Регенерация ионита.

Процесс восстановления емкости ионита является очень важным этапом ионообменного очистки воды. Учитывая высокую стоимость ионообменных материалов, можно сказать, что применение ионита может быть экономически целесообразным лишь при эффективной регенерации ионита.

Процесс регенерации ионита сводится к переведению ионита в исходную форму после исчерпания его емкости в процессе ионообмена. Для катионов, которые используются в кислой форме процесс ионного обмена можно описать уравнением:

ПSO 3-_Н⁺ + NaCl ↔П SO₃^-Na⁺ + NaCl

Процесс регенерации осуществляют при обработке ионита 5 ÷ 7%- ими растворами кислоты при излишке кислоты 2 ÷ 3 г-экв на один г-экв емкости ионита. Т.е.:

ПSO₃^-Na⁺ + nNaCl ↔ ПSO 3-_Н⁺ + NaCl +(n-1) HCl

Где n = 2÷3

Для переведения катионита в исходную Na⁺ - форму его обрабатывают
≈ 10% - им раствором хлорида натрия.

(ПSO₃)₂Ca²⁺ + mNaCl ↔ 2ПSO₃^-Na⁺ + CaCl₂ +(m-2) NaCl

Для переведения анионита в исходную ОН^¯ – форму ионит обрабатывают 4%-им раствором щелочи.

П- N⁺(CH₃) ₃Cl^- + xNaOH ↔ ПN(CH₃) ₃OH^- + NaCl +(x-1) NaOH

Для переведения ионита в Cl^-, форму его обрабатывают растворами хлорида натрия.

П- N⁺(CH₃) ₃Cr₂ O₇^2-Na⁺ + yNaCl ↔ ПN(CH₃) ₃Cl^- + Na₂Cr₂ O₇^-+(y-1) NaCl

Таким образом из уравнений видно, что регенерационные растворы содержат кроме сорбированных ионов остатки реагентов, которые использовались для регенерации ионита.

Переработка таких отработанных регенерационных растворов, которые всегда являются сложными смесями является отдельной интересной темой. На в самом деле, без решения проблемы утилизации регенерационных растворов применение ионного обмена не возможно.

Процесс регенерации ионита описывается исходной кривой десорбции ионов. Кривая строится как зависимость концентрации ионов, которые десорбируюся из объема пропущенного регенерационного раствора, или относительной затраты регенерационного раствора, который определяется как отношение объема регенерационного раствора к объему ионита.

qn= Vp.p./Vи

где Vр.р. - объем пропущенного регенерационного раствора;

V _и - объем ионита.

Рис. 2. Исходная кривая десорбции ионов при регенерации ионита.

Как видно из исходной кривой десорбции, основная масса сорбированных ионов вымывается при qп = 3 ÷ 4. Это происходит при удачно выбранной концентрации регенерационного раствора. Об эффективности десорбции можно судить по зависимости степени десорбции (Z, %) от удельной затраты регенерационного раствора (qп).

Рис.3. Зависимость степени десорбции ионов от удельной затраты регенерационного раствора.

Как видно из рис.3., при удачно выбранной концентрации регенерационного раствора основная масса ионов десорбируется при qп = 3 ÷ 4 (Z > 90 %)

Степень десорбции рассчитывают исходя из массы сорбированных ионов (m g,c,и). При пропускании определенного объема регенерационного раствора и массы сорбированных ионов (m c.и.)

Массу десорбированных ионов рассчитывают исходя из объема отобранного регенерационного раствора (Vр) и концентрации ионов в нем (C и)

m д. c. и = Vр* C и

При этом масса десорбированных ионов рассчитывается для каждой отобранной пробы. Для нескольких проб (п), масса десорбированных ионов при пропуске n проб раствора рассчитывается как сумма:

Исходя из этого можно определить степень регенерации в зависимости от пропущенного объема регенерационного раствора:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: