水的軟化上ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-01 04:34本頁(yè)面
【正文】 0溶液中 B+濃度 與其總離子濃度之比 四、離子交換平衡 —— 表觀選擇系數(shù)（無(wú)因次量） 隨 q0增大和 C0的減小而增大有利于交換，反之利于再生。因此，改變液相中離子濃度可以改變反應(yīng)方向，這就是 交換 和 再生 。 CqqCCqBAK 20202)()(?????20000200)1()1(2CCCCCqKqqqq BA ?????002CqK BA??二價(jià)對(duì)一價(jià)的離子交換反應(yīng)： 四、離子交換平衡 3，不同時(shí)期 qC值含義分析：（以 B2+、 R2B為例） ? 離子交換初期： 出水組成與樹(shù)脂底層組成處于平衡狀態(tài) q—— 樹(shù)脂底層經(jīng)再生后仍殘留的 B2+濃度 （ mmol/L） C—— 交換初期出水的 B2+濃度 “ 出水泄漏量 ”（ mmol/L） ? 離子交換后期： 出水離子組成與進(jìn)水接近 q—— 樹(shù)脂吸著 B2+的最大值 ，“ 樹(shù)脂極限工作交換容量 ” C—— 進(jìn)水 B2+濃度 ? 再生時(shí)： q—— 再生后樹(shù)脂中仍殘留的 B2+濃度 ， 它反映了樹(shù) 脂最大的再生程度 “ 樹(shù)脂再生度極限值 ” C—— 新鮮再生液中含 B2+的濃度 四、離子交換平衡 ： ?同一種樹(shù)脂對(duì)不同離子交換反應(yīng)的平衡選擇系數(shù)不同。 K值反映了樹(shù)脂對(duì)該離子親和力的大小。 四、離子交換平衡 四、離子交換平衡 ? 為了方便，選一基準(zhǔn)離子 H+， 其他離子與它比較，做 N組實(shí)驗(yàn)，求出各自的 K K ...KN， 然后按 K值大小排列，則 K值越大，親和力越大。 ? 在常溫、低濃度（ 2— 10meq/L） 時(shí)： Fe3+Ca2+Mg2+K+NH4+Na+H+Li+ Ca2+置換 Na+的理論依據(jù)。 ?高價(jià)大于低價(jià)，同價(jià)原子序數(shù)大親和力大； ?高濃度時(shí)上述次序不在適用。（再生時(shí)，提高 Na+濃度，從而使 Na+置換 Ca2+） 。 五、離子交換速度 離子交換過(guò)程受離子濃度和樹(shù)脂對(duì)各種離子親和力的影響外，還受離子擴(kuò)散過(guò)程的影響。 1，離子擴(kuò)散過(guò)程五步驟 ? 外部溶液中待交換的 Ca2+向樹(shù)脂顆粒 表面遷移并通過(guò)樹(shù)脂表面的邊界水膜； ? 待交換的 Ca2+在樹(shù)脂孔道里移動(dòng)， 直到到達(dá)某有效交換位置上； ? Ca2+與樹(shù)脂上可交換 Na+進(jìn)行交換 反應(yīng)； ? 被交換下來(lái)的 Na+從有效交換位置 上通過(guò)孔道向外面移動(dòng)； ? Na+通過(guò)樹(shù)脂表面的邊界水膜進(jìn)入外部的溶液中。 五、離子交換速度 ?離子交換指上述五步驟全過(guò)程； ? 5屬 離子擴(kuò)散，速度較慢且受外界條件影響較大； ?3屬化學(xué)反應(yīng)，瞬間完成； ?1— 5每一步都影響了離子交換的速度，其中 5步膜擴(kuò)散和第 4步的孔道擴(kuò)散有可能成為控制步驟。 五、離子交換速度 2， 外界條件對(duì)離子交換速度的影響： ?溶液濃度（ C）： 濃度梯度理論： ?C是擴(kuò)散的推動(dòng)力， ?C大，擴(kuò)散快 ?C， VM大，孔道擴(kuò)散成為控制因素，樹(shù)脂再生時(shí)即為這種情況； ? C， VM小，膜擴(kuò)散成為控制因素，交換時(shí)即為這種情況。 ?流速（ V）：邊界水膜厚度 ?反比于 V， 而孔道擴(kuò)散不受 V影響。 ?樹(shù)脂粒徑（ d）： ?膜擴(kuò)散過(guò)程：離子交換速度反比于 d； ?孔道擴(kuò)散過(guò)程：離子交換速度反比于 d2。 ?交聯(lián)度（ DVB）： DVB對(duì)孔道擴(kuò)散 影響 大， 對(duì) 膜擴(kuò)散 影響 小。 六、離子交換過(guò)程 1，交換過(guò)程分析方法： ?在離子交換柱中裝填 Na 型樹(shù)脂，從上而下通過(guò)含有 一定濃度 Ca2+的硬水。交換 反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，停止 運(yùn)行，逐層取出樹(shù)脂樣品， 并測(cè)定其所吸附的鈣離子含 量，以“飽和程度”表示。 ?飽和程度：?jiǎn)挝惑w積樹(shù) 脂所吸附鈣、鎂離子量與其 全交換容量之比，以百分比 表示。 飽和程度曲線 六、離子交換過(guò)程 2 交換過(guò)程 （ 1）兩個(gè)階段 ? 交換帶形成階段 飽和程度曲線形狀不斷變化隨即形成一定形式的曲線。 ? 交換帶推移階段 “交換帶”：在某時(shí)刻正在進(jìn)行交換反應(yīng) 的軟化工作層。 “交換帶厚度”：可理解為處于動(dòng)態(tài)的軟 化工作層厚。沿水流方向，以一定形式每 刻都在推移。 ?當(dāng)硬度開(kāi)始泄露時(shí)，樹(shù)脂層分為兩部分： ?飽和層：交換容量得到充分利用； ?保護(hù)層：交換容量得到部分利用，相當(dāng)于交換帶厚 六、離子交換過(guò)程 2 交換過(guò)程 （ 2）“交換帶厚度”的影響因素 ? 流速：正比于 ~ ? [Ca2+]： 硬度 ? 樹(shù)脂再生程度 “交換帶厚度”對(duì)樹(shù)脂層的有效利用是有影響的。如原水硬度高、采用流速偏大，則交換帶厚度大，降低樹(shù)脂層的利用率 。 六、離子交換過(guò)程 3 交換操作步驟 軟化 —— 反洗 —— 再生 —— 正洗 ?樹(shù)脂的鑒別方法 練習(xí)題： ?裝填 Na型強(qiáng)酸樹(shù)脂的離子交換柱采用逆流再生操作工藝。層底部再生度為 96%，進(jìn)水鈣離子硬度為 8meq/L。 試計(jì)算運(yùn)行初期出水的剩余硬度。（樹(shù)脂全交換容量為 3mol/L， 選擇系數(shù) 。） 42 ???CaNaK
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