Общая химическая технология. Брянкин К.В - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

MgSO
4
→ MgCO
3
↓ + Na
2
SO
4
MgCl
2
+ Na
2
CO
3
— → MgCO
3
↓ + 2NaCl
CaS0
4
→ CaCO
3
↓ + Na
2
SO
4
;
3) обработка тринатрийфосфатом для более полного осаждения катионов Са
2+
и Mg
2+
:
3Ca(HCO
3
)
2
+ 2Na
3
PO
4
→ Са
3
(РО
4
)
2
↓ + 6NaHCO
3
;
3MgCI
2
+ 2Na
3
PO
4
→ Mg
3
(PO
4
)
2
↓ + 6NaCl.
Растворимость фосфатов кальция и магния ничтожно мала, что обеспечивает высокую эффективность
фосфатного метода.
В настоящее время для умягчения, обессоливания и обескремнивания воды широко применяется метод
ионного обмена. Его сущность состоит в том, что твердое тело – ионит – поглощает из раствора электролита
положительные или отрицательные ионы в обмен на эквивалентное количество других, одноименно заряжен-
ных ионов. В соответствии со знаком заряда обменивающихся ионов различают катиониты и аниониты.
Катиониты – практически нерастворимые в воде вещества, представляющие собой соли или кислоты с
анионом, обусловливающим нерастворимость в воде; катион же (натрий или водород) способен вступать в оп-
ределенных условиях в обменную реакцию с катионами раствора, в котором находится катионит. Катиониты
соответственно называются Na-катионитами и Н-катионитами.
Аниониты – основания или соли с твердым нерастворимым катионом. Аниониты содержат подвижную гид-
роксильную группу (ОН-аниониты).
В качестве Na-катионитов применяют алюмосиликаты: глауконит, цеолит, пермутит и другие; в качестве
Н-катионитов – сульфоуголь, синтетические смолы; к ОН-анионитам относятся искусственные смолы сложного
состава, например карбамидные.
Ионный обмен между раствором и ионитом имеет характер гетерогенной химической реакции. Следует
отметить, что примеси, удаляемые из воды методом ионного обмена, не образуют осадка, и что такая обработка
не требует непрерывного дозирования компонентов.
Важной характеристикой ионитов является обменная емкость, показывающая способность ионита погло-
щать определенное количество ионов в данных условиях. Обменная емкость определяет продолжительность
рабочего цикла ионитовых фильтров. При достижении заданного предела обменной емкости ионита проводят
процесс его восстановления (ионный обмен, проводимый в обратном порядке).
В основе катионного процесса умягчения лежат реакции обмена ионов натрия и водорода катионитов на
ионы Са
2+
и Mg
2+
. Обмен ионов натрия называется Na-катионированием, а ионов водорода – Н-
катионированием:
2R/Na
+
+ Ca
2+
R
2
/Ca
2+
+ 2Na
+
;
2R/Na
+
+ Mg
2+
R
2
/Mg
2+
+ 2Na
+
,
где R – комплекс матрицы и функциональной группы, не участвующей в ионном обмене (его принято считать
одновалентным).
Обмен катионов при Н-катионировании протекает согласно реакциям:
2R/H
+
+ Ca
2+
R
2
/Ca
2+
+ 2H
+
;
2R/H
+
+ Mg
2+
R
2
/Mg
2+
+ 2H
+
;
R/H
+
+ Na
+
R/Na
+
+ H
+
.
При достижении катионитами заданного предела обменной емкости их регенерируют промывкой раство-
ром NaCl или серной кислоты H
2
SO
4
.
Регенерация Н-катионного фильтра производится 1…1,5 %-ным раствором серной кислоты.
Регенерация анионитовых фильтров производится обычно 4 %-ным раствором NaOH.
На рис. 4.7 представлена схема установки для умягчения воды с последовательным применением Н-
катионирования и ОН-анионирования. При прохождении воды через катионит она освобождается от ионов
кальция и магния в Н-катионитовом фильтре 1, а затем в анионитовом фильтре 2 из нее удаляются анионы. Да-
лее вода проходит через дегазатор 3, где она освобождается от кислорода и диоксида углерода, и далее через
сборник 4 к потребителю. Для регенерации в фильтр 1 подается раствор серной кислоты, в фильтр 2 – гидро-
ксида натрия.

Страницы