Hidrogenul schimb de cationi de sodiu - un tip special de schimb ionic, în care are loc filtrarea în tip paralel sau în serie, în care se observă regenerarea filtrului de hidrogen-cation, acesta poate fi normal sau „foame“.
Această tehnologie este utilizată cu succes pentru a reduce rigiditatea, a reduce alcalinitatea și a demineraliza apa. Este, de asemenea, utilizat pentru reglarea agresivității alcaline a apei utilizate în cazane. Este potrivit pentru reducerea concentrației de dioxid de carbon în abur și reducerea costului de suflare a cazanelor.
Principiul de funcționare
Cationii de hidrogen H + sunt utilizați în timpul cationizării cu hidrogen. Seria liotropic este hidrogen la elemente cum ar fi calciu, magneziu, sodiu, fier, potasiu și altele. Când procesul de filtrare a apei se realizează prin rășină schimbătoare de cationi cu ioni pozitivi de hidrogen, rășina schimbătoare de cationi absoarbe toate cationilor care sunt prezente în apă, înlocuirea acestora cu o cantitate echivalentă de ioni de hidrogen. În același timp descompunerea bicarbonatului care afectează duritatea carbonatului. În timpul acestei reacții, dioxidul de carbon este eliberat. În timpul cationizării hidrogenului, pH-ul scade substanțial, deoarece acizii se formează în filtrat.
Împreună cu înmuierea apei, este demineralizată, precum și reducerea conductivității electrice.
În conformitate cu liotropice ionii de hidrogen adiacenți încărcați pozitiv din schimbătorul de cationi este mai întâi stors ionii de sodiu pozitivi, ioni de sodiu sorbită apoi deplasat sub efectul ionilor de calciu și magneziu. Asta este, schimbătorul de ioni este sărăcirea treptată și straturi: partea superioară a unei benzi de absorbție de plus ioni de calciu și magneziu, se realizează imediat sub ionii de sodiu pozitive de absorbție. Ambele secțiuni se deplasează până la marginea inferioară a stratului de cation.
Toate lucrările filtrului pot fi împărțite în două etape principale:
1. absorbția absolută a cationilor (în cazul în care există un strat de cation înălțime suficientă), iar filtratul este atenuat, deoarece ionii pozitivi de calciu și magneziu sunt suspendate, aciditatea soluției la acest punct este diferența dintre suma tuturor cationilor și a distrus anion cu o HCO3- sarcină negativă.
2. Când zona de absorbție ajunge la marginea inferioară a stratului cationic, din filtrat se scurg din ce în ce mai mult ionii de sodiu pozitivi, concentrația devine aproximativ aceeași ca în apa originală. În acest timp, schimbul de cationi nu mai poate absorbi ionii de sodiu pozitivi, devine un obstacol numai pentru ionii de sodiu și magneziu, uneori chiar și fier și mangan, dacă sunt disponibili în cantități suficiente. Deci, în parte, această tehnologie poate fi considerată atât demanganare, cât și deferizare. Apoi, nivelul NA + pozitiv începe să crească, deoarece ionii de potasiu și magneziu cu încărcare + sunt stropiți din schimbătorul de cationi înainte de ionii întârziat de sodiu +. Hidrogenii pozitivi sunt de asemenea deplasați.
Acesta este modul în care cationizarea are loc simultan cu hidrogenul și sodiul. Când îndepărtarea aproape completă înainte ca ionii de Na + au oprit în filtrat devine mai puțin, atunci va avea acces la ionii de calciu și magneziu (încărcate pozitiv), cu seria liotropic va anioni magneziu primul pozitiv.
În procesul de filtrare, aciditatea nu va fi nici constantă. Inițial, va scădea la aproape zero, apoi va crește alcalinitatea filtrului, aceasta va avea loc până când va deveni aceeași ca în apa originală. Va rămâne la acest nivel până când ionii de duritate încep să săriți.
Activitatea filtrelor de schimb de hidrogen-cationi depinde de schemă. Acestea vor funcționa înainte de alunecarea de sodiu și magneziu, atunci când vine vorba de regenerarea "foame".
Condiții de utilizare a metodei:
Circuitul paralel al hidrogenului-cationization cu un punct de vedere economic avantajoasă decât cationization hidrogen paralel sodiu, cu condiția ca apa brută procesată, concentrația totală de calciu nu este mai mare de 2 mmol / litru.
Uneori este necesar să se reducă doar duritatea carbonatului (alcalinitate). Într-o astfel de situație, se folosește o reducere de cationiță "foame". În timpul cationizării obișnuite a hidrogenului, acidul excedent pentru recuperare este mai mare decât indicele cantitativ stoechiometric de 1,3-2,5 ori. În timpul regenerării "foame", cantitatea de acid implicată în reducerea schimbătorului de cationi este considerată a fi aceeași cu cantitatea stoichiometrică sau mai mică.
Cu această reacție, ionii H + vor fi localizați în partea superioară a schimbătorului de cationi, iar Ca2 +, Na +, Mg2 + întârziat vor fi localizați mai jos. În stratul superior, reacțiile cu ionul pozitiv se vor desfășura în același mod ca în cationizarea standard a hidrogenului. Drept rezultat, ionii H din minerale emergente vor fi înlocuiți cu ioni încărcați pozitiv de calciu, sodiu și magneziu. Filtratul primește ioni, care au fost anterior în apa brută, dar se dizolva bicarbonați, dioxidul de carbon este îndepărtat, reținut, deoarece acestea se referă la HCO3- ionii de calciu și magneziu (pozitiv).
Atunci când se efectuează cationizarea hidrogenului prin metoda "regenerării foamei", aceasta trebuie efectuată ținând cont de proprietățile acidului carbonic. În prezența acizilor puternici, disocierea sa este neutralizată. Și CO2 care apare în partea superioară a cationitului se dizolvă în apă și începe să treacă prin secțiunile nereducătoare ale cationitei. In absenta acizilor tari din filtrat în partea de jos disociere parțială schimbător de cationi începe H2CO3> H + + HCO3, ion de hidrogen este înlocuit cu sodiu, alcalinitatea apei tratate secundar deja formate.
Condiții pentru cationizarea hidrogenului cu regenerare "foame" (enumerate în ordinea descrescătoare a eficacității):
0 <К <0,2; 0 <К A este orice; 10> A> I; I> A> 0,3. Pentru valori de K> I, A> 10 și 10 <А <0,3 применение метода нецелесообразно. Aici, K și A caracterizează compoziția cationică și anionică a apei inițiale, respectiv:Articole similare