В Кинетическая теория ионообменных процессов

В. кинетическая теория ИОНООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ [c.71]

Математическая трактовка ионообменных процессов в колонках с неподвижным слоем ионита. И. Равновесная теория как предел кинетической теории [3114]. [c.481]

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. [c.95]

В основе препаративного сорбционного ионообменного выделения органических физиологически активных веществ лежит избирательное взаимодействие их с ионитами. Это относится не только к статической избирательной сорбции, но и к динамическим фронтальным процессам. При ностроении теории равновесной динамики ионообменной сорбции константы избирательности и сорбционные предельные емкости являются основными факторами, входящими в критерии, определяющие эффективность процесса. Наконец, и в неравновесной динамике сорбции фактор избирательности, наряду с кинетическими параметрами и гидродинамическими характеристиками, а также размерами колонок, является важнейшим показателем, влияющим на возможность выделения веществ, их выхода при десорбции и концентрации в элюате. При рассмотрении закономерностей ионообменной сорбции ионов органических, особенно сложных ионов физиологически активных веществ необходимо учитывать размеры ионов, сложное поли-функциональное взаимодействие с ионитами, морфологические, электрохимические свойства ионитов, а также другие особенности ионитов, противоионов и жидкой среды, в которой осуществляется процесс гетерогенного ионного обмена. [c.63]

Величина обменной емкости ионита определяется различными факторами и прежде всего свойствами ионита и раствора электролита (среды). Поэтому задачи теории ионообменного процесса заключаются во-первых, в выяснении влияния основных факторов на величину обменной емкости ионита и установлении количественных закономерностей, управляющих процессом во-вторых, в установлении механизма процесса, обусловленного строением ионита и кинетическими факторами в-третьих, в изучении процесса ионообмена в условиях динамики, т. е. при движении раствора через слой ионита в колонке, где, кроме статических и кинетических факторов, значительную роль играют гидродинамические факторы. [c.15]

Теория и практика ионного обмена в гетерогенных системах продолжает в настоящее время стремительно развиваться. Основная масса выпускаемых промышленностью ионообменных смол представляет собой сополимеры стирола и дивинилбензола, содержащие кислотные или основные функциональные группы, в последние годы проведены многочисленные работы по синтезу новых типов ионитов. Значительный интерес вызвало, в частности, появление макропористых ионитов, содержащих в дегидратированном состоянии каналы и поры, ограниченные уплотненной структурой сетчатого полимера. На этих смолах достигается резкое повышение скорости ионного обмена, особенно для ионов органических веществ, имеющих не очень большой молекулярный вес. Получены иониты, содержащие значительное количество гидрофобных радикалов, способные поглощать в больших количествах и притом обратимо органические вещества из воды, что позволило предложить новые усовершенствованные варианты технологического процесса водоочистки. Синтезированы иониты с различными, в том числе с длинноцепными мостикообразными агентами, например полиметилендиметакриламидом. Зерна последней группы ионообменных смол характеризуются сетчатой структурой с улучшенной равновесной и кинетической проницаемостью. Наконец получены многочисленные новые ионообменники — производные целлюлозы, а также минеральные иониты, например вольфраматы, цирконаты и ионообменные материалы на основе активированных углей различных марок. Особое место занимают жидкостные иониты и другие группы линейных полиэлектролитов, в частности полимерные физиологически активные вещества. [c.3]

Теория неравновесной хроматографии позволяет количесг-венно оценить влияние скорости протекания раствора через ко- лонку ионита и зернения ионита на степень размывания хроматографических полос. Обострение границы двух полос, как это показал Г. В. Самсонов, имеет важное значение для выполнения ионообменного хроматографического процесса. Обострение фронта, вызываемое равновесными условиями, и размывание, вызываемое кинетическими фактора.ми, приводят к образованию некоторого стационарного фронта, который затем перемещается по длине колонки без всякого изменения. [c.93]

Представлено теоретическое описание динамического поведения многокомпонентных ионообменных систем с учетом химических реакций комплексообразования компонентов в растворе оно основано на компьютерном решении динамических уравнений материального баланса - уравнений в частных производных и уравнений кинетического внутридиффузионного процесса. Описаны многокомпонентные ионообменные равновесия на основе современного теоретического подхода - теории образования поверхностных комплексов. В этой теории предположено, что фиксированные группы ионита и противоионы образуют комплексы, расположенные на различных слоях (слои Штерна) и соответственно на разных расстояниях вблизи поверхности слои образуют цепь последовательно соединенных конденсаторов. Отмечено, что принципиальным преимуществом такого подхода является то, что многокомпонентные равновесия могут быть предсказаны с использованием набора параметров, полученных для бинарных обменов. Проведен учет химических реакций комплексообразования, проходящих в растворе межзернового пространства ионнобменных колонок. Рассмотрен целый ряд вариантов трехкомпонентного обмена Н/А/В различных тяжелых металлов (А, В = Са, Сё, Си, N1). Проведено сопоставление результатов компьютерных численных расчетов многокомпонентных хроматограмм ионов Н/А/В с учетом и без учета химических реакций, полученных для различных систем обмена ионов тяжелых металлов. [c.70]