1. Эквивалентность: если в воде уменьшилась концентрация какого-либо иона, то в воду из ионита поступит другой ион по совокупности:
2RNa+CaCl2=R2Ca+2NaCl.
2. Обратимость ионного обмена: ионный обмен обратим:
R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2.
3. Селективность ионного обмена (избирательность): одни ионы по сравнению с другими ионами извлекаются из воды легче и в большем количестве.
Ряд селективности для катионитов:
Ca2+>Mg2+>K+>NH4>Na+.
Этот ряд обозначает: 1. Каждый предыдущий элемент этого ряда извлекаются из ионита легче и большем количестве. Самый селективный Ca; 2. Каждый последующий катион ряда, ранее поглощённый ионитом, вытесняется из него всеми предыдущими. (На основе ряда для катионитов, в фильтрате первым окажется Na+, а наиболее селективным является Ca2+):
Ряд селективности для анионов: SO42->NO3->Cl->HCO3->HSiO3-.
Этот ряд обозначает: 1. Каждый предыдущий элемент этого ряда извлекаются из ионита легче и в большем количестве. Самый селективный SO42; 2. Каждый последующий анион ряда, ранее поглощённый ионитом, вытесняется из него всеми предыдущими. (На основе ряда для анионитов, в фильтрате первым окажется HSiO3-, а наиболее селективным является SO42-).
По ряду селективности можно определить, по какому аниону можно наблюдать проскок.
Охарактеризуйте назначение и область применения водород-катионирования, какие недостатки вы видите в этом процессе? Поясните, по каким показателям контролируется процесс работы H-катионитового фильтра. Почему регенерацию отработавших водород-катионитовых фильтров производят нарастающей дозой кислоты?
При Н-катионировании воды происходит обмен катионов, присутствующих в воде, на ион водорода:
2HR+Ca(HCO3)2=CaR2+H2O+CO2;
2HR+MgCl2=MgR2+2HCl2.
Анализ процесса:
1. В результате обмена всех катионов обрабатываемой воды фильтрат получается мягким, но кислым;
2. В фильтрате образуются как сильные, так и слабые кислоты;
3. Щелочность разлагается;
4. Вследствие удаления карбонатной жесткости происходит снижение солесодержания исходной воды.
Водород- катионированная вода является кислой и непригодной для питания паровых котлов. Поэтому процесс водород- катионирования применяется всегда в сочетании с натрий- катионированием или другими процессами.
Достоинство водород- катионирования: снижение щелочности исходной воды до заданного значения.
Процесс работы H-катионитового фильтра контролируется по проскоку жесткости, что означает, что фильтр исчерпал свою емкость.
Регенерацию отработавших водород-катионитовых фильтров производят нарастающей дозой кислоты для избегания загипсовывания катионита, то есть выделения на зернах регенерируемого катионита труднорастворимого CaSO4.
Для предотвращения данного процесса ограничивают время контакта регенерационного раствора с катионитом, что реализуется увеличением скорости пропуска регенерирующего раствора до скорости не более 10 м/ч.