Ионообменная очистка газов
Ионообменная очистка газов
Использование ионитов для удаления примесей из газов по существу представляет собой разновидность адсорбционной очистки.
В отличие от традиционных сорбентов иониты обладают комплексными свойствами поверхностного действия, обеспечивается селективность процесса.
Иониты содержат функциональные группы, способные к ионизации и обмену ионами с внешней средой.
Образуется 2 вида ионов:
- фиксированные ионы, закрепленные на каркасе ионита и не переходящие во внешнюю среду;
- противоионы (обменные), число которых равно числу первых, но противоположных по знаку, переходят во внешнюю среду в обмен на эквивалентное количество ионов, поступающих в ионит.
Ионит состоит из трех частей:
- каркаса;
Рекомендуемые материалы
- фиксированных ионов;
- противоионов.
По природе каркас ионита подразделяют на неорганические и органические, природные и синтетические. К первым относятся цеолиты и алюмосиликаты.
Для использования в системах газоочистки важна классификация ионитов по форме и степени дисперсности:
- порошковые;
- зернистые;
- гранулированные;
- волокнистые;
- мембранные.
В соответствии со стандартами синтетические иониты имеют индексы: КУ (катионит универсальный), КБ (катионит буферный), АВ (анионит высокоосновный), АН (анионит низкоосновный) или по сырьевой основе: ЭДА (этилентдиамин).
Механизм ионного обмена включает следующие стадии:
1. диффузия вытесняющих ионов из ядра к поверхности;
2. диффузия вытесняющих ионов с поверхности к точкам обмена;
3. обмен ионов на активных центрах;
4. диффузия вытесненных ионов из зерна к поверхности;
5. диффузия вытесненных ионов с поверхности в ядро.
То есть скорость ионообмена ограничивается скоростью наиболее медленной стадии. В связи с этим ионообменные процессы рекомендуется проводить при направленном взаимном перемещении газа и ионита.
Бесплатная лекция: "Аттестационные задания - Цепи постоянного тока" также доступна.
Объем очищенного газа будет больше, чем выше обменная емкость ионита и селективностью по отношению к извлекаемым ионам.
Степень обмена зависит от времени контакта газа с ионитом 
, которое зависит от скорости движения газа, V,м/ч, и высоты слоя ионита Н, м.
.
Обратной величиной служит удельная нагрузка q, то есть объем газа V, пропускаемый через единицу объема слоя ионита в течении 1 часа.
Представляет интерес применение ионообменных мембран. Промышленные мембранные установки отличаются простотой, низкой стоимость, компактностью, высокой степенью автоматизации.
