Характеристика процесса Н-катионирования.
Рис. 2. Схема работы и регенерации Н-фильтра.
Работа Н-фильтра складывается из двух основных этапов. Первый этап – фильтрация, пропуск раствора соли – продолжается до истощения катионита. Второй этап – восстановление рабочих свойств катионита (регенерация) – проводится пропуском небольшого количества серной кислоты. Кислота имеет по сравнению с фильтруемым раствором соли высокую концентрацию. Второй этап завершается отмывкой катионита от продуктов регенерации.
Контроль процесса проводится посредством кондуктометров, измеряющих удельную электропроводность фильтрата и отработанного регенерационного раствора.
2. Расчёт электрохимических характеристик исходных растворов и .
2.1. Расчёт концентраций исходного раствора соли ( ) и фильтрата Н-фильтра ( ).
Концентрация раствора -фильтрата Н-фильтра находится по уравнению: .
Из таблицы П.5 находим:
Принимая в первом приближении и , можно получить
.
Во втором приближении
, где .
Окончательно в третьем приближении получаем
.
Концентрация исходного раствора соли определяется из условия , тогда , или в молярном выражении концентраций .
2.2. Расчёт коэффициентов активности ионов в растворах электролитов и .
По уравнению Дебая-Хюккеля для определенного иона
.
Средний ионный коэффициент активности выражается следующим образом:
.
2.3. Расчёт подвижностей ионов, эквивалентных и удельных электропроводностей
|
|
По уравнению предельного закона Онзагера:
.
;
.
.
3. Расчёт исходного регенерационного раствора и отработанного раствора.
3.1. Расчёт концентраций электролитов в исходном и отработанном регенерационном растворах Н-фильтра.
Согласно исходным данным концентрация регенерационного раствора составляет ( ). Так как - плотность -го раствора, то
или .
Отработанный регенерационный раствор представляет собой раствор смеси двух электролитов и . Суммарная концентрация электролитов определяется из эквивалентности регенерации с учётом разбавления раствора отмывочными водами, то есть
.
Для того, чтобы рассчитать концентрацию соли и кислоты в растворе, обозначим через ( ) и примем концентрацию соли равной
Значение находим по уравнению:
; для , , :
Далее находим значение функции по уравнению:
, где
, для , , :
,
где ;
,
где ;
,
где .
Интервал поиска принимаем в пределах от до . Тогда искомая концентрация соли в отработанном регенерационном растворе будет равна:
, или
.
Концентрация кислоты составит:
, или
.
3.2. Расчёт коэффициентов активности ионов в исходном и отработанном регенерационном растворах.
|
|
Исходный регенерационный раствор (при условии полной диссоциации):
.
, .
В первом приближении, пользуясь уравнением Дебая-Хюккеля, находим:
.
Ионная сила раствора:
.
Средний ионный коэффициент активности
.
Эквивалентная электропроводность:
.
Отработанный регенерационный раствор:
.
, .
.
, .
Ионная сила раствора:
Коэффициенты активности ионов:.
Средний коэффициент активности:
.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!