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: 186; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!