекает в соответствии с уравнением (4.3) ионы кальция и магния замещаются в ионообменном материале ионами натрия. Вытекающую при регенерации жидкость, которая содержит соли хлористого кальция, магния и натрия, обычно не собирают, если только стоимость солевого раствора не слишком велика (как это может наблюдаться в отдельных районах). Тем не менее первые порции регенерационного раствора следует всегда выпускать в сток, так как они содержат большое количество кальция и магния. Последующие порции можно использовать для I стадии регенерации истощенного ионообменного материала, заканчивая этот процесс подачей свежего солевого раствора. [c.110]

Катионный обмен используют для умягчения воды, применяемой для подпитки паровых котлов, в циркуляционных системах водяного охлаждения и в других процессах. Такой обмен особенно целесообразен для умягчения вод с относительно низкой жесткостью (ниже 2 лгг-экв/л), когда известково-содовый способ умягчения не столь эффективен. [c.111]

Параллельное Н—Ыа-катионирование позволяет получить воду, в основном свободную от солей жесткости и содержащую бикарбонат натрия в любом заданном количестве, меньшем, чем при обычном катионном обмене. [c.121]

Одним из путей удаления основной части связанной углекислоты из исходной воды является обработка известью с подогревом в сочетании с катионным обменом. Другой путь заключается в применении сильноосновных анионитов или нейтрализации щелочности исходной воды с последующей дегазацией для удаления углекислоты и кислорода и окончательного умягчения воды методом ионного обмена. Может быть применено также обессоливание, поскольку любой способ понижения концентрации солей в котловой воде ведет к уменьшению коррозии. В качестве примера достигнутых результатов укажем на котельную установку, работающую под давлением 70 ат, вода которой после обработки с применением ионного обмена и дегазации содержит углекислоты около 2 мг л, а пар — 0,5 мг/л. [c.218]

В щелочах и перегретом паре полиимиды не стойки, гидролизуются. Только самые слабые, например насЫ щенный раствор Ва(0Н)2, при 20 °С на полиимид почти не действует, но при 80 °С полиимидная пленка стано вится хрупкой. В водных растворах солей полиимидные, пленки тоже не всегда стойки, так как способны к катионному обмену, в результате которого становятся твердыми и хрупкими. [c.197]

При Ыа-катионировании жесткой воды происходит следующий катионный обмен [c.260]

Как правило, анионит должен поглощать из воды только анионы кислот, не вступая при этом в ионный обмен с катионами. Если же в анионите в результате окисления появляются активные группы, способные к катионному обмену, и число их при старении анионита возрастает, анионит приобретает способность поглощать из воды не только анионы кислот, но и катионы водорода, т. е. становится амфотерным. В этом случае вместо обычной реакции, апример, с соляной кислотой [c.268]

Водород-катионирование воды. Отмеченные выще недостатки натрий-катионирования воды могут быть устранены, если ионообменный материал вместо катиона натрия заряжать ионом водорода Н , для чего истощенный ионит регенерируют раствором какой-либо кислоты. Обычно для этой цели применяют как наиболее доступную и дешевую серную кислоту H2SO4. При пропускании раствора кислоты через истощенный ионит происходит катионный обмен, в результате которого кальций-катионит и магний-катионит, а также натрий-катионит превращаются в водород-катионит (Н-катионит). [c.94]

Третьей стадией ионирования является Н-катионирова-ние в фильтрах второй ступени (Hj). Они предназначены для улавливания катионов (преимущественно натрия), присутствие которых в воде на данной стадии очистки возможно по следующим причинам 1) несвоевременное (с опозданием) отключение на регенерацию Н-катионитных фильтров первой ступени (HJ, т. е. отключение спустя некоторое время после начала проскока иона натрия 2) неудовлетворительное проведение операции отмывки после регенерации анионитных фильтров первой ступени (AJ, заключающееся в недостаточно полной отмывке анионита от остатков регенерационного раствора едкого натра, в результате чего в фильтрат проникают остатки невымытой щелочи 3) приобретение слабоосновным анионитом амфотерных свойств, в результате чего он становится способным не только к анионному, но и частично к катионному обмену. Эта способность анионита может в процессе его эксплуатации постепенно возрастать вследствие так называемого старения анионита, приводящего к некоторым изменениям его структуры и вызывающего кроме амфотерности снижение обменной емкости. При пропускании через амфотерный истощенный анионит регенерационного раствора едкого натра наряду с заменой ранее поглощенных им анионов гидроксильным ионом ОН происходит частичное поглощение катиона натрия. При последующем включении анионитного фильтра в работу он будет попадать в фильтрат вследствие вытеснения его ионами Н , содержащимися в Н-катионированной воде. [c.119]

Основной задачей химической водоочистки является устранение из воды.накипеобразова-телей — солей жесткости, т. е. умягчение воды. Для этой цели применяют следующие методы осаждение солей жесткости в отстойниках, фильтрацию воды через химически активный материал (катионный обмен) или последовательную комбинацию обоих методов — комбинированный способ. [c.147]

Метод умягчения воды путём замены накипеобразователей солями, не обра-зующихми накипи, имеет большое распространение в теплосиловых установках Союза ССР. Он основан на способности некоторых веществ к так называемому катионному обмену, заключающемуся в том, что катионы кальция и магния в накипеобразующих солях меняются местами с катионами натрия, входящими в состав этих веществ. В результате, в воде вместо накипеобразователей будут соли натрия, имеющие более высокш ( коэфициент растворимостп и не образующие накипи. [c.188]

Катионный обмен. Изложенное выше справедливо и для обмена ионов с участием катионитов [25, с. 174]. Следует отметить, что некомплексные катионы, обладающие одинаковым зарядом с анионами, из-за своих меньших размеров обладают большей склонностью к гидратации и, следовательно, последняя в большей мере влияет на селективность. [c.49]

При катионном обмене из разбавленных растворов, в которых не наблюдается комплексообразования, фаза раствора проявляет высокую селективность по отношению к ионам небольшого размера. Давно установлено [19, 25], что сродство ионов ш,елочных и ш,елочноземельных элементов к слабосшитому (до 8—10% ДВБ) монофункциональному сульфокатиониту изменяется в ряду s+>, Rb+>K+>Na+>Li+ Ra2+>Ba2+>Sr +> > a +>Mg +>Be + в полном соответствии с уменьшением их порядкового номера и кристаллографического размера или с увеличением радиуса гидратированного иона. Эти же представления применимы, за исключением S + и Т1 +, к обмену ряда ионов, в частности к T +>Hf + Zr +>Ti + In +>Tl >Ga +>A13+ A +>jLa > S +>Y +>АР+ [25]. Также с увеличением радиуса гидратированного иона (уменьшением кристаллографического размера), но не с уменьшением, а с увеличением порядкового номера элемента от La к Li уменьшается сродство лантаноидов к сульфокатиониту. [c.50]

Хотя все процессы ионного обмена состоят из четырех упомянутых выше стадий, по своему характеру они могут значительно различаться между собой. В данном разделе рассматриваются следующие процессы, применяемые при обработке воды катионный обмен, обессоливание и обескремнивание, а также подще-лачивание (электродиализ излагается отдельно). [c.109]

А л л о ф а н ы. Минералы этой группы большей частью аморфны, гелеобразны. Имеют вид стекловатых масс и порошков. Характеризуются непостоянным отношением АЬОз 510г, содержанием до 30—38% воды, способностью к катионному обмену. [c.28]

Монтмориллонит имеет в идеальном случае структурную формулу А12(0Н)2 [8140ю]-пНгО. В воде набухает и диспергируется вследствие слабой связи между пакетами. Наличие избыточных зарядов кристаллической решетки и высокая дисперсность материала обусловливают большую способность его к катионному обмену. [c.28]

Образование рассолов хлоридного типа обычно связывают с предельной метаморфизацией вод сульфатного типа. В частности, Н.С. Курнаков и С.Ф. Жемчужный [60] объясняли бессульфатность Перекопских озер обменной реакцией Гайдингера. Однако по указанию Н. М. Страхова [37, стр. 268], в илах Перекопских озер отсутствуют основные соли углекислого магния. Поэтому правильнее объяснять обессульфачивание рассолов катионным обменом между ними и глинистыми коллоидами. [c.152]

При катионном методе умягчения воды катионы кальция и магния извлекаются из воды специальным поглотителем (катионитом), через который вода фильтруется, а взамен их в воду поступают катионы натрия или водорода. В зависимости от того, какой ион катионита обменивается с ионом воды (натрий или водород), различают катионный обмен по методу Ыа-катионирова-иия или Н-катионирования. [c.171]

Катионо-обменные материалы разделяются на неорганические или гидратированные натриево-алюминиевые силикаты, глауконит — песок, получаемый непосредственно из карьера, сульфини-рованные угли и синтетические смолы. [c.289]

К последним относятся фенол-формальдегиды, сульфиниро-ванные полистироловые смолы и катионо-обменные смолы карбоксильного типа. [c.289]

Характеристика катионо-обменных материалов. К числу положительных свойств обменных материалов относятся [c.291]

Умягчение воды городского водопровода с применением ионо-обменных материалов. Воду с карбонатной и сульфатной жесткостью мол<но умягчить п тем пропускания через слой натриевого катионо-обменного материала при температуре, не превышающей 38°, так как более высокая температура вредно действует на обменный материал. Умягчение достигает почти нуля. В городской практике умягчают только часть воды, доводя жесткость ее до нуля, а затем смешивают ее с неумягченной водой с таким расчетом, чтобы окончательная жесткость обработанной воды составляла около 1,0—2,0 мг-экв/л. При недостатке обменного материала проводится регенерация его хлористым натрием. Благодаря регенерации обменные материалы можно использовать почти неограниченно, без добавки их, при правильном ведении процесса. При хорошей работе потери обменного материала со-станлтют не более 5%. [c.293]

Контроль за катионо-обменным умягчением. При умягчении воды до нулевой жесткости путем катионного обмена не-обход тм контроль за pH и содержанием карбоната кальция, чтобы вода не стала коррозионной по отношению к железу. [c.293]

Коррозионность и нестабильность горячей умягченной воды могут быть настолько сильными, что трубы и оборудование будут быстро разрушаться, если вода не нейтрализована. Таким образом, неправильное применение катионо-обменных материалов при умягчении горячей воды может дать нежелательные последствия. [c.293]

Работа умягчителя. Катионо-обменные умягчители требуют осторожного обращения с ними при эксплуатации во избежание повреждения обменного материала, оборудования или ухудшения качества воды. Например, желательно промывать слой обменного материала один раз в несколько месяцев или один раз в год для уничтожения роста бактерий. Если умягчитель не работает, то не следует оставлять слой затопленным в течение более 10 час. если умягчитель не работает более недели, его следует оставить без регенерации, а если применяются синтетические материалы, то его следует держать влажным, но не за- [c.297]

Сравнение известково-содового и катионо-обменного способов умягчения. Преимущества известково-содового умягчения [c.298]

Сочетание известкового и катионо-обменного способов умягчения. При благоприятных условиях экономично удалять карбонатную жесткость с помощью извести, а остаточную карбонатную и сульфатную жесткость — с помощью обменного способа. Этот процесс включает следующие стадии [c.299]

В своем исследовании красной воды Дэви [114] указывает, что основным методом удаления железа и марганца, которые вызывают ее возникновение, является аэрация с последующей коагуляцией, фильтрацией и катионным обменом. Обычно используется метод поддержания pH на определенной величине, однако применение полифосфатных ингибиторов также уменьшает образование красной воды. Поскольку фосфат является питательной средой для железных бактерий, применяется небольшое хлорирование. Для предотвращения питтинговой коррозии железа под влиянием сульфатовосстанавливающих и железоноглощающих бактерий вводится хлорамин или же прибегают к непрерывному или сильному хлорированию. [c.172]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...