ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс в статических условиях из "Ионообменный синтез" Статический процесс ионного обмена заключается в контактировании определенных количеств ионита и раствора до установления равновесия между обеими фазами или достаточного приближения к равновесному распределению. Преимущество статического метода заключается в том, что в процессе участвует одновременно вся масса ионита, введенного в аппарат, недостаток — в том, что одна операция обычно, при не очень высоких значениях эффективного коэффициента обмена К, не позволяет осуществить количественную конверсию электролита. [c.77] Как видно из табл. 9, соотношение количеств ионита и электролита в растворе, необходимое для достижения заданной степени конверсии , резко зависит от величины коэффициента обмена. [c.77] Если считать предельно приемлемой величину-1/у = GEJV = = 2, то при /Сд,в. равном 1, 10 или 100, могут быть получены значения Р, равные соответственно 65, 92 и 99%. При последовательном контактировании раствора с новыми партиями катионита RA число операций, необходимых для достижения заданной величины Р, уменьшается с увеличением К (табл. 10). [c.78] При проведении реакций, в которых вытесняемый из ионита ион образует прочные ассоциаты в фазе раствора К Ю ), двукратное контактирование раствора с ионитом обеспечивает степень обмена более 99,99%. Однако при малых значениях коэффициента К его зависимость от состава фаз и других факторов снижает надежность расчетов по уравнениям. Поэтому для систем без смеш,ающих реакции (при величине /(д в пределах 0,1 10) наиболее целесообразны графические расчеты, методика которых изложена ниже. [c.78] Представим это уравнение графически на квадратшй диаграмме (рис. 26), где по осям координат отложены значения х и х и проведена изотерма ионообменного равновесия. Граничные условия уравнения (2) Хр = 1 (т. е. Хр = х , сорбция иона В+ отсутствует), тогда Хр = 0 Хр = О (ион В+ полностью сорбирован), Хр = у- На рис. 26 этим условиям соответствуют точки с координатами х = = 1, X = 0 X = О, X = у Уравнение (2) отобра ется прямой, соединяющей эти точки. Действительные значения Хр и Хр определяются точкой пересечения этой прямой с изотермой. [c.79] При у1 = 1 (раствор и ионит смешаны в эквивалентных количествах) и граничных условиях х = О, х = 1, уравнение (2) выражается диагональю квадрата если уа . при х = О ордината X = Уг лежит на стороне квадрата, если уз 1 — на ее продолжении. Координаты точек пересечения прямых с изотермой а . Од представляют соответствующие значения Хр и Хр. [c.79] Хр = 1, тогда Хр = 1--точка с этими координатами соответствует пересечению прямой с верхней стороной квадрата. [c.79] Полученные значения Хр и Хр дают полную информацию о результатах операции концентрация иона В+ в равновесном растворе С(,Хр, остаточное содержание иона А+ в ионите СЕо(1 —Хр) и т. д. [c.79] Аналогичны построения для уравнения (4), причем узловая точка с координатами х = 1, х = лежит на правой стороне квадрата. [c.80] Построение подобно вышеописанным. Следует учесть, что пер ход иона В+ из раствора в ионит соответствует условиям Хр х и Хр х . [c.80] ВУ с эквивалентными (у = 1) количествами катионита НА и одновременно — перевод катионита КА в форму КВ при обработке эквивалентными объемами раствора ВУ (рис. 28). [c.80] Далее раствор состава = х 2 смешивается с ионитом НА == 0). Так как у = 1, то по уравнению (3) при Хр = О Хр = Через точку Хр = х на оси абсцисс проведем прямую, параллельную диагонали, получим точку пересечения с изотермой и равновесный состав раствора Хр и т. д. [c.81] Построение графика для процесса обработки катионита, полученного после первой операции, начинается от точки Хр = х, лежащей на оси х = I, поскольку катионит смешивается с чистым раствором ВУ. Ход построения представлен на диаграмме (см. рис. 28). [c.81] При заданном конечном содержании иона В в ионите л =а)или растворе (х=1 —Р) путем графического построения можно определить число необходимых операций. Для условной изотермы, представленной на рис. 28, при достижении величин 1 — х = Р и X = а, равных 98%, требуется соот-ветственно 3 и 4 операции о контактирования и разделения раствора и ионита. [c.81] Оформление статического процесса. Операции ионообменного синтеза, выполняемого статическим методом, могут проводиться в реакторах с механическим или пневматическим перемешиванием. После установления равновесия ионит и раствор разделяются фильтрованием. [c.81] Оформление полного цикла работы батареи реакторов или фильтров представлено на стр. 84. [c.82] Вернуться к основной статье