Նավթի և գազի մեծ հանրագիտարան. Կատիոնափոխանակիչի ընդհանուր դինամիկ փոխանակման հզորության որոշում
6. Գործողության ժամկետի սահմանափակումը հանվել է Ստանդարտացման, չափագիտության և հավաստագրման միջպետական խորհրդի N 5-94 արձանագրության համաձայն (IUS 11-12-94):
7. EDITION (հունվար 2002) փոփոխված (IUS 3-91)
Սույն ստանդարտը վերաբերում է իոնափոխանակիչներին և սահմանում է դինամիկ փոխանակման հզորության որոշման մեթոդներ՝ իոնափոխանակիչի ամբողջական վերականգնմամբ և վերականգնող նյութի որոշակի հոսքի արագությամբ:
Մեթոդները բաղկացած են իոնափոխանակիչի շերտով լուծույթի շարունակական հոսքի ընթացքում ուռած իոնափոխանակիչի միավոր ծավալով աշխատանքային լուծույթից ներծծվող իոնների քանակի որոշմամբ:
1. ՆՄԱՆՄԱՆ ՄԵԹՈԴ
1. ՆՄԱՆՄԱՆ ՄԵԹՈԴ
1.1. Նմուշառման մեթոդը նշված է կոնկրետ ապրանքների կարգավորող և տեխնիկական փաստաթղթերում:
1.2. Իոնափոխանակիչների համար, որոնցում խոնավության զանգվածային բաժինը 30%-ից պակաս է, վերցվում է նմուշ (100 ± 10) գ, ուռչելու համար նմուշը դնում են 600 սմ3 տարողությամբ բաժակի մեջ և լցնում հագեցված: նատրիումի քլորիդի լուծույթ, որը պետք է ավելցուկով ծածկի իոնափոխանակիչի շերտը՝ հաշվի առնելով դրա այտուցվածությունը։ 5 ժամ հետո իոնափոխանակիչը լվանում են թորած ջրով։
1.3. Համար ion exchangers with զանգվածային բաժինավելի քան 30% խոնավություն, նմուշ (150 ± 10) գ վերցվում է 600 սմ 3 տարողությամբ բաժակի մեջ և լցնում 200 սմ 3 թորած ջուր։
2. ՌԵԱԳԵՆՍՆԵՐ, լուծույթներ, պահեստներ, գործիքներ.
ԳՕՍՏ 6709-ի համաձայն թորած ջուր կամ դեմինալացված ջուր, որը համապատասխանում է ԳՕՍՏ 6709-ի պահանջներին:
Բարիումի քլորիդ՝ ըստ ԳՕՍՏ 742-ի, քիմիապես մաքուր, 10% զանգվածային բաժնով լուծույթ։
Կալցիումի քլորիդ 2-ջրային, քիմիապես մաքուր, կոնցենտրացիաների (СаСl=0,01 մոլ/դմ (0,01 Ն) և (СаСl)=0,0035 մոլ/դմ (0,0035 Ն) լուծույթներ։
Աղաթթու ըստ ԳՕՍՏ 3118-ի, քիմիապես մաքուր, 5% զանգվածային բաժնով և կոնցենտրացիաներով (HCl) = 0,5 մոլ / դմ (0,5 N), (HCl) = 0,1 մոլ / դմ (0, 1 N) և (HCl) լուծույթներ. )=0,0035 մոլ/դմ (0,0035 Ն):
Ծծմբաթթու ըստ ԳՕՍՏ 4204-ի, քիմիապես մաքուր, 1% զանգվածային բաժնով լուծույթներ (HSO) = 0,5 մոլ / դմ (0,5 Ն):
Նատրիումի հիդրօքսիդ՝ ըստ ԳՕՍՏ 4328-ի, քիմիապես մաքուր, 2, 4, 5% զանգվածային բաժնով լուծույթներ, կոնցենտրացիաներ (NaOH) = 0,5 մոլ/դմ (0,5 N), (NaOH) = 0,1 մոլ/դմ (0,1 Ն), (NaOH)=0,0035 մոլ/դմ (0,0035 Ն):
Նատրիումի քլորիդ՝ ըստ ԳՕՍՏ 4233, քիմիապես մաքուր, հագեցած լուծույթ և կոնցենտրացիայի լուծույթ (NaCI)=0,01 մոլ/դմ (0,01 Ն):
Խառը ցուցիչ, որը բաղկացած է մեթիլ կարմիրից և մեթիլեն կապույտից կամ մեթիլ կարմիրից և բրոմկրեսոլ կանաչից, պատրաստված է ԳՕՍՏ 4919.1-ի համաձայն:
Ցուցանիշ մեթիլ նարնջագույն կամ մեթիլ կարմիր, 0,1% զանգվածային բաժնով լուծույթը պատրաստվում է ԳՕՍՏ 4919.1-ի համաձայն:
Ցուցանիշ ֆենոլֆթալեինը, 1% զանգվածային բաժնով ալկոհոլային լուծույթ, պատրաստված է ԳՕՍՏ 4919.1-ի համաձայն:
Քիմիական կրաքարի կլանիչ KhPI-1 ըստ ԳՕՍՏ 6755 կամ սոդա կրաքարի:
Խողովակ (կալցիումի քլորիդ) ըստ ԳՕՍՏ 25336.
Բաժակ 1000 ըստ ԳՕՍՏ 1770.
ԳՕՍՏ 1770 1-4 տարբերակների բալոններ՝ 100 և 250 սմ3 և 1, 2 տարբերակներ՝ 500 և 1000 սմ3 տարողությամբ։
Ակնոցներ B կամ H ըստ ԳՕՍՏ 25336-ի ցանկացած դիզայնի 600 և 1000 սմ հզորությամբ:
Կոլբայներ Kn-1-250 ըստ ԳՕՍՏ 25336-ի:
Պիպետներ 2-2-100, 2-2-25, 2-2-20 և 2-2-10 ըստ NTD-ի:
Բյուրետներ ըստ NTD տիպերի 1, 2, տարբերակներ 1-5, ճշգրտության դասեր 1, 2, 25 կամ 50 սմ 3 տարողությամբ, 0,1 սմ-ից ոչ ավելի բաժանման արժեքով և 1, 2 տիպի բյուրետներ, կատարում 6: , ճշգրտության դասեր 1, 2, 2 կամ 5 սմ տարողությամբ, 0,02 սմ-ից ոչ ավելի բաժանման արժեքով։
1, 2 կատարման ծավալային կոլբաներ՝ ԳՕՍՏ 1770-ի համաձայն, ճշգրտության դասեր 1, 2, 10, 25 և 100 սմ3 տարողությամբ։
0315K հսկիչ ցանցով մաղ ըստ ԳՕՍՏ 6613-ի 200 մմ տրամագծով պատյանով։
Բաժակ ChKTs-5000 ԳՕՍՏ 25336-ի համաձայն կամ պատրաստված է պոլիմերացման նյութից, որը բավարար է դրա մեջ մաղ դնելու համար:
Լաբորատոր սարքավորումը (տես գծագիրը) բաղկացած է շշից 1 և ապակե սյունից 6՝ (25,0 ± 1,0) մմ ներքին տրամագծով և առնվազն 600 մմ բարձրությամբ՝ իոնի ամբողջական վերածնման պայմաններում դինամիկ փոխանակման հզորությունը որոշելու համար։ Փոխանակիչ և ներքին տրամագիծ (16,0 ± 0,5) մմ և առնվազն 850 մմ բարձրություն՝ վերականգնող նյութի տվյալ հոսքի արագության պայմաններում որոշելու համար։ FKP POR 250 XC տիպի 7 ֆիլտրը ըստ ԳՕՍՏ 25336-ի կամ թթուների և ալկալիների նկատմամբ դիմացկուն մեկ այլ զտիչ սարքի, որը անթափանց է 0,25 մմ-ից ավելի իոնափոխանակիչի հատիկների համար և ունի ցածր զտման դիմադրություն, զոդվում է սյունակի ստորին մասում: Սյունակը միացված է շշին, օգտագործելով ապակե խողովակ 3 և ռետինե գուլպան 4, պտուտակային սեղմակով 5: Օդից ածխաթթու գազի ներթափանցումը նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթի մեջ կանխելու համար կալցիումի քլորիդ խողովակ 2՝ կլանիչով KhPI-1: տեղադրված է շշի խցանի մեջ։
Լաբորատոր տեղադրում
Թույլատրվում է օգտագործել նշվածից ոչ վատ չափագիտական բնութագրերով այլ չափիչ գործիքներ, ինչպես նաև նշվածից ոչ ցածր որակով ռեագենտներ։
3. ԻՈՆԻՏԻ ԼԻՎԱԾ ՎԵՐԱԳՈՐԾՄԱՆ ԴԻՆԱՄԻԿ ՓՈԽԱՆԱԿՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՄԱՆ ՄԵԹՈԴ.
3.1. Պատրաստվելով թեստին
3.1.1. Փորձարկման համար նախապատրաստումն իրականացվում է ԳՕՍՏ 10896-ի համաձայն և պատրաստվելուց հետո իոնափոխանակիչը պահվում է փակ կոլբայի մեջ թորած ջրի շերտի տակ:
Կատիոնափոխանակման խեժի KU-2-8chS և անիոնափոխանակման խեժի աստիճանի AV-17-8chS չեն պատրաստվել փորձարկման՝ համաձայն ԳՕՍՏ 10896-ի:
3.1.2. Կոլբայից իոնափոխանակիչի նմուշը ջրային կախույթի տեսքով տեղափոխվում է 100 սմ 3 տարողությամբ գլան, և իոնափոխանակիչի շերտը սեղմվում է՝ դիպչելով մխոցի հատակի կոշտ մակերեսին, մինչև կծկելը դադարում է: Իոնափոխանակիչի ծավալը ճշգրտվում է մինչև 100 սմ 3, իսկ իոնափոխանակիչը թորած ջրի միջոցով տեղափոխվում է սյունակ՝ համոզվելով, որ իոնափոխանակիչի հատիկների միջև օդային պղպջակներ չհայտնվեն: Ավելորդ ջուրը թափվում է սյունից՝ թողնելով իոնափոխանակիչի մակարդակից 1-2 սմ բարձրությամբ շերտ։
3.1.3. Սյունակում իոնափոխանակիչը լվանում են թորած ջրով, այն անցնելով վերևից ներքև 1,0 դմ/ժ արագությամբ։ Այս դեպքում անիոնափոխանակիչը լվանում է ալկալից (ֆենոլֆթալեինով), իսկ կատիոնափոխանակիչը թթվից (մեթիլ նարնջով)։
3.1.4. Հիդրօքսիլ ձևով ամուր հիմքային անիոնային խեժերը արագ լիցքավորվում և լվանում են ածխածնի երկօքսիդ չպարունակող ջրով:
3.2. Թեստավորման անցկացում
3.2.1. Իոնափոխանակիչների դինամիկ փոխանակման հզորության որոշումը բաղկացած է մի քանի ցիկլերից, որոնցից յուրաքանչյուրը ներառում է երեք հաջորդական գործողություններ՝ հագեցում, վերածնում, լվացում, որոնց պայմանները տրված են աղյուսակում.1.
Աղյուսակ 1
Իոնափոխանակիչի ամբողջական վերածնմամբ դինամիկ փոխանակման հզորության որոշման պայմանները
Ցուցանիշ | Իոնիտի դաս | Իոնափոխանակիչների հագեցվածության աշխատանքային լուծում | Հագեցվածության վերահսկում | Վերականգնող | |||
հագեցնել | լվանալ- | վերածնում- |
|||||
Դինամիկ փոխանակման հզորությունը առաջընթացից առաջ () | Ուժեղ- | Կալցիումի քլորիդ (CaCl)=0,01 մոլ/դմ (0,01 Ն) | Ֆիլտրատում մինչև կալցիումի իոնների կոնցենտրացիան (Ca)=0,05 մմոլ/դմ (0,05 մգ էկ/դմ) որոշվում է ԳՕՍՏ 4151-ի համաձայն. | Աղաթթու, 5% զանգվածային բաժնով լուծույթ | |||
Ուժեղ- | Նատրիումի քլորիդ (NaCl)=0,01 մոլ/դմ (0,01 Ն) | Քանի դեռ ալկալիների կոնցենտրացիան չի նվազում 0,5 մմոլ/դմ-ով (0,5 մգ համարժեք/դմ)՝ համեմատած ֆիլտրատում դրա առավելագույն կայուն արժեքի հետ [խառը ցուցիչ, տիտրման լուծույթ, աղաթթվի կոնցենտրացիան (HCl) = 0,01 մոլ/դմ (0,01 Ն.) ] և մինչև քլորի իոնների պարունակությունը մեծանա ֆիլտրատում դրա կայուն պարունակության համեմատ (որոշվում է ԳՕՍՏ 15615-ի համաձայն) | Նատրիումի հիդրօքսիդ, 5% զանգվածային բաժնով լուծույթ | ||||
թույլ- | Քանի դեռ թթուն չի հայտնվել ֆիլտրատում (մեթիլ նարնջի միջոցով) | ||||||
Ամբողջական դինամիկ փոխանակման հզորություն () | թույլ- | Հիդրոքլորային թթու (HCl)=0,1 մոլ/դմ (0,1 Ն) | Նախքան ֆիլտրատի կոնցենտրացիան աշխատանքային լուծույթի կոնցենտրացիայի հետ հավասարեցնելը | Նատրիումի հիդրօքսիդ, 2% զանգվածային բաժնով լուծույթ | |||
Նշումներ:
1. ԳՕՍՏ 4151-ի համաձայն Ca իոնների կոնցենտրացիան որոշելիս
2. Հատուկ ծանրաբեռնվածությունը 1 ժամում իոնափոխանակիչի ծավալով անցած լուծույթի ծավալն է: Օրինակ՝ 5 դմ/դմ/ժ-ը համապատասխանում է ֆիլտրման արագությանը, որով անցնում է լուծույթի 500 սմ (8,3 սմ/րոպե): 100 սմ իոնափոխանակիչ 1 ժամում.
3. Զտման արագությունը սահմանվում է՝ չափիչ գլանով չափելով ֆիլտրատի ծավալը, որը ստացվում է որոշակի ժամանակային ընդմիջումով:
Լուծումները և ջուրը սնվում են վերևից ներքև: Երբ AN-1 և AN-2FN դասարանների անիոնափոխանակիչը հագեցած է, լուծույթները սնվում են ներքևից վեր:
3.2.2 Մինչ հագեցման, վերականգնման և լվացման աշխատանքները կատարելը սյունակը լրացվում է համապատասխան լուծույթով: Իոնափոխանակիչից վերեւ լուծույթի շերտը պետք է լինի (15 ± 3) սմ:
3.2.3. Հագեցումից, վերածնումից և լվացումից հետո 1–2 սմ բարձրությամբ հեղուկ շերտ է մնում իոնափոխանակիչի վերևում գտնվող սյունակում։
3.2.4. Իոնափոխանակիչով սյունակը լցվում է իոնափոխանակիչի հատուկ դասի աշխատանքային լուծույթով (տես Աղյուսակ 1), որպեսզի իոնափոխանակիչի վերևում գտնվող լուծույթի շերտը լինի (15±3) սմ, և ընտրվի համապատասխան ֆիլտրման արագություն:
Երբ 0,1 մոլ/դմ (0,1 Ն) կոնցենտրացիայով աշխատանքային լուծույթներն անցնում են իոնափոխանակիչով սյունակի միջով, ֆիլտրատը հավաքվում է 250 սմ 3 տարողությամբ բալոններում՝ 0,01 մոլ/դմ (0,01 Ն) կոնցենտրացիայով։ ) - 1000 սմ տարողությամբ բալոններում:Հագեցման երկրորդ և հաջորդ ցիկլերում, մինչև աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելը ֆիլտրատում (որոշվում է առաջին ցիկլից հետո), ֆիլտրատը հավաքվում է 100 և 250 մասերով. սմ3, համապատասխանաբար, աշխատանքային լուծույթի կոնցենտրացիաները.
3.2.5. Ֆիլտրատի յուրաքանչյուր մասից նմուշ է վերցվում և հագեցվածությունը վերահսկվում է Աղյուսակ 1-ի համաձայն:
3.2.6. Այն բանից հետո, երբ աշխատանքային լուծույթի իոնները հայտնվում են ֆիլտրատի մի մասում, հաշվարկվում է ֆիլտրատի ընդհանուր ծավալը։
3.2.7. Ընդհանուր դինամիկ փոխանակման հզորությունը որոշելու համար լուծույթը շարունակում է անցնել այնքան ժամանակ, մինչև ֆիլտրատի կոնցենտրացիան հավասարվի աշխատանքային լուծույթի կոնցենտրացիային: Հագեցվածության հսկողությունն այս դեպքում իրականացվում է նմուշը թթվային լուծույթով (նատրիումի հիդրօքսիդ) խառը ցուցիչով տիտրելով, մինչև գույնը փոխվի։
3.2.8. Նախքան վերականգնումը, սյունակի իոնափոխանակիչը թուլանում է թորած ջրի հոսքով ներքևից վեր, որպեսզի իոնափոխանակիչի բոլոր հատիկները շարժման մեջ լինեն: KU-1 կատիոնափոխանակիչի և AN-1 և AN-2FN անիոնափոխանակիչների թուլացումն իրականացվում է մինչև հագեցվածության գործողությունը:
3.2.9. Իոնափոխանակիչի վերածնումն իրականացվում է թթվային լուծույթով (նատրիումի հիդրօքսիդ) Աղյուսակ 1-ում նշված արագությամբ: Ֆիլտրատը շարունակաբար հավաքվում է 250-1000 սմ 3 գլանով մասերում, ավելացնելով ցուցիչի 3-4 կաթիլ: Երբ ֆիլտրատում հայտնվում է թթու (նատրիումի հիդրօքսիդ), դրա կոնցենտրացիան որոշվում է հետագա մասերում: Ֆիլտրատը վերահսկելու համար նմուշը վերցվում է պիպետտով կամ ծավալային կոլբայով և տիտրում թթվային լուծույթով (նատրիումի հիդրօքսիդ) կոնցենտրացիաներով (HCl, HSO) = 0,5 մոլ/դմ (0,5 N), (NaOH) = 0,5 մոլ/դմ ( 0 .5 ն.) ցուցիչի առկայության դեպքում
3.2.10. Թթվային լուծույթը (նատրիումի հիդրօքսիդ) անցնում է այնքան ժամանակ, մինչև ֆիլտրատի կոնցենտրացիան հավասարվի վերածնվող լուծույթի կոնցենտրացիային։
3.2.11. Վերարտադրումից հետո իոնափոխանակիչը լվանում են թորած ջրով մինչև մեթիլ նարնջի (ֆենոլֆթալեինի) չեզոքացումը՝ Աղյուսակ 1-ում նշված արագությամբ: Այնուհետև իոնափոխանակիչը 1 ժամ պահում են թորած ջրի մեջ և նորից ստուգում են ֆիլտրատը։ Եթե ֆիլտրատը չեզոք չէ, ապա խեժը կրկին լվանում է:
3.2.12. Դինամիկ փոխանակման հզորության որոշումը ավարտվում է, եթե վերջին երկու ցիկլերում ստացվում են արդյունքներ, որոնց միջև անհամապատասխանությունը չի գերազանցում միջին արդյունքի 5%-ը։
3.2.13. Անիոնափոխանակման խեժի AV-17-8chS-ի դինամիկ փոխանակման հզորությունը որոշվում է երկու զուգահեռ նմուշների վրա առաջին հագեցվածության ցիկլում, նախքան աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելը ֆիլտրատում: Ֆիլտրատը հավաքվում է 250 սմ3 չափաբաժիններով:Արդյունքը վերցվում է որպես երկու որոշման արդյունքների թվաբանական միջին, որոնց միջև թույլատրելի անհամապատասխանությունը չի գերազանցում միջին արդյունքի 5%-ը:
(Փոփոխություն, IUS 3-91):
4. ԴԻՆԱՄԻԿ ՓՈԽԱՆԱԿՈՂՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՄԱՆ ՄԵԹՈԴ ՎԵՐԱԳՈՐԾՈՂ ՆԵՎԻ ՏՐՎԱԾ ՍՊԱՌՄԱՆ ՀԵՏ.
4.1. Պատրաստվելով թեստին
4.1.1. 1.2 և 1.3 պարբերությունների համաձայն ընտրված իոնիտը մանր ֆրակցիաներից առանձնացվում է թաց մաղման միջոցով՝ համաձայն ԳՕՍՏ 10900-ի՝ օգտագործելով N 0315K ցանցով մաղ:
4.1.2. Մաքուր անիոնափոխանակման խեժը դրվում է բաժակի մեջ, ավելացվում է 500 մլ նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ՝ 4% զանգվածային բաժնով և խառնում։ 4 ժամ հետո հիդրօքսիդի լուծույթը քամվում է, և անիոնափոխանակիչը լվանում է ջրով մինչև ֆենոլֆթալեինի նկատմամբ մի փոքր ալկալային ռեակցիա և տեղափոխվում է սյունակ, ինչպես նշված է 3.1.2 կետում:
4.1.3. Մաքուր կատիոնափոխանակիչը լվանում է կախույթից և պղտորությունից թորած ջրով, մինչև լվացքի մաքուր ջուր հայտնվի և տեղափոխվի սյուն՝ համաձայն 3.1.2 կետի:
4.2. Թեստավորման անցկացում
4.2.1. Իոնափոխանակիչների դինամիկ փոխանակման հզորության որոշումը մինչև ֆիլտրատում աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելը () բաղկացած է մի քանի ցիկլից, որոնցից յուրաքանչյուրը ներառում է երեք հաջորդական գործողություն՝ հագեցվածություն, վերածնում, լվացում, որոնց պայմանները տրված են աղյուսակ 2-ում: Լուծումները և ջուրը սնվում են վերևից ներքև: Հեղուկի շերտի բարձրությունը իոնափոխանակիչի մակարդակից բարձր է սահմանվում, ինչպես նշված է 3.2.2 և 3.2.3 կետերում:
աղյուսակ 2
Վերարտադրող նյութի տվյալ հոսքի արագությամբ իոնափոխանակիչների դինամիկ փոխանակման հզորությունը որոշելու պայմաններ
Իոնիտի դաս | Վերականգնող | Regen-ի հատուկ սպառման արագությունը | Լվացքի հսկողություն | Իոնափոխանակիչի հագեցվածության աշխատանքային լուծում | Հագեցվածության վերահսկում | Զտման արագություն |
||
նողկալի- | լվացում | ռեգ- |
||||||
Ուժեղորեն | Ֆիլտրատում մինչև թթվի մնացորդային կոնցենտրացիան, ոչ ավելի, քան | Կալցիումի քլորիդ (СаСl=0,0035 մոլ/դմ (0,0035 Ն) | Մինչև ֆիլտրատում կալցիումի իոնների կոնցենտրացիան ավելի քան (Ca)=0,05 մմոլ/դմ. | |||||
թույլ- | Ծծմբաթթու, 1% զանգվածային բաժնով լուծույթ | Մինչև ֆիլտրատում սուլֆատի իոնների բացակայությունը (նմուշ BaCl-ով HCl-ի առկայությամբ) | Նատրիումի հիդրօքսիդ (NaOH)=0,0035 մոլ/դմ (0,0035 Ն) | Մինչեւ կոնցենտրացիան նատրիումի հիդրօքսիդի ֆիլտրատում (NaOH)=0,1 մմոլ/դմ | ||||
Ուժեղ- | Նատրիումի հիդրօքսիդ 4% զանգվածային բաժնով | Ֆիլտրատում մինչև նատրիումի հիդրօքսիդի մնացորդային կոնցենտրացիան՝ ոչ ավելի, քան (NaOH)=0,2 մմոլ/դմ. | Նատրիումի քլորիդ (NaCI)=0,01 մոլ/դմ (0,01 Ն) | Քանի դեռ ալկալիների կոնցենտրացիան չի նվազում (NaOH)=0,7 մմոլ/դմ | ||||
թույլ- | Նատրիումի հիդրօքսիդ, լուծույթ 4% զանգվածային բաժնով. | Ֆիլտրատում մինչև նատրիումի հիդրօքսիդի մնացորդային կոնցենտրացիան, ոչ ավելի, քան (NaOH) = 0,2 մմոլ/դմ (0,2 մգ հավասար/դմ) ֆենոլֆթալեինի համար: | Հիդրոքլորային (ծծմբական) թթու (HCl, HSO) \u003d 0,0035 մոլ / դմ (0,0035 N.) | Մինչև ֆիլտրատում թթվի մնացորդային կոնցենտրացիան (N)=0,1 մմոլ/դմ (0,1 մգ համարժեք/դմ) ոչ ավելի, ցուցիչը խառնվում է, տիտրացնող լուծույթը՝ նատրիումի հիդրօքսիդի կոնցենտրացիան (NaOH)=0,01 մոլ/դմ (0): .01 N.) | ||||
Նշումներ:
1. Վերականգնող նյութի հատուկ սպառման արագությունը () արտահայտելիս գրամ/մոլում «մոլ» բառը նշանակում է իոնային համարժեքի մոլային զանգվածը (Na, K, Ca, Mg, Cl, NO, HCO, HSO, CO, SO
և այլն):
2. Վերականգնող նյութի փաստացի սպառումը չպետք է տարբերվի նշված դրույքաչափից 5%-ից ավելի:
3. ԳՕՍՏ 4151-ի համաձայն Ca իոնների կոնցենտրացիան որոշելիս թույլատրվում է օգտագործել 2-3 կաթիլ քրոմ-մուգ կապույտ ցուցիչ և տիտրել Trilon B կոնցենտրացիայի լուծույթով (NaHCON 2HO) = 0,01 մոլ/դմ (0,01):
4. Հատուկ ծանրաբեռնվածություն 1 ժամում իոնափոխանակիչի ծավալով անցած լուծույթի ծավալն է, օրինակ՝ 5 դմ/դմ ժ-ը համապատասխանում է ֆիլտրման արագությանը, որի դեպքում լուծույթի 500 սմ-ն անցնում է 100 սմ իոնափոխանակիչով։ 1 ժամում (8,3 սմ/րոպե) .
5. Զտման արագությունը սահմանվում է՝ չափիչ գլանով չափելով ֆիլտրատի ծավալը, որը ստացվում է որոշակի ժամանակային ընդմիջումով:
Կատիոնափոխանակիչի գիպսավորումից խուսափելու համար թթվով ռեգեներացիան և վերականգնող արտադրանքներից լվացումն իրականացվում է առանց ընդհատումների՝ խուսափելով գործառնությունների միջև բացը:
Յուրաքանչյուր հաջորդ ցիկլն իրականացնելուց առաջ իոնափոխանակիչը թուլանում է ջրի հոսքով ներքևից վեր, որպեսզի իոնափոխանակիչի բոլոր հատիկները շարժման մեջ լինեն:
4.2.2. Սյունակում գտնվող իոնափոխանակիչով անցնում է վերականգնող լուծույթ, որի ծավալը () խորանարդ սանտիմետրերով հաշվարկվում է բանաձևով.
որտեղ է վերականգնող նյութի հատուկ սպառման նշված դրույքաչափը, գ/մոլ (գ/գ հավասար);
- դինամիկ փոխանակման հզորություն; ընտրել ըստ կարգավորող և տեխնիկական փաստաթղթերի կոնկրետ իոնափոխանակիչի համար, մոլ / մ (գ eq / մ); AV-17-8, AN-31 և EDE-10P դասերի իոնափոխանակիչների համար առաջին վերականգնման համար թույլատրվում է մինչև 3 դինամիկ փոխանակման հզորության բարձրացում.
իոնափոխանակիչի նմուշի ծավալն է, սմ;
- վերականգնող լուծույթի կոնցենտրացիան, գ/դմ.
Վերականգնող լուծույթի քանակը չափվում է սյունակի ելքի մոտ գլանով կամ գավաթով: Այնուհետև սյունակն անջատվում է, սյունակում իոնափոխանակիչից վերև լուծույթի մակարդակը իջեցվում է մինչև 1-2 սմ, իսկ ներքևի գլխարկը փակվում է:
4.2.3. Վերականգնումից հետո իոնափոխանակիչները լվանում են թորած ջրով, որպեսզի հեռացնեն ավելցուկային թթունը (նատրիումի հիդրօքսիդ) Աղյուսակ 2-ում նշված արագությամբ:
Պարբերաբար վերցնում են ֆիլտրատի նմուշ և տիտրում նատրիումի հիդրօքսիդի (թթու) կոնցենտրացիայի լուծույթներով (NaOH, HCl, HSO)=0,1 մոլ/դմ (0,1 Ն) մեթիլ նարնջի (ֆենոլֆթալեին) առկայությամբ։
Լվացքի հսկողություն ըստ աղյուսակի.2.
4.2.4. Լվացքից հետո սյունակը լցվում է աշխատանքային լուծույթով և հագեցվածության մակարդակը սահմանվում է աղյուսակ 2-ի համաձայն:
Երբ սյունակով անցնում են 0,01 մոլ/դմ (0,01 Ն) կոնցենտրացիայով աշխատանքային լուծույթներ, ֆիլտրատը հավաքում են 250 մլ տարողությամբ գլանում՝ 0,0035 մոլ/դմ (0,0035 Ն) կոնցենտրացիայով, գլան։ օգտագործվում է 1000 մլ տարողությամբ Հագեցման երկրորդ և հաջորդ ցիկլերում, մինչև աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելը ֆիլտրատում (որոշվում է առաջին ցիկլից հետո), ֆիլտրատը հավաքվում է համապատասխանաբար 100 և 250 մլ. աշխատանքային լուծույթի կոնցենտրացիաների մասին:
4.2.5. Հագեցվածությունը վերահսկելու համար նմուշ է վերցվում ֆիլտրատի մի մասից և վերլուծվում՝ համաձայն Աղյուսակ 2-ի: Եթե վերլուծության արդյունքը ցույց է տալիս, որ հագեցվածության մակարդակը չի հասել Աղյուսակ 2-ում նշված արժեքներին, ապա ֆիլտրատի բոլոր նախորդ նմուշները չեն կարող վերլուծվել:
4.2.6. Այն բանից հետո, երբ աշխատանքային լուծույթի իոնները հայտնվում են ֆիլտրատի մի մասում՝ Աղյուսակ 2-ում նշված քանակությամբ, հագեցվածությունն ավարտվում է և հաշվարկվում է ֆիլտրատի () ընդհանուր ծավալը և դինամիկ փոխանակման հզորությունը:
4.2.7. Իոնափոխանակիչը ենթարկվում է երկրորդ ռեգեներացիայի և լվացվում է 4.2.2 և 4.2.3 պարագրաֆների համաձայն:
Երկրորդ ցիկլի համար պահանջվող վերականգնող նյութը հաշվարկելիս օգտագործեք առաջին ցիկլում ստացված դինամիկ փոխանակման հզորության արժեքը՝ համաձայն 4.2.6 կետի:
Հագեցման հետագա ցիկլեր իրականացնելուց առաջ վերականգնող նյութի սպառումը հաշվարկվում է նախորդ ցիկլում ստացված դինամիկ փոխանակման հզորության արժեքից:
4.2.8. Որոշումը ավարտվում է, եթե վերջին երկու ցիկլերում ստացվում են արդյունքներ, որոնց միջև թույլատրելի անհամապատասխանությունները չեն գերազանցում միջին արդյունքի 5%-ը, վերականգնող նյութի փաստացի հատուկ սպառման հետ, որը չի տարբերվում տվյալ նորմայից ոչ ավելին։ քան 5%:
5. ԱՐԴՅՈՒՆՔՆԵՐԻ ՄՇԱԿՈՒՄԸ
5.1. Փոխանակման դինամիկ հզորությունը () մոլերով մեկ խորանարդ մետրի համար (գ հավասար/մ) մինչև ֆիլտրատում աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելը հաշվարկվում է բանաձևով.
որտեղ է իոնափոխանակիչով անցած ֆիլտրատի ընդհանուր ծավալը մինչև աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելը, սմ;
- իոնափոխանակիչի ծավալը, տես
5.2. Վերականգնող նյութի () փաստացի սպառումը ներծծվող իոնների գրամով մեկ մոլի (գ/գ հավասարաչափ) հաշվարկվում է բանաձևով.
որտեղ է վերականգնող լուծույթի ծավալը, սմ;
- վերականգնող լուծույթի կոնցենտրացիան, գ/դմ;
- իոնափոխանակիչով անցած ֆիլտրատի ընդհանուր ծավալը մինչև աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելը, սմ.
- աշխատանքային լուծույթի կոնցենտրացիան, մոլ / դմ (n.
5.3. Ընդհանուր դինամիկ փոխանակման հզորությունը () մոլերով մեկ խորանարդ մետրի համար (գ հավասար / մ) հաշվարկվում է բանաձևով.
որտեղ է իոնափոխանակիչով անցած ֆիլտրատի ընդհանուր ծավալը մինչև ֆիլտրատի և աշխատանքային լուծույթի կոնցենտրացիաները հավասարեցնելը, սմ.
- աշխատանքային լուծույթի կոնցենտրացիան, մոլ / դմ (n.);
- ֆիլտրատի մասի ծավալը աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելուց հետո (բեկում), սմ.
- լուծույթի կոնցենտրացիան ֆիլտրատի մի մասում աշխատանքային լուծույթի իոնների հայտնվելուց հետո (բեկում), մոլ/դմ (ն.);
- իոնափոխանակիչի ծավալը,
5.4. Որպես որոշման արդյունքում վերցվում է վերջին երկու ցիկլերի արդյունքների միջին թվաբանականը, որոնց միջև թույլատրելի անհամապատասխանությունները չեն գերազանցում ± 5%, վստահության հավանականությամբ = 0,95:
Նշում. Իոնափոխանակիչների դինամիկ փոխանակման հզորությունը մոլերով մեկ խորանարդ մետրում արտահայտելիս «մոլ» բառը վերաբերում է իոնային համարժեքի մոլային զանգվածին (Na, K, Ca, Mg, Cl, NO, HCO, HSO, CO, SO, և այլն):
Փաստաթղթի տեքստը ստուգվում է.
պաշտոնական հրապարակում
Իոնիտներ. Որոշման մեթոդներ
փոխանակման հզորություն՝ Շաբ. ԳՕՍՏ-ներ. -
Մոսկվա: IPK Standards Publishing House, 2002 թ
Ջրի փափկեցում- գործընթաց, որն ուղղված է դրանից կալցիումի և մագնեզիումի կատիոնների հեռացմանը, այսինքն. նվազեցնելով դրա կոշտությունը.
Ըստ պահանջի SANPiN կոշտություն խմելու ջուրչպետք է գերազանցի 7 մգ-էկ/լ-ը, և սահմանվում են ջերմափոխանակման գործընթացներում ներգրավված ջրի խորը փափկեցման պահանջները, այսինքն. մինչև 0,05 ... 0,01 մգ-էկ / լ: Ջրի կարծրությունը, որն օգտագործվում է CHPP-ի թմբուկային կաթսաները սնուցելու համար, չպետք է գերազանցի 0,005 մգ-էկ/լ կամ 5 մկգ-էկ/լ:
Mg (II), Ca (II) կատիոնների և անիոնների ընդհանուր կոնցենտրացիայի նվազումը, որոնց հետ որոշակի պայմաններում դրանք կարող են ձևավորել խիտ չլուծվող նստվածքներ խողովակների և ապարատների պատերին, տեղի է ունենում ջրի մաքրման և ջրի մաքրման համակարգերում: տարբեր մեթոդներով, որոնց ընտրությունը որոշվում է աղբյուրի ջրի որակով, դրա մաքրման պահանջով և տեխնիկական և տնտեսական նկատառումներով:
Իոնների փոխանակման մեթոդ.
Այս մեթոդը հիմնված է որոշ նյութերի (կատիոնափոխանակիչներ և անիոնափոխանակիչներ) ջրից իոններ (կատիոններ և անիոններ) կլանելու ունակության վրա՝ համարժեք իոնների (կատիոններ և անիոններ) դիմաց։
Կատիոնացման գործընթացն այն գործընթացն է, որով կատիոնները փոխանակվում են: Փափկեցման ժամանակ ջրի մաքրման մեջ՝ կատիոնափոխանակիչ կատիոններ ջրից Ca 2+ և Mg 2+ իոնների համար։
Անիոնացման գործընթաց - համապատասխանաբար անիոններ, հիմնականում աղազերծման և խորը աղազերծման ժամանակ։
Մագնիսական ջրի մաքրում.
Մագնիսական ջրի մաքրման օգտագործումը նպատակահարմար է կալցիում-կարբոնատային բարձր կարծրության դեպքում:
Մագնիսական դաշտով ջրի անցնելու գործընթացում դրա մեջ առաջանում են բյուրեղացման կենտրոններ, որոնք մեծանում են և ընկնում ոչ կպչուն տիղմի մեջ, որը փչելու ժամանակ հեռացվում է։ Նրանք. տեղումները ոչ թե ջեռուցման մակերեսի պատերին են, այլ ջրի ծավալին։
Հակամաշտաբային էֆեկտի վրա ազդում են այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են ջրի որակական և քանակական բաղադրությունը, մագնիսական դաշտի գծերով հեղուկի շարժման արագությունը, մագնիսական դաշտի ուժգնությունը և դրա մեջ ջրի մնալու ժամանակը:
Ջրի հաջող մագնիսական մշակման պայմանները պետք է լինեն կալցիումի կարբոնատի և սուլֆատի բարձր պարունակությունը, իսկ ազատ ածխածնի IV կոնցենտրացիան պետք է լինի հավասարակշռությունից պակաս: Նաև մեծանում է ջրի մեջ պարունակվող երկաթի օքսիդների և այլ կեղտերի հակամաշտաբային ազդեցությունը։
Ջրի մաքրման մագնիսական սարքերը գործում են ինչպես մշտական մագնիսների, այնպես էլ էլեկտրամագնիսների հիման վրա։ Մշտական մագնիսներով սարքերի թերությունն այն է, որ ժամանակ առ ժամանակ դրանք պետք է մաքրվեն ֆերոմագնիսական կեղտերից։ Էլեկտրամագնիսները մաքրվում են երկաթի օքսիդներից՝ անջատելով դրանք ցանցից։
Մագնիսական դաշտում ջրի արագությունը դրա մշակման ընթացքում չպետք է գերազանցի 1մ/վրկ-ը։ Մաքրված ջրի ծավալը մեկ միավորի համար ավելացնելու համար օգտագործվում են շերտ առ շերտ մագնիսական մշակման սարքեր։
Մագնիսական մշակման մեթոդը կիրառություն է գտել տաք ջրի ջեռուցման ցանցերում, ՋԷԿ-երում, ջերմափոխանակիչներում։
Ջրի փափկացման խնդրի լուծման այս մեթոդի ընտրությունը պետք է հիմնականում հիմնված լինի տվյալ որակի ջրի մաքրման արդյունավետության վրա, որն օգտագործվում է որպես հիմնական, հաջորդ փուլ կամ որպես լրացուցիչ:
Հակադարձ osmosis.
AT տրված ժամանակՀակադարձ օսմոզը ջրի մաքրման մեջ ամենալայն կիրառվող մեթոդն է:
Մեթոդի էությունն այն է, որ բարձր ճնշման տակ՝ 10-ից 25 մթնոլորտ, ջուրը մատակարարվում է թաղանթներին։ Թաղանթները, լինելով ընտրովի նյութ՝ իրենց միջով անցնող կեղտերի նկատմամբ, թողնում են ջրի մոլեկուլները և չեն թողնում, որ ջրի մեջ լուծված իոնները անցնեն միջով։
Այսպիսով, հակադարձ օսմոզը տեղադրելուց հետո ելքում մենք ստանում ենք երկու հոսք՝ առաջին հոսքը մաքուր ջուր, անցել է թաղանթով, այսպես կոչված, թափանցող նյութով, իսկ երկրորդ հոսքը՝ թաղանթով չանցած կեղտերով ջուր, որը կոչվում է խտանյութ։
Ներթափանցող նյութը ուղարկվում է սպառողին և կազմում է մատակարարվող ջրի ծավալի 50-ից մինչև 80%-ը: Դրա քանակը կախված է թաղանթի հատկություններից և վիճակից, աղբյուրի ջրի որակից և մաքրման ցանկալի արդյունքից: Ամենից հաճախ այն կազմում է մոտ 70%:
Խտացրեք, համապատասխանաբար, 50-ից 20%:
Մեմբրանի վրա բեռի ավելացմամբ, այսինքն. անցած ջրի և կեղտերով ջրի միջև տոկոսային հարաբերակցության ավելացում, մեմբրանի ընտրողականությունը նվազում է և հասնում է նվազագույնի խտանյութի բացակայության դեպքում, այսինքն. երբ հակադարձ osmosis միավորին մատակարարվող ամբողջ ջուրը անցնում է թաղանթով:
Հակադարձ osmosis թաղանթները պատրաստված են հատուկ կառուցվածքի կոմպոզիտային պոլիմերային նյութից, որը թույլ է տալիս բարձր ճնշումներանցկացրեք ջուրը և մի անցեք դրա մեջ լուծված իոններ և այլ կեղտեր: Մեմբրանի վրա բեռի ավելացմամբ, դրա ծառայության ժամկետը կրճատվում է, և երբ հասնում են կրիտիկական պարամետրերը, որոնցում կեղտաջրերով մուտքային հեղուկը ամբողջությամբ անցնում է մեմբրանի միջով, այն ոչնչացվում է: Մեմբրանի միջին ժամկետը 5 տարի է։
Թաղանթների մակերեսը ժամանակի ընթացքում կարող է աճել միկրոօրգանիզմներով՝ ծածկված քիչ լուծվող միացությունների շերտով։ Հակադարձ օսմոզ թաղանթների մաքրման համար օգտագործվում են թթուների և ալկալիների լուծույթներ՝ կենսացիդի հավելումով։
Հակադարձ օսմոզը լվանալիս չպետք է մոռանալ, որ կիսաթափանցիկ թաղանթը ֆիլտր չէ: Լվացումը պետք է իրականացվի բացառապես հեղուկի հոսքի ուղղությամբ: Ջրային լուծույթի հակառակ հոսքը կհանգեցնի մեմբրանի ձախողմանը:
Ջրի մաքրման ռեակտիվ մեթոդներ.
Ջրի մաքրման ռեագենտային մեթոդները հիմնականում ծառայում են մակերեսային ջրի փափկացմանը՝ ռեակտիվներ ավելացնելու և կարծրության աղերը վատ լուծվող միացությունների վերածելով դրանց հետագա տեղումներով:
Որպես ռեագենտներ օգտագործվում են կրաքարը, սոդան, կաուստիկ սոդան և այլն: Ներկայումս դրանք օգտագործվում են քիչ վայրերում, սակայն վատ լուծվող կալցիումի և մագնեզիումի միացությունների վերածման գործընթացների և դրանց հետագա տեղումների ընդհանուր պատկերացման համար մենք կքննարկենք. նրանց.
Կշեռքի կրճատում կրաքարի միջոցով:
Մեթոդը կիրառելի է բարձր կարբոնատային և ցածր ոչ կարբոնատային կարծրությամբ ջրի համար:
Կրաքարի կաթը ավելացնելիս ջրի pH-ը բարձրանում է, ինչը հանգեցնում է լուծված ածխաթթու գազի և բիկարբոնատ իոնի անցմանը կարբոնատ իոնի.
CO 2 + OH - \u003d CO 3 2- + H 2 O,
HCO 3- + OH - \u003d CO 3 2- + H 2 O:
Երբ ջուրը հագեցած է կարբոնատ իոններով, կալցիումը նստում է.
Ca 2+ + CO 3 2- \u003d CaCO 3 ↓:
Մագնեզիումը նույնպես նստում է pH-ի աճով.
Mg 2+ + OH - \u003d Mg (OH) 2 ↓:
Եթե կարբոնատային կարծրության ավելցուկը աննշան է, ապա սոդան դոզավորում են կրաքարի հետ, որի առկայությունը նվազեցնում է ոչ կարբոնատային կարծրությունը.
CaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4:
Մագնեզիումի և կալցիումի կատիոնների ավելի ամբողջական տեղումների համար խորհուրդ է տրվում ջուրը տաքացնել մինչև 30-40 աստիճան ջերմաստիճան: Դրա աճով CaCO 3-ի և Mg(OH) 2-ի լուծելիությունը նվազում է։ Սա հնարավորություն է տալիս նվազեցնել ջրի կարծրությունը 1 մկ/լ-ով կամ ավելի քիչ:
Ջրի փափկեցման սոդա-նատրիումի մեթոդ.
Սոդայի ավելացումն անհրաժեշտ է, եթե ոչ կարբոնատային կարծրությունը ավելի մեծ է, քան կարբոնատային կարծրությունը։ Եթե այս պարամետրերը հավասար են, ապա սոդայի ավելացումը կարող է ընդհանրապես անհրաժեշտ չլինել։
Կալցիումի և մագնեզիումի բիկարբոնատները ալկալիի հետ ռեակցիայի մեջ առաջացնում են քիչ լուծվող կալցիումի և մագնեզիումի միացություններ, սոդա, ջուր և ածխաթթու գազ.
Ca (HCO 3) 2 + 2NaOH \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 CO 3 + 2H 2 O,
Mg (HCO 3) 2 + 2NaOH \u003d Mg (OH) 2 ↓ + Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2:
Մագնեզիումի բիկարբոնատի ալկալիների հետ ռեակցիայի արդյունքում առաջացած ածխաթթու գազը կրկին փոխազդում է ալկալիի հետ՝ առաջացնելով սոդա և ջուր.
CO 2 + NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O:
ոչ կարբոնատային կարծրություն.
Կալցիումի սուլֆատը և քլորիդը փոխազդում են կարբոնատային կարծրության և ալկալիի ռեակցիաներում առաջացած սոդայի և ավելացված սոդայի հետ՝ առաջացնելով կալցիումի կարբոնատ, որը չի եռում ալկալային պայմաններում.
CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + 2 NaCl,
CaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4
Մագնեզիումի սուլֆատը և քլորիդը փոխազդում են ալկալիների հետ՝ առաջացնելով նստվածքային մագնեզիումի հիդրօքսիդ.
MgSO 4 + 2NaOH \u003d Mg (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4,
MgCl 2 + 2NaOH \u003d Mg (OH) 2 ↓ + 2NaCl:
Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ բիկարբոնատների ռեակցիաներում ալկալիների հետ առաջանում է սոդա, որը հետագայում արձագանքում է ոչ կարբոնատային կարծրության հետ, դրա քանակը պետք է փոխկապակցվի կարբոնատային և ոչ կարբոնատային կարծրության հարաբերակցությամբ. եթե դրանք հավասար են, ապա սոդան չի կարող: Ավելացվի, պայմանով, որ W-ից > W nk-ն առաջանա սոդայի ավելցուկ՝ W-ի հակադարձ հարաբերակցությամբ
Համակցված մեթոդներ.
Ջրի մաքրման տարբեր մեթոդների համադրությունը՝ դրա կարծրությունը նվազեցնելու նպատակով, երբեմն բավականին բարձր արդյունքներ է տալիս։ Դա պայմանավորված է, որպես կանոն, ջրի և գոլորշու որակի բարձր պահանջներով։
Օրինակ կարող է լինել հակադարձ օսմոսի համադրությունը նատրիումի կատիոնացման հետ: Ջրի հիմնական կարծրությունը նվազում է կատիոնափոխանակման ֆիլտրերի վրա, հակադարձ օսմոզով այն աղազրկվում է։
Մեկ այլ դեպքում, մագնիսական ջրի մաքրումը կարող է ծառայել որպես լրացուցիչ մաքրման փուլ - տեղադրումը գտնվում է տաք ջրի շրջանառության խողովակաշարի վրա փափկեցնող համակարգից հետո:
Իոնափոխանակությունը տեղի է ունենում այն կլանիչների վրա, որոնք պոլիէլեկտրոլիտներ են (իոնափոխանակիչներ, իոնափոխանակիչներ, իոնափոխանակիչներ):
Իոնային փոխանակումկոչվում է լուծույթում նույն նշանի այլ իոնների հետ իոնների համարժեք փոխանակման գործընթացը: Իոնների փոխանակման գործընթացը շրջելի է:
Իոնափոխանակիչները բաժանվում են կատիոնափոխանակիչների, անիոնափոխանակիչների և ամֆոտերային իոնափոխանակիչների։
Կատիոնափոխանակիչներ- նյութեր, որոնք պարունակում են իրենց կառուցվածքում ֆիքսված բացասաբար լիցքավորված խմբեր (ֆիքսված իոններ), որոնց մոտ կան շարժական կատիոններ (կոնտրիոններ), որոնք լուծույթում կարող են փոխանակվել կատիոնների հետ (նկ. 81):
Բրինձ. 81. Հաստատուն անիոններով և շարժական հակաիոններով պոլիէլեկտրոլիտի (կատիոնափոխանակիչ) մատրիցայի մոդել, որտեղ – ֆիքսված իոններ են.
– կոիոններ, – հակաիոններ
Կան բնական կատիոնափոխանակիչներ՝ ցեոլիտներ, պերմուտիտներ, սիլիկագել, ցելյուլոզա, ինչպես նաև արհեստական՝ բարձր մոլեկուլային պինդ չլուծվող իոնային պոլիմերներ, որոնք պարունակում են առավել հաճախ սուլֆո խմբեր, կարբոքսիլ, ֆոսֆին, մկնդեղի կամ սելենաթթու խմբեր։ Ավելի քիչ տարածված են սինթետիկ անօրգանական կատիոնափոխանակիչները, որոնք առավել հաճախ ալյումինոսիլիկատներ են։
Ըստ իոնոգեն խմբերի իոնացման աստիճանի՝ կատիոնափոխանակիչները բաժանվում են խիստ թթվային և թույլ թթվային։ Ուժեղ թթվային կատիոնափոխանակիչները կարող են իրենց շարժական կատիոնները փոխանակել արտաքին կատիոնների հետ ալկալային, չեզոք և թթվային միջավայրերում: Թույլ թթվային կատիոնափոխանակիչները հակաիոնները փոխանակում են այլ կատիոնների հետ միայն ալկալային միջավայրում: Ուժեղ թթվային ներառում են կատիոնափոխանակիչներ՝ խիստ տարանջատված թթվային խմբերով՝ սուլֆոնաթթու: Թույլ թթվային ներառում են կատիոնափոխանակիչներ, որոնք պարունակում են թույլ տարանջատված թթու խմբեր՝ ֆոսֆորաթթու, կարբոքսիլ, հիդրօքսիֆենիլ:
անիոնափոխանակիչներ- իոնափոխանակիչներ, որոնք իրենց կառուցվածքում պարունակում են դրական լիցքավորված իոնոգեն խմբեր (ֆիքսված իոններ), որոնց մոտ կան շարժական անիոններ (կոնտերիոններ), որոնք կարող են լուծույթում փոխանակվել անիոնների հետ (նկ. 82)։ Կան բնական և սինթետիկ անիոնափոխանակիչներ։
Բրինձ. 82. Հաստատուն կատիոններով և շարժական հակաիոններով պոլիէլեկտրոլիտի (անիոնափոխանակիչ) մատրիցայի մոդել, որտեղ + – ֆիքսված իոններ.
– կոիոններ, – հակաիոններ
Սինթետիկ անիոնափոխանակիչները պարունակում են դրական լիցքավորված իոնոգեն խմբեր մակրոմոլեկուլներում: Թույլ հիմնային անիոնափոխանակիչները պարունակում են առաջնային, երկրորդային և երրորդային ամինո խմբեր, խիստ հիմնական անիոնափոխանակիչները պարունակում են չորրորդական օնիումային աղերի և հիմքերի խմբեր (ամոնիում, պիրիդինիում, սուլֆոնիում, ֆոսֆոնիում): Ուժեղ հիմնային անիոնափոխանակիչները շարժական անիոնները փոխանակում են թթվային, չեզոք և ալկալային միջավայրերում, թույլ հիմնայինները՝ միայն թթվային միջավայրում:
Ամֆոտերային իոնափոխանակիչներպարունակում են ինչպես կատիոնային, այնպես էլ անիոնային իոնային խմբեր: Այս իոնափոխանակիչները կարող են միաժամանակ կլանել ինչպես կատիոնները, այնպես էլ անիոնները:
Իոնափոխանակիչի քանակական բնութագիրն է ամբողջական փոխանակման հզորություն(POE): POE-ի որոշումը կարող է իրականացվել ստատիկ կամ դինամիկ մեթոդով, որը հիմնված է «իոնափոխանակիչ-լուծույթ» համակարգում տեղի ունեցող ռեակցիաների վրա.
RSO 3 - H + + NaOH → RSO 3 - Na + + H 2 O
RNH 3 + OH - + HCl → RNH 3 + Cl - + H 2 O
Հզորությունը որոշվում է իոնափոխանակիչում իոնոգեն խմբերի քանակով և, հետևաբար, տեսականորեն պետք է լինի հաստատուն արժեք: Այնուամենայնիվ, գործնականում դա կախված է մի շարք պայմաններից. Կան ստատիկ փոխանակման հզորություն (SOE) և դինամիկ փոխանակման հզորություն (DOE): Ստատիկ փոխանակման հզորություն - ընդհանուր հզորություն, որը բնութագրում է իոնոգեն խմբերի ընդհանուր թիվը (միլիէկվիվալենտներով) օդի չոր իոնափոխանակիչի միավորի զանգվածի կամ ուռած իոնափոխանակիչի մեկ միավորի ծավալի վրա: Բնական իոնափոխանակիչներն ունեն փոքր ստատիկ փոխանակման հզորություն, որը չի գերազանցում 0,2-0,3 մկ/գ-ը: Սինթետիկ իոնափոխանակման խեժերի դեպքում այն գտնվում է 3-5 մկ/գ-ի սահմաններում, երբեմն հասնում է 10,0 մկ/գ-ի։
Դինամիկ կամ աշխատանքային փոխանակման հզորությունը վերաբերում է միայն իոն-լյարդային խմբերի այն հատվածին, որոնք մասնակցում են տեխնոլոգիական պայմաններում տեղի ունեցող իոնափոխանակմանը, օրինակ՝ իոնափոխանակման սյունակում՝ իոնափոխանակիչի և լուծույթի որոշակի հարաբերական արագությամբ: Դինամիկ հզորությունը կախված է շարժման արագությունից, սյունակի չափից և այլ գործոններից և միշտ պակաս է ստատիկ փոխանակման հզորությունից:
Իոնափոխանակիչների ստատիկ փոխանակման հզորությունը որոշելու համար. տարբեր մեթոդներ. Այս բոլոր մեթոդները հանգում են նրան, որ իոնափոխանակիչը ինչ-որ իոնով հագեցնելը, այնուհետև այն մեկ այլ իոնով տեղահանելը և առաջինը լուծույթով վերլուծելը: Օրինակ՝ հարմար է կատիոնափոխանակիչն ամբողջությամբ վերածել H+- ձևի (հակիոնները ջրածնի իոններ են), այնուհետև լվանալ նատրիումի քլորիդի լուծույթով և ստացված թթվային լուծույթը տիտրել ալկալային լուծույթով։ Տարողությունը հավասար է լուծույթում փոխանցված թթվի քանակի հարաբերակցությանը իոնափոխանակիչի նմուշին:
Ստատիկ մեթոդով տիտրում են թթուն կամ ալկալին, որոնք լուծույթում հայտնվում են իոնափոխանակման կլանման արդյունքում։
Դինամիկ մեթոդով POE-ն որոշվում է քրոմատոգրաֆիկ սյունակների միջոցով: Էլեկտրոլիտի լուծույթն անցնում է իոնափոխանակման խեժով լցված սյունակի միջով և գրանցվում է ելքային լուծույթում (էլյուտ) ներծծվող իոնի կոնցենտրացիայի կախվածությունը անցած լուծույթի ծավալից (ելքային կորը): POE-ն հաշվարկվում է բանաձևով
 ,
| (337) |
որտեղ Վընդհանուր - խեժից տեղահանված թթու պարունակող լուծույթի ընդհանուր ծավալը. հետայս լուծույթում թթվի կոնցենտրացիան է. մսյունակի իոնափոխանակման խեժի զանգվածն է։
Իոնների փոխանակման հավասարակշռության հաստատունը կարող է որոշվել ստատիկ պայմաններում իոնների հավասարակշռության բաշխման տվյալներից (իոնների փոխանակման ժամանակ հավասարակշռության վիճակը նկարագրվում է զանգվածի գործողության օրենքով), ինչպես նաև շարժման արագությունից դինամիկ մեթոդով։ նյութի գոտի խեժի շերտի վրա (էլյուենտի քրոմատոգրաֆիա):
Իոնափոխանակման ռեակցիայի համար
հավասարակշռության հաստատունն է
 ,
| (338) |
որտեղ իոնների կոնցենտրացիան իոնափոխանակիչում. , լուծույթում իոնների կոնցենտրացիան է։
Օգտագործելով իոնափոխանակիչներ՝ դուք կարող եք փափկացնել ջուրը կամ աղազերծել աղի ջուրը և այն պիտանի դարձնել դեղագործական նպատակներով: Դեղագործության մեջ իոնափոխանակման կլանման մեկ այլ կիրառություն այն վերլուծական նպատակներով օգտագործելն է որպես խառնուրդներից այս կամ այն վերլուծված բաղադրիչ հանելու մեթոդ:
Խնդիրների լուծման օրինակներ
1. 3 գ կշռող ակտիվացված ածխածինը տեղադրվել է 0,440 մոլ/լ որոշակի նյութի կոնցենտրացիայով 60 մլ լուծույթի մեջ, ադսորբենտի հետ լուծույթը թափահարել են մինչև կլանման հավասարակշռություն հաստատվել, ինչի արդյունքում նյութի կոնցենտրացիան նվազել է։ մինչև 0,350 մոլ/լ: Հաշվեք կլանման քանակությունը և կլանման աստիճանը:
Որոշում:
Adsorption-ը հաշվարկվում է բանաձևով (325).
Բանաձևով (326) որոշում ենք կլանման աստիճանը
2. Օգտագործելով տրված տվյալները ածխի մակերևույթի վրա դիֆենհիդրամինի կլանման համար, գրաֆիկորեն հաշվարկեք Լանգմյուիրի հավասարման հաստատունները.
Հաշվե՛ք դիֆենհիդրամինի ադսորբցիան 3,8 մոլ/լ կոնցենտրացիայով։
Որոշում:
Լանգմյուիրի հավասարման հաստատունները գրաֆիկորեն որոշելու համար մենք օգտագործում ենք այս հավասարման գծային ձևը (327).
Հաշվարկել արժեքները 1/ աև 1/ հետ:
Կառուցում ենք գրաֆիկ 1/ կոորդինատներով ա – 1/հետ(նկ. 83):
Բրինձ. 83. Լանգմյուիրի հավասարման հաստատունների գրաֆիկական սահմանումը
Այն դեպքում, երբ կետը X= 0-ը նկարից դուրս է, օգտագործեք երկրորդ ճանապարհը y=ax+b. Նախ ընտրեք ուղիղ գծի վրա ընկած ցանկացած երկու կետ (նկ. 83) և որոշեք դրանց կոորդինատները.
()1 (0.15; 1.11); ()2 (0.30; 1.25):
b= y 1 – կացին 1 = 0,11 - 0,93 0,15 = 0,029:
Մենք դա հասկանում ենք բ = 1/ա¥ \u003d 0,029 մկմոլ / մ 2, հետևաբար ա¥ \u003d 34,48 մկմոլ / մ 2:
Ադսորբցիոն հավասարակշռության հաստատուն Կսահմանվում է հետևյալ կերպ.
Եկեք հաշվարկենք դիֆենհիդրամինի կլանումը 3,8 մոլ/լ կոնցենտրացիայով՝ օգտագործելով Լանգմյուիրի հավասարումը (327).
3. Պինդ կլանիչի վրա բենզոաթթվի կլանումն ուսումնասիրելիս ստացվել են հետևյալ տվյալները.
Որոշում:
Ֆրեյնդլիխի հավասարման հաստատունները հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել հավասարման գծային ձևը (332), կոորդինատներում lg( x/t) – lg հետիզոթերմը ուղիղ գծի տեսք ունի:
Եկեք գտնենք lg արժեքները գեւ lg x/մմտնելով գծային Ֆրեյնդլիխի հավասարման մեջ։
| lg գ | –2,22 | –1,6 | –1,275 | –0,928 |
| lg x/մ | –0,356 | –0,11 | 0,017 | 0,158 |
Մենք կառուցում ենք գրաֆիկ կոորդինատներով lg( x/t) – lg հետ(նկ. 84) .
Բրինձ. 84. Ֆրեյնդլիխի հավասարման հաստատունների գրաֆիկական սահմանումը
Քանի որ կետը X= 0-ը գտնվում է նկարից դուրս (84), մենք օգտագործում ենք երկրորդ ճանապարհըուղիղի գործակիցների որոշում y=ax+b(Տե՛ս «Ներածական բլոկ. Փորձարարական տվյալների մաթեմատիկական մշակման հիմունքներ»): Նախ ընտրեք գծի վրա ընկած ցանկացած երկու կետ (օրինակ՝ 1-ին և 2-րդ կետերը) և որոշեք դրանց կոորդինատները.
( )1 (–2.0; –0.28); ()2 (–1.0; 0.14):
Հետո հաշվում ենք լանջինըստ բանաձևի.
b= y 1 - կացին 1 = -0,28 - 0,42 (-2,0) = 0,56:
Ֆրեյնդլիխի հավասարման հաստատուններն են.
lg K=b= 0,56;Կ= 10 0,56 = 3,63;
1/n = a = 0,42.
Եկեք հաշվարկենք բենզոաթթվի կլանումը 0,028 մոլ/լ կոնցենտրացիայով՝ օգտագործելով Ֆրեյնդլիխի հավասարումը (330).
4. Օգտագործելով BET հավասարումը, հաշվարկեք ադսորբենտի հատուկ մակերեսը ազոտի գազի կլանման տվյալներից.
Խիտ միաշերտում ազոտի մոլեկուլի զբաղեցրած տարածքը 0,08 նմ 2 է, ազոտի խտությունը՝ 1,25 կգ/մ 3։
Որոշում:
Բազմոլեկուլային BET կլանման իզոթերմային հավասարումը գծային ձևով ունի ձև (333)
Գրաֆիկ կառուցելու համար մենք սահմանում ենք արժեքները.
Կառուցում ենք գրաֆիկ կոորդինատներով – p/p s(նկ. 85):
Մենք օգտագործում ենք առաջին ճանապարհը(Տե՛ս «Ներածական բլոկ. Փորձարարական տվյալների մաթեմատիկական մշակման հիմունքներ») ուղիղ գծի գործակիցները որոշելու համար. y=ax+b.Ըստ գրաֆիկի՝ որոշում ենք գործակցի արժեքը բ, որպես ուղիղ գծի վրա ընկած կետի օրդինատ, որի աբցիսսը 0 է ( X= 0): բ= 5. Ընտրեք գծի մի կետ և որոշեք դրա կոորդինատները.
()1 (0.2; 309):
Այնուհետև մենք հաշվարկում ենք անկյունային գործակիցը.
Բրինձ. 85. BET պոլիմոլեկուլային կլանման իզոթերմային հավասարման հաստատունների գրաֆիկական սահմանումը.
BET պոլիմոլեկուլային ադսորբցիոն իզոթերմի հավասարման հաստատուններն են.
; .
Լուծելով հավասարումների համակարգը՝ ստանում ենք ա∞ \u003d 6.6 10 -8 մ 3 / կգ:
Ադսորբցիայի սահմանային արժեքը հաշվարկելու համար մենք նշանակում ենք ա∞ մինչև 1 մոլ.
.
Adsorbent-ի հատուկ մակերեսի արժեքը հայտնաբերվում է բանաձևով (329).
5. Պոլիստիրոլ սուլֆոնիկ կատիոնափոխանակիչը H + ձևով, որը կշռում է 1 գ, ներմուծվել է նախնական կոնցենտրացիայով KCl լուծույթ: հետ 0 \u003d 100 համարժեք / մ 3 ծավալ Վ= 50 մլ և խառնուրդը պահել մինչև հավասարակշռությունը: Հաշվեք կալիումի հավասարակշռության կոնցենտրացիան իոնափոխանակիչում, եթե իոնափոխանակման հավասարակշռության հաստատունը = 2,5, իսկ կատիոնափոխանակիչի POE ընդհանուր փոխանակման հզորությունը = 5 մոլ-էկ/կգ:
Որոշում:
Իոնափոխանակման հաստատունը որոշելու համար օգտագործում ենք (338) հավասարումը։ Խեժում H + իոնները փոխանակվում են համարժեք թվով իոններով Կ
Սուլֆոնիկ կատիոնափոխանակիչի զանգվածը H + - ձևով որոշվում է բանաձևով (337).
Անիոնափոխանակման խեժի ընդհանուր քանակը OH - ձևով հետևյալն է.
Անիոնափոխանակիչի զանգվածը OH - ձևով որոշվում է նաև բանաձևով (337).
Էջ 3
Իոնափոխանակման բարձր փոխարժեքը հնարավորություն է տալիս օգտագործել շատ փոքր բարձրության (5–25 մմ) ֆիլտրերի շերտերը և հասնել իոնափոխանակիչների ընդհանուր փոխանակման հզորության 50–90%–ի օգտագործման սովորական զանգվածում օգտագործվող 20–50%–ի փոխարեն։ զտիչներ իոնափոխանակիչների սովորական կոտորակային կազմով մեծ բարձրության ֆիլտրային շերտերում (900 մմ-ից բարձր) պայմանով, որ ստացվի համարժեք որակի ֆիլտրատ:
Պոտենցիոմետրիկ մեթոդով ստացված տիտրման կորերը հնարավորություն են տալիս տալ հիմնականը քիմիական բնութագրումիոնափոխանակիչ. ակտիվ խմբերի առկայությունը և դրանց տարանջատման աստիճանը՝ կախված միջավայրի pH-ից, իոնափոխանակիչի ընդհանուր փոխանակման հզորությունից՝ որոշված բոլոր ակտիվ խմբերի գումարով, որոնք կազմում են իոնափոխանակիչը և մտնում ռեակցիայի մեջ։ , առանձին ակտիվ խմբերի փոխանակման հզորությունը, իոնափոխանակիչների փոխանակման հզորությունը միջավայրի հաստատուն pH-ով, ինչպես նաև թույլ է տալիս որոշել, թե որ տեսակին է պատկանում ուսումնասիրված իոնափոխանակիչը՝ թթվային կամ հիմնային: Տիտրման կորերը ստացվում են աղի մշտական կոնցենտրացիայի դեպքում, քանի որ իոնափոխանակիչի փոխանակման հզորությունը կախված է միջավայրի pH-ից և լուծույթում փոխանակվող իոնի կոնցենտրացիայից:
Իոնափոխանակության փոփոխությունը նվազեցման կամ տեղումների ռեակցիաներով՝ իոնափոխանակիչների վրա ներծծված նյութերը չտարանջատված և չլուծվող ձևի վերածելու նպատակով, թույլ է տալիս ընդհանուր առմամբ խտացնել այնպիսի քանակություն, որը կլանված նյութը 10–15 անգամ ավելի է, քան ընդհանուրը։ իոնափոխանակիչի փոխանակման հզորությունը. Սա հատկապես կարևոր է իոնափոխանակիչների վրա կենտրոնանալիս: ազնիվ մետաղներ, որոնց իոնները հեշտությամբ վերածվում են մետաղի և այս տեսքով նստում իոնափոխանակիչների վրա։
Փոխանակման հզորությունը լուծույթից իոններ կլանելու իոնափոխանակիչի կարողության չափումն է: Իոնափոխանակիչի (POE) ընդհանուր փոխանակման հզորությունը որոշվում է իոնների միլիգրամ համարժեքների առավելագույն քանակով, որոնք կարող են կլանվել 1 գ օդով չոր իոնափոխանակիչով: Այսպիսով, օրինակ, KU-2 կատիոնափոխանակիչում POE արժեքը մոտ է:
Կախված որոշման պայմաններից՝ տարբերում են իոնափոխանակիչի լրիվ (POE), ստատիկ (COE) և դինամիկ (աշխատանքային) փոխանակման հզորությունները (DOE, ROE)։ Իոնափոխանակիչի ընդհանուր փոխանակման հզորությունը բնութագրվում է իոնափոխանակիչի ակտիվ խմբերի ընդհանուր քանակով մեկ միավորի ծավալի խեժով:
Մաքրման լուծույթների համար իոնափոխանակման դինամիկ մեթոդի կիրառման արդյունավետությունն ապահովվում է հիմնականում բարձր հզորության իոնափոխանակիչների կիրառմամբ։ Քանի որ դինամիկ պայմաններում իոնափոխանակիչների ամբողջական փոխանակման հզորությունը, ինչպես հայտնի է, իրականացվում է թերի, գործընթացի համար օպտիմալ պայմաններ ընտրելիս խնդիր է դրված նվազեցնել սյունակի ընդհանուր փոխանակման հզորության և սյունակի հզորության տարբերությունը: նախքան իոնների թափանցումը ֆիլտրատում: Մյուս կողմից, գրեթե հավասարապես կարևոր է իոնափոխանակիչ ընտրելը, քանի որ տվյալ կինետիկ պայմաններում ֆիլտրատում առաջինը հայտնված իոնի առջևի թեքությունը որոշվում է, ի թիվս այլ բաների, այս իոնի բնույթով: Լուծույթների մաքրման նպատակով, հետևաբար, պետք է ընտրել իոնափոխանակիչներ, որոնք բնութագրվում են ոչ միայն փոխանակման բարձր հզորությամբ, այլև ամենաքիչ ներծծվող իոնի փոխանակման հաստատունի մեծ արժեքով: Իոնափոխանակիչի ընտրության որակական կազմը նշանակություն չունի, քանի որ խառնուրդի փոխանակման դինամիկայի առանձնահատկություններից մեկն այն է, որ ավելի քիչ ներծծված իոնի առջևի թեքությունը կախված չէ խառնուրդի այլ բաղադրիչների հատկություններից: Այս դրույթները որոշում են մեծ քանակությամբ խաչաձև կապերով իոնափոխանակիչների լուծույթների աղազրկման նպատակով օգտագործման նպատակահարմարությունը և անցանկալի են դարձնում թույլ թթվային իոնափոխանակիչների օգտագործումը ջրածնի տեսքով:
Իոնափոխանակիչի հզորությունը արտահայտվում է միլիեկվիվալենտներով (մեկ. Իոնափոխանակիչի ընդհանուր փոխանակման հզորությունը որոշելիս որոշվում է դրանում բոլոր փոխանակվող խմբերի պարունակությունը: Դրա համար օգտագործվում են փոքր սյուներ, օրինակ՝ ցենտրիֆուգային սյուներ. տիպը ցույց է տրված Նկար 5.7-ում կամ ձագարներ թղթե զտիչներով:
Հացահատիկի մեջ էլեկտրաչեզոքության Դոնանի սկզբունքի համաձայն՝ փոխանակելի հակաիոնների առավելագույն քանակությունը որոշվում է մատրիցա ներմուծված իոնոգեն խմբերի քանակով: Հետևաբար, իոնափոխանակիչի ընդհանուր փոխանակման հզորությունը տեսականորեն կարելի է հաշվարկել մեկ իոնոգեն խումբ պարունակող պոլիմերի տարրական միավորի համարժեք քաշի հիման վրա: Օրինակ, ստիրոլի և դիվինիլբենզոլի վրա հիմնված սուլֆոնացված խեժի համար տարրական միավորը համապատասխանում է C8H85O3 բանաձևին, հետևաբար, դրա տեսական քաշային հզորությունը կկազմի 1000 / 184 2 5 43 mEq 1 գ չոր խեժի համար H - ձևով:
Եթե ֆիլտրումը շարունակվում է մինչև աղբյուրի ջրի և ֆիլտրատի մեջ ներծծված իոնի կոնցենտրացիաների ամբողջական հավասարեցման պահը, ապա օգտագործվում է այս իոնի համար իոնափոխանակիչի գրեթե ամբողջ կլանման հնարավորությունը։ Այս ռեժիմը համապատասխանում է OEP իոնափոխանակիչի ամբողջական փոխանակման հզորության օգտագործմանը:
Եթե շարունակենք լուծույթն անցկացնել իոնափոխանակիչ շերտով, ապա կգա մի պահ, երբ լուծույթների՝ սկզբնականի և ֆիլտրից հոսող կոնցենտրացիաները հավասարվեն։ Սա հնարավորություն է տալիս հաշվարկել իոնիտի ընդհանուր փոխանակման հզորությունը:
Եթե շարունակենք լուծույթն անցկացնել իոնափոխանակիչ շերտով, ապա կգա մի պահ, երբ լուծույթների՝ սկզբնականի և ֆիլտրից հոսող կոնցենտրացիաները հավասար կլինեն։ Սա հնարավորություն է տալիս հաշվարկել իոնիտի ընդհանուր փոխանակման հզորությունը:
Խոստումնալից ուղղություն է կատիոնափոխանակիչների և անիոնափոխանակիչների խառը շերտի օգտագործումը նախնական լվացման ֆիլտրերի վրա՝ այսպես կոչված, paudex պրոցեսը: Նման ֆիլտրերը շատ ավելի մեծ օգտագործում են իոնափոխանակիչների ընդհանուր փոխանակման հզորությունը:
Կանխավ շնորհակալ եմ արձագանքի համար։
C100E-ն գել տիպի ուժեղ թթվային կատիոն փոխանակման խեժ է՝ փոխանակման բարձր հզորությամբ, քիմիական և ֆիզիկական կայունությամբ և գերազանց կատարողականությամբ: C100E-ն արդյունավետորեն պահպանում է կասեցված մասնիկները, ինչպես նաև թթվային (H +) ձևով հեռացնում է երկաթի և մանգանի իոնները:
Բարձր փոխանակման հզորությունը հնարավորություն է տալիս ստանալ 0,05 մկ/լ կարգի ընդհանուր կարծրությամբ ջուր, իսկ իոնափոխանակման գերազանց կինետիկան հնարավորություն է տալիս հասնել բարձր հոսքի: C100E-ի օգտագործման ժամանակ նորմալ աշխատանքային պայմաններում ջրի կարծրություն առաջացնող իոնների սայթաքումը, որպես կանոն, չի գերազանցում աղբյուրի ջրի ընդհանուր կարծրության 1%-ը։ Այս դեպքում խեժի փոխանակման հզորությունը գործնականում չի փոխվում, պայմանով, որ միավալենտ իոնների համամասնությունը չի գերազանցում 25% -ը:
C100E-ն անլուծելի է թթվային և ալկալային լուծույթներում և բոլոր սովորական օրգանական լուծիչների մեջ: Ջրի մեջ մնացորդային օքսիդացնող նյութերի (օրինակ՝ ազատ քլորի կամ հիպոքլորիտի իոնների) առկայությունը կարող է նվազեցնել կատիոնափոխանակող խեժի մասնիկների մեխանիկական ուժը: C100E-ն ջերմային կայուն է մինչև 150°C ջերմաստիճանի դեպքում, սակայն բարձր ջերմաստիճաններում թթվային (H+) ձևով կատիոնափոխանակման խեժի փոխանակման հզորությունը նվազում է։
Տեխնիկական պայմաններ
Ֆիզիկական հատկություններ | |
դեղնավուն գույնի թափանցիկ գնդաձև մասնիկներ |
|
Առաքման ձև | |
Զանգվածային քաշը, գ/սմ3 | |
Տեսակարար կշիռը, գ/սմ3 | |
Միատեսակության գործակից | |
Գրանուլի չափը, մմ (ցանց) | |
Փոխանակման հզորություն, g-eq/l | |
Այտուց Na + → H + , առավելագույնը, % | |
Այտուց Ca 2+ → Na +, առավելագույնը, % | |
Դիմումի պայմանները | |
6 - 10 (Na-ձև) |
|
Առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճան, °C | |
Շերտի բարձրությունը, սմ (դյույմ) | |
Գործող հոսքի արագություն, խեժի ծավալ/ժամ | |
Շերտի ընդլայնում հետլվացման ռեժիմում, % | |
NaCl լուծույթի կոնցենտրացիան, % | |
Վերականգնման համար աղի սպառում, գր. NaCl / լ խեժ |
ՀԱՄԱՌՈՏ ՆԿԱՐԱԳՐՈՒԹՅՈՒՆԸ
ազատ տարածք ներբեռնման վերևում - 50%
հատիկի չափը 0,6 մմ մինչև 90%
Զանգվածային քաշը 820գ/լ
Ջրի պարունակությունը (խոնավությունը) 42-48%
Ընդհանուր հզորությունը մինչև 2 գ eq/l
աշխատանքային ջերմաստիճանը 4 - 120 0 С
ջրի pH 0-14
Na իոնների անցում H - 8%
շերտի բարձրությունը 0,8 - 2 մ
սպասարկման արագությունը 5 - 40 մ/ժ
ծառայության հատուկ արագություն 20 ունցիա/ժամ
հետլվացման արագությունը 20 C-ում 10-ից 12 մ/ժ
ջրի ծավալը հետլվացման համար նոր բեռով 20 ունցիա
հետլվացման ջրի ծավալը 4 ունց
ջրի ծավալը աղի դանդաղ լվացման համար 4oz
աղի սպառումը վերածնման ժամանակ 1 լիտր բեռի համար՝ 150գ
մնացորդային կարծրություն - 0,5 մգ համարժեք/լ
Հատուկ ճնշման կորուստ կՊա մ 2 բեռնման բարձրության վրա - 1
ճնշման կորուստ 11 մբար 4°C-ում բեռնման 1 մ բարձրության վրա
վերածնման արագությունը՝ 5մ/ժ
արագությունը աղը ջրով լվանալիս՝ 5մ/ժ
ԿԻՐԱՌՄԱՆ ՊԱՅՄԱՆՆԵՐԸ
ջրի մեջ օքսիդացված երկաթի (Fe 3+) բացակայություն
ջրի մեջ լուծված թթվածնի բացակայություն
բացակայությունը օրգանական նյութերջրի մեջ
ջրի մեջ օքսիդացնող նյութերի բացակայությունը
նատրիումի փափկեցումից հետո ընդհանուր ալկալայնությունը և չոր մնացորդը կավելանան:
ուժեղ օքսիդացնող նյութերը, ինչպիսիք են ազոտաթթուն, կարող են բուռն ռեակցիաներ առաջացնել
Կախված պինդ նյութեր աղբյուրի ջրի մեջ մինչև 8 մգ/լ
աղբյուրի ջրի գույնը մինչև 30 0 С
Աղբյուրի ջրի պղտորությունը մինչև 6 մգ/լ
Աղբյուրի ջրի ընդհանուր կարծրությունը մինչև 15 մգ համարժեք/լ
Ստորև ներկայացված են կատիոնափոխանակիչի փոխանակման հզորության և այլ պարամետրերի հաշվարկման մեթոդները:
E f g÷eq / m3 կատիոնիտի աշխատանքային փոխանակման հզորությունը կարող է արտահայտվել հետևյալ բանաձևով.
E f \u003d Q x W; Ep = ep x Vk.
Ֆիլտրի մեջ ուռած վիճակում բեռնված կատիոնիտի ծավալը արտահայտվում է բանաձևով.
Կատիոնափոխանակիչի ep աշխատանքային փոխանակման հզորությունը որոշելու բանաձևը, g÷eq / m 3:
ep \u003d Q x W / S x h;
որտեղ W-ը աղբյուրի ջրի կարծրությունն է, g÷eq/m3; Q - փափկված ջրի քանակը, մ 2; S-ը կատիոնիտի ֆիլտրի տարածքն է, մ 2; h-ը կատիոնիտային շերտի բարձրությունն է, մ.
Կատիոնափոխանակիչում ջրի շարժման արագությունը նշելով որպես v k, փափկված ջրի Q քանակը կարելի է գտնել հետևյալ բանաձևով.
Q \u003d v k x S x Tk \u003d ep x S x h / W;
որից հնարավոր է հաշվարկել կատիոնիտի ֆիլտրի աշխատանքի տևողությունը Tk.
Tk = ep x h / v k x W.
Հնարավոր է նաև հաշվարկել կատիոնափոխանակիչի փոխանակման հզորությունը՝ օգտագործելով հարաբերական գրաֆիկներ:
Մոտավոր գործնական տվյալների հիման վրա ձեր ֆիլտրը կկարողանա մաքրել ոչ ավելի, քան 1500 լիտր: ջուր. Ավելի ճշգրիտ հաշվարկների համար դուք պետք է իմանաք ձեր ֆիլտրում խեժի քանակությունը (ծավալը) և ձեր խեժի աշխատանքային փոխանակման հզորությունը (կատիոնափոխանակման խեժերի համար աշխատանքային հզորությունը տատանվում է 600-ից մինչև 1500 մկ/լ): Իմանալով այս տվյալները՝ դուք հեշտությամբ կարող եք հաշվարկել փափկված ջրի ճշգրիտ քանակը՝ ըստ ձեր բանաձևերի:
Նախորդ հոդվածը. Ինչպե՞ս ասել ժամանակն անգլերենով: Հաջորդ հոդվածը. Հոդվածներ անգլերեն լեզվով (հոդվածներ) - դրանց օգտագործման հիմնական կանոնները