химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

й для компонента В. Зона ВС содержит адсорбент, насыщенный компонентом А, а в зоне CD происходит поглощение последнего. Так как степень адсорбции А снижается в присутствии В, то количество адсорбированного компонента А в зоне ВС больше, чем в зоне OA. По этой причине при перемещении работающей зоны АВ вдоль слоя адсорбента происходит частичное вытеснение компонента А (пропорциональное заштрихованной площадке), и в зоне ВС его концентрация

С32

С[А > С\А- Введя коэффициент вытеснения а, получим: с'1Л — CIA + ас1В.

Величина а может быть найдена экспериментальным путем. Скорости поступательного перемещения зон АВ и CD при скорости газового потока w равны: UB = Ш\в1авА\ Ул = а>с'1А1алв. Так как UA > UB, то расстояние между фронтами АВ и CD постепенно увеличивается.

И. ПРОЦЕССЫ ИОНООБМЕНА

Ионообмен является одним из видов хемосорбции. Он заключается в обмене ионов между раствором электролита и твердыми веществами — ионитами, нерастворимыми в воде и органических растворителях. Существуют иониты минерального происхождения (алюмосиликаты, гидрат окиси алюминия, фосфат циркония и др.) и органического (чаще всего — полимеры), природные и синтетические. В промышленности преимущественно применяют синтетические ионообменные смо-л ы (высокомолекулярные соединения) в виде частиц сферической формы. Они состоят из пространственной сетки (матрицы) углеводородных цепей с фиксированными активными (ионоген-ными) группами, придающими полимеру гидрофильность. Так как цепочки макромолекул «сшиты» друг с другом в пространственную сетку, то растворитель вызывает набухание ионообменной смолы, степень которого зависит от структуры полимера, типа и концентрации активных групп, а также от состава раствора. При набухании активные группы диссоциируют на подвижные противоионы и фиксированные (связанные с матрицей) неподвижные ионы.

По типу активных групп (кислые или основные) в составе иони-тов последние разделяют на катиониты и аниониты. Первые обмениваются с раствором электролита подвижными катионами, а вторые — подвижными анионами. Иониты, содержащие одновременно кислые и основные группы, называются а м-фолитами. Активными группами ионообменных смол являются:

у катеонитов

!н+.

|Н+ 'Н+ |Н+

(фиксированный ион)

(протн80И0Н)S03" !Н+,-СОО-|Н*,Р03- -AsOl"! -0|Н+, -S'JH

(•тжксмтт. Innivru. |Н+> lH+. IH+.

P*]OH"^S+jOH*NHgJOH", -NHjjOH"

у анионитов

i NH^JOH", = N*|OH~ =

633

Замещение подвижных противоионов на ионы раствора при его контакте с ионообменной смолой происходит по уравнениям обычных химических реакций, например

для катионитов Н+ -f КС1 К* + HQ; 2К+ + H2S04 2Н+ + KjS04 для аниоиитов ОН" + НС1 ^2 Ci" + Н20; СГ" + NaOH ОН" + Nad

(в приведенных уравнениях черточкой помечена фаза ионита). Обмен ионов происходит в эквивалентных соотношениях и является обратимым процессом.

В зависимости от противоиона, содержащегося в ионите, различают Н-форму, Са-форму и т. д. для катионитов, ОН-форму, Cl-форму и т. д. для анионитов.

По степени ионизации (диссоциации активных групп) различают сильно- и слабокислотные катиониты, сильно- и слабоосновные аниониты. Сильнокислотные катиониты содержат в качестве фиксированных ионов сульфогруппы, остатки фосфорной или фосфиновой кислот, слабокислотные — карбоксильные, сульфо-гидрильные, оксифенильные группы. Первые способны к обмену ионов в щелочной, нейтральной и кислых средах, вторые — только при рН > 7. Сильноосновные аниониты содержат в качестве фиксированных ионов группы аммониевых или сульфо-ниевых оснований и способны к обмену в широком диапазоне рН, слабоосновные содержат аминогруппы различной степени замещения и способны к обмену только при рН < 7.

Ионообменные смолы, содержащие различные группы фиксированных ионов, называются полифункциональными, а содержащие одноименные ионы — монофункциональными.

Обменная емкость ионитов слагается из емкостей их активных групп и выражается в миллиэквивалентах поглощенных ионов на 1 г (или единицу объема) ионита; она достигает 6— 10 мэкв/г. На практике полная обменная емкость редко достигается из-за ряда трудно учитываемых ухудшающих факторов. В инженерных расчетах оперируют емкостью, определяемой опытным путем в конкретных условиях, которую называют равновесной емкостью. Для этой цели через колонку, наполненную известным количеством катионита в Н-форме или анионита в ОН-форме пропускают соответственно раствор NaOH или НС1 до достижения в фильтрате исходной концентрации раствора. По полученным данным строят выходную кривую, выражающую, например, для катионитов зависимость концентрации NaOH в фильтрате cN от объема пропущенного раствора V. Вид такой выходной кривой показан на рис. XIII-9, а, где площадь OABCD соответствует полной динамической обменной емкости ионита, а площадь OABD —его обменной емкости до проскока.

Равновесная обменная емкость ионита а, как отмечено выше, меньше его полной обменной емкости; она зависит от ряда факто634

ров, но главным образом —от рН раствора. Как правило, величина а постоянна в

страница 103
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы маникюра и педикюра в москве юзао
обучение 1с 8.3 усно г.москва
форд мондео такси
наруто линзы купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)