Разделы презентаций


6 7 Ионный обмен.ppt презентация, доклад

Содержание

Гетерогенный ионный обмен (ионообменная сорбция)Процесс обмена ионами между раствором и поверхностью твердой фазы.Реагент, применяемый при этом (твердая фаза), называют ионитом.Методом ионного обмена извлекают и утилизируют ценные примеси (соединения мышьяка, фосфора, а

Слайды и текст этой презентации

Слайд 16.7. Ионный обмен

6.7. Ионный обмен

Слайд 2Гетерогенный ионный обмен (ионообменная сорбция)
Процесс обмена ионами между раствором и

поверхностью твердой фазы.
Реагент, применяемый при этом (твердая фаза), называют ионитом.
Методом

ионного обмена извлекают и утилизируют ценные примеси (соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, свинец, медь, ртуть, и другие металлы), ПАВ и радиоактивные вещества. Этот метод позволяет очищать природные и сточные воды до ПДК.
Гетерогенный ионный обмен (ионообменная сорбция)Процесс обмена ионами между раствором и поверхностью твердой фазы.Реагент, применяемый при этом (твердая

Слайд 3Классификации ионитов
По знаку заряда обменивающихся ионов:
катиониты;
аниониты.
По происхождению:
природные;
искусственные (синтетические).
Практическое значение

имеют неорганические природные и искусственные алюмосиликаты, гидроокиси и соли многовалентных

металлов. Также применяют иониты, полученные химической обработкой угля, целлюлозы и лигнина. Ведущая роль принадлежит синтетическим органическим ионитам - ионообменным смолам.
Классификации ионитовПо знаку заряда обменивающихся ионов:катиониты;аниониты. По происхождению:природные;искусственные (синтетические).Практическое значение имеют неорганические природные и искусственные алюмосиликаты, гидроокиси

Слайд 4Классификации ионитов
По активности различают следующие виды ионитов:
сильнокислотные катиониты, содержащие сульфогруппы (SO3H);
сильноосновные

аниониты, содержащие четвертичные аммониевые основания (NH4OH);
слабокислотные катиониты, содержащие карбоксильные (СООН) и

фенольные (СбН5ОН) группы, диссоциирующие при рН > 7;
слабоосновные аниониты содержащие первичные (NH2) и вторичные (NH) аминогруппы, диссоциирующие при рН < 7;
иониты смешанного типа, проявляющие свойства смеси сильных и слабых кислот или оснований.
Классификации ионитовПо активности различают следующие виды ионитов:сильнокислотные катиониты, содержащие сульфогруппы (SO3H);сильноосновные аниониты, содержащие четвертичные аммониевые основания (NH4OH);слабокислотные

Слайд 5Обменная емкость
полная емкость ионита - количество находящихся в сточной воде грамм-эквивалентов

ионов, которое может поглотить 1 м3 ионита до полного насыщения;
рабочая

емкость ионита - количество находящихся в сточной воде грамм-эквивалентов ионов, которое может поглотить 1 м3 ионита до начала проскока в фильтрат поглощаемых ионов.
Обменная емкостьполная емкость ионита - количество находящихся в сточной воде грамм-эквивалентов ионов, которое может поглотить 1 м3

Слайд 6Реакция ионного обмена с участием катионитов
Н-катионирование

Na-катионирование

Ме+ - катион, находящийся в

сточной воде; [К] - сложный комплекс катионита.
Условия осуществления ионного

обмена зависят от активности катионита. Сильнокислотные катиониты позволяют извлекать ионы при любых значениях рН, а слабокислотные - при рН > 7.



Реакция ионного обмена с участием катионитовН-катионированиеNa-катионированиеМе+ - катион, находящийся в сточной воде; [К] - сложный комплекс катионита.

Слайд 7Регенерация катионитов
Осуществляется промывкой регенерирующими растворами. Для восстановления Н-катионитов применяют растворы

кислот, а для восстановления Nа-катионитов - растворы хлористого натрия. Регенерация

происходит в соответствии со следующими схемами:



Регенерация катионитовОсуществляется промывкой регенерирующими растворами. Для восстановления Н-катионитов применяют растворы кислот, а для восстановления Nа-катионитов - растворы

Слайд 8В природной и сточной воде, как правило, содержится несколько катионов.

Поэтому большое значение для очистки этих вод имеет селективность поглощения

ионов. Для каждого вида катионита существует ряд катионов по энергии вытеснения. Например, для катионита КУ-2 этот ряд представляет следующее:


В природной и сточной воде, как правило, содержится несколько катионов. Поэтому большое значение для очистки этих вод

Слайд 9Реакция ионного обмена с участием анионитов
Слабоосновные аниониты поглощают анионы сильных

кислот, на пример

[А] - сложный органический комплекс анионита
Для большинства

анионитов ряд поглощающей способности выглядит следующим образом:



Реакция ионного обмена с участием анионитовСлабоосновные аниониты поглощают анионы сильных кислот, на пример[А] - сложный органический комплекс

Слайд 10Регенерация анионитов
Регенерация слабоосновных анионитов осуществляется фильтрованием через слой анионита 4

÷ 6%-ных водных растворов NaOH, Na2CО3 или NH4OH. К примеру,

при использовании раствора гидроксида натрия восстановление ионита будет происходить по схеме


Регенерация анионитовРегенерация слабоосновных анионитов осуществляется фильтрованием через слой анионита 4 ÷ 6%-ных водных растворов NaOH, Na2CО3 или

Слайд 11Процесс ионного обмена осуществляется в аппаратах периодического и непрерывного действия.
К

аппаратам периодического действия относятся фильтры. Они представляют собой закрытый цилиндрический

резервуар с расположенным у днища щелевым дренажным устройством, предназначенным для равномерного отведения воды по всему сечению фильтра. Высота слоя ионита в этих сооружениях составляет 1,5 ÷ 3,0 м.
Ионообменные фильтры могут работать:
- по параллельноточной схеме, т.е. вода и регенерирующий раствор подаются сверху;
- по противоточной схеме, т.е. вода подается снизу, а регенерирующий раствор - сверху.
Процесс ионного обмена осуществляется в аппаратах периодического и непрерывного действия.К аппаратам периодического действия относятся фильтры. Они представляют

Слайд 12На продолжительность фильтроцикла существенное влияние оказывает содержание в воде взвешенных

веществ. Поэтому перед подачей обрабатываемой воды на ионообменную установку следует

обеспечить максимальное удаление этих веществ.
Природные и сточные воды, поступающие на ионообменные фильтры, должны удовлетворять следующим требованиям:
- содержание солей - не более 3000 мг/л;
- содержание взвешенных веществ - не более 8 мг/л;
величина ХПК - не более 8 мг/л.
Для воды, содержащей взвешенные вещества в количествах, превышающих 8 мг/л, применяют ионообменные колонны (фильтры) с псевдоожиженным слоем ионита.
При больших расходах воды применяют ионообменные аппараты непрерывного действия.
На продолжительность фильтроцикла существенное влияние оказывает содержание в воде взвешенных веществ. Поэтому перед подачей обрабатываемой воды на

Слайд 13Ионообменный аппарат непрерывного действия
1 - трубопровод подачи воды; 2

и 3 - устройства для транспортирования и отбора ионита; 4

- трубопровод подачи очищаемой воды; 5 - регулятор скорости потока воды в регенераторе; 6 - трубопровод подачи регенерирующего раствора; 7 - внутренний корпус для регенерации ионита; 8 - трубопровод выпуска послерегенерационного раствора; 9 - ионообменная колонна; 10 - воронка для приема отработанного ионита; 11 - трубопровод выпуска очищенной воды
Ионообменный аппарат непрерывного действия 1 - трубопровод подачи воды; 2 и 3 - устройства для транспортирования и

Слайд 14Основы расчета

Основы расчета

Слайд 15Расчет катионитовых фильтров

Расчет катионитовых фильтров

Слайд 16Объем катионита

Q - расход очищаемых вод, м3/ч;

- суммарная концентрация катионов в очищаемой

сточной воде, г-экв/м3;
- допустимая суммарная концентрация катионов в очищенной воде (глубина очистки), г-экв/м3; nрг - число
регенераций каждого фильтра в сутки, nрг ≤ 2; - рабочая обменная емкость катионита по наименее сорбируемому катиону, г-экв/м3.



Объем катионита Q - расход очищаемых вод, м3/ч;       -	 суммарная концентрация

Слайд 17Суммарная площадь катионитовых фильтров


v - скорость фильтрования, м/ч; Нк

- высота слоя катионита, м.
Количество фильтров и высота слоя ионита

определяются исходя из условий размещения их в помещении станции.
Потери напора в катионитовых фильтрах зависят от скорости фильтрования, высоты слоя загрузки и размера зерен ионита. Регенерация этих фильтров производится 7 ÷ 10%-ными растворами серной или соляной кислот. Последующая отмывка ионита осуществляется ионированной водой.
Суммарная площадь катионитовых фильтров v - скорость фильтрования, м/ч; Нк - высота слоя катионита, м.Количество фильтров и

Слайд 18Основные расчетные характеристики
Скорость фильтрования - 8 ÷ 20 м/ч;
Высота слоя

катионита - 2 ÷ 3 м;
Потери напора в катионитовых фильтрах

- 4 ÷ 10 м;
Скорость протока регенерационных растворов - не более 2 м/ч;
Скоростью протока ионированной воды при отмывке ионита после регенерации - 6 ÷ 8 м/ч;
Удельный расход ионированной воды - 2,5 ÷ 3,0 м3 на 1 м3 загрузки фильтра.
Основные расчетные характеристикиСкорость фильтрования - 8 ÷ 20 м/ч;Высота слоя катионита - 2 ÷ 3 м;Потери напора

Слайд 19Расчет анионитовых фильтров

Расчет анионитовых фильтров

Слайд 20Объем анионита

- суммарная

концентрация анионов в обрабатываемой воде, г-экв/м3;

- допустимая суммарная концентрация анионов в очищенной сточной воде, г-экв/м3; - рабочая обменная емкость анионита,г-экв/м3.




Площадь фильтров


t - продолжительность работы каждого фильтра между регенерациями, ч.

Объем анионита       - суммарная концентрация анионов в обрабатываемой воде, г-экв/м3;

Слайд 21Расчет ионообменных колонн с псевдоожиженным слоем ионита

Расчет ионообменных колонн с псевдоожиженным слоем ионита

Слайд 22Суммарная площадь сечения ионообменных колонн

Q - расход сточных вод,

м3/ч; vопт - оптимальная скорость фильтрования через псевдоожиженный слой ионита,

м3/(м2⋅ч).

Требуемое количество воздушно-сухого ионита


Сн - исходная концентрация ионов одного знака в очищаемой сточной воде, кг-экв/м3; Ск - концентрация ионов одного знака в очищенной сточной воде, кг-экв/м3; Ед - динамическая обменная емкость ионита, кг-экв/т.

Суммарная площадь сечения ионообменных колонн Q - расход сточных вод, м3/ч; vопт - оптимальная скорость фильтрования через

Слайд 23Общее количество ионита в колоннах

t - продолжительность рабочего цикла ионообменной

колонны между двумя регенерациями, ч.
Объем загрузки ионообменных колонн до образования

псевдоожиженного слоя ионита


ρн - насыпная плотность ионита, т/м3.

Высота набухшего слоя ионита до псевдоожижения составит


Общее количество ионита в колоннахt - продолжительность рабочего цикла ионообменной колонны между двумя регенерациями, ч.Объем загрузки ионообменных

Слайд 24Оптимальное отношение высоты псевдоожиженного слоя ионита к высоте неподвижного слоя



Высота псевдоожиженного слоя ионита

Число колонн

Dк - диаметр ионообменной

колонны, м.
Оптимальное отношение высоты псевдоожиженного слоя ионита к высоте неподвижного слоя Высота псевдоожиженного слоя ионита Число колонн Dк

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика