Ионообменная аппаратура
Cтраница 2
Поскольку кинетика ионообменных процессов практически отождествляется с кинетикой физической адсорбции, то для расчета ионообменной аппаратуры можно рекомендовать все расчетные схемы и приемы, рассмотренные в разд. [16]
Весьма мало места уделено аппаратуре для ионообменного синтеза, так как для этого метода может быть использована обычная ионообменная аппаратура, подробно описанная в доступных источниках. Рассмотрены лишь некоторые специальные аппараты, особо рекомендуемые для обработки концентрированных растворов, например, пульсационная кэлонна Хиггинса. [17]
В принципе математические модели и основанные на них оптимизационные расчеты позволяют находить не только оптимальные-режимы ионообменных процессов, но и оптимальные характеристики ионообменной аппаратуры. Основное внимание в этих исследованиях обращается на создание высокопроизводительных противоточных ионообменных фильтров, обладающих высокой эффективностью в процессах очистки растворов, извлечения из них ценных компонентов и сорбционного разделения смесей. Существенно, что противоточные схемы характеризуются меньшими ( по сравнению с неподвижными слоями) капитальными затратами. Однако проблема поиска оптимальных параметров для непрерывных сорбцион-ных процессов еще требует своего разрешения. [18]
В данной главе приводятся дополнительные сведения, не претендующие на полноту освещаемого вопроса, а дающие лишь общее представление о тенденциях развития конструктивных особенностей ионообменной аппаратуры. [19]
 |
Схема рекуперационной установки. [20] |
Аппараты с плотным слоем ионита позволяют реализовать высокие нагрузки, могут применяться для обработки концентрированных растворов; в аппаратах с разреженным слоем ионита можно перерабатывать суспензии в гидрометаллургии. Ионообменная аппаратура часто оснащается пульсаторами. [21]
Различные гальванические и травильные процессы требуют применения концентрированных ванн и специальных резервуаров для промывки. В этом случае технологическая цепь, состоящая из концентрированных ванн и ионообменной аппаратуры, существенно снижает сброс загрязнителей. В настоящее время рециркуляция воды широко используется в ваннах для нанесения покрытий и травильных солянокислых ваннах. [22]
Таким образом, предварительный выбор типа ионообменного аппарата для заданного технологического процесса требует совместного учета и рассмотрения конструктивных технологических и экономических показателей используемого оборудования. К сожалению, в настоящее время в оценке, сравнении и выборе ионообменной аппаратуры не существует единого критерия, который бы учитывал комплекс этих основных требований. [23]
Постановка задачи о расчете и моделировании ионообменного реактора приводит к сложным математическим зависимостям, которые, как правило, являются трудноразрешимыми даже при использовании ЭВМ. Поэтому в настоящее время остается весьма актуальной задача по разработке таких инженерных методов расчета ионообменной аппаратуры, которые позволили бы получить надежные результаты при сравнительно малых затратах. Применяемые в настоящее время равновесные теории, использующие такие понятия, как теоретическая тарелка и высота единицы переноса, не отражают основных физико-химических особенностей процесса ионного обмена. В лучшем случае они демонстрируют лишь принципиальную возможность приближенного расчета ионообменных реакторов с использованием основных положений теории массообменных процессов. Между тем известно, что надежное математическое описание, анализ и расчет подобного рода процессов и аппаратов могут быть осуществлены только на основе неравновесных теорий, учитывающих кинетические закономерности процесса. [24]
Расчет и моделирование прямо связаны с оптимизацией ионообменной аппаратуры. Необходимо отметить, что в настоящее время, в период становления научных основ проектирования ионообменной аппаратуры для цветных, благородных, редких и рассеянных элементов, сведения по этому вопросу весьма ограничены. Применительно к этой области сорбционной очистки, концентрирования и разделения систематизированных материалов пока не имеется, поэтому в основном используют работы общетеоретического плана. [25]
Под руководством С. М. Карпачевой выполнен большой комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию высокоэффективной массообменной аппаратуры. В частности, предложено использование специальных распределительных устройств и пульсаторов ( пневматического типа) при эксплуатации ионообменной аппаратуры. [26]
В настоящее время отсутствует единая система классификаций ионообменной аппаратуры, применяемой в различных отраслях производства. С одной стороны, это затрудняет выбор оптималь-ного конструктивного типа аппарата для конкретных условий проведения процесса, а с другой - обоснованную разработку новых моделей ионообменной аппаратуры. [27]
В предыдущих статьях этого сборника была достаточно подробно рассмотрена теория ионообменных процессов и сами иониты. Эта статья будет посвящена конструкции аппаратуры и механическим приспособлениям, применяемым в крупных промышленных ионообменных установках. Ионообменники ( или цеолиты) употребляются главным образом в процессах обработки воды, и поэтому усовершенствование ионообменной аппаратуры было основано почти полностью на опыте работы установок для очистки воды. В других отраслях промышленности ( например, при очистке сахара, в ряде химических производств и др.) применяются ионообменные установки аналогичной конструкции; поэтому эта статья в основном будет посвящена описанию различных типов ионообменных установок, употребляемых при обработке воды. При этом будут сделаны некоторые замечания о видоизменениях в конструкции аппаратуры, необходимых при других применениях ионообменных процессов. Следует отметить, что правильное конструирование ионообменных установок требует большого опыта. [28]
Таким образом, возможно качественно оценить обменное равновесие. Однако количественная оценка затруднена из-за отсутствия необходимых данных. Нет точных сведений о давлении набухания, которое может составлять около 250 ат для обмена К-Li на сульфокислотной смоле с 12 % дивинилбензола. Иногда это давление достигает 1000 ат, что необходимо принимать во внимание при конструировании ионообменной аппаратуры: плотная набивка колонок смолой может привести к их разрыву при изменении набухания. [29]
Страницы: 1 2