Кимёвий технология асосий жараён ва курилмалари

Ion almashinish jarayonida muvozanat. Muvozanat izotermalari ionitlarning muvozanat almashinish hajmi va uning tanlovchanligi to’g`risida ma’lumot beradi. Ion almashinish jarayonidagi muvozanat nisbatlari Lengmyur (5.187) yoki Freyndlix (5.188) formulalari bilan ifodalanishi mumkin:
(5.187)
(5.188)
Odatda, muvozanat izotermalari jarayonni harakatga keltiruvchi kuchini aniqlashda qo’llaniladi.
(5.187) tenglamani ifodalovchi eritmalarning tipik sorbstiyalash izotermalari 5.87-rasmda keltirilgan. Ko’rinib turibdiki, muvozanat konstenrastiyalar qismi 3 ta zonaga ajratilish mumkin. Birinchi zona past konstentrastiyalar zonasi bo’lib, u to’g`ri chiziqli ikkinchi zona - Lengmyur tenglamalari va uchinchisi esa - eritma konstentrastiyasiga bog`liq bo’lmagan va to’yinish holatlarini ifodalaydi:



Muvozanat holatiga ionit va yutilayotgan ionlar tabiati, temperatura va elektrolit eritmasining rN miqdoriga tasir ko’rsatadi.
Masalan, sulfopolistirol smolasidagi divinilbenzolning miqdori izoterma holatiga yuqori darajada bog`liq (5.88-rasm).
Eritmaning rN miqdori muvozanat holatga turlicha tasir etadi: rN ortishi bilan kationitlar hajmi ko’payadi, anionitlarniki esa - kamayadi.
Ion almashinish jarayoni quyidagi ketma - ket bosqichlardan iborat: ionit chegaraviy qatlam yuzasidan yutilayotgan ion diffuziyasi; ionit ichida ion diffuziyasi; ionitda desorbsiyalangan ion diffuziyasi; suyuqlik chegaraviy qatlam yuzasidan desorbsiyalangan ionning suyuqlik faza yadrosiga diffuziyasi.
Ushbu taklif etilgan sxema, ion almashinish jarayonining chegaralovchi bosqichini topish imkonini beradi.
Ion almashinish kinetikasi. Jarayonda qatnashayotgan jami hodisalar murakkabligiga qaramasdan, ion almashinish kinetikasini ifodalovchi tenglama sodda ko’rinishga ega. Kimyoviy reakstiya tezligi qolgan bosqichlarda ion almashinish tezligidan juda katta va u jarayon tezligiga ta’sir qilmaydi deb tahmin qilinadi. Ion almashinish kinetikasi quyidagi tenglama orqali ifodalanishi mumkin:


(5.189)

bu erda _V - massa berish koeffistienti, 1/s

Massa berish koeffistientini hisoblash uchun 10 <Re <100 oralikda ushbu tenglama tavsiya etiladi:

yoki
(5.190)

bu erda w - suyuqlik tezligi; Re_m = wd₀_c /(1-) - modifikastiyalashgan Reynolds kriteriysi; d_e - ionit granulasi diametri, m; _c - suyuqlik faza zichligi, kg/m³;  - g`ovaklilik;  - dinamik qovushoqlik, Pas; Pr - Prandtl kriteriysi.

Sanoat miqyosidagi texnologiyalarda ion almashinish qurilmalari 2 xil: davriy va uzluksiz ishlaydigan bo’ladi.

Davriy ishlaydigan qurilmalar o’z navbatida qo’zg`almas va mavhum qaynash ionit qatlamli bo’ladi.
Uzluksiz ishlaydigan qurilmalar harakatchan ionit qatlamli va pog`onalarda mavhum qaynash qatlamli bo’ladi.