Рівноважна та нерівноважна сорбція соляної кислоти гелевими та пористими поліакриловими аніонітами - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИЗахист відбудеться “10 ”березня 2005 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.183.01 в Інституті колоїдної хімії та хімії води ім. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту колоїдної хімії та хімії води ім. Доведено можливість застосування теоретичної моделі внутрішньодифузійної динаміки сорбції при постійному значенні кінетичного коефіцієнту для розрахунку режиму роботи ОН-фільтрів першої ступіні установок знесолення води, що завантажені слабкоосновними поліакриловими аніонітами. Отримано рівняння для визначення робочої ємності іонообмінних фільтрів в залежності від змінних параметрів (концентрації та швидкості фільтрування вихідного розчину, висоти шару іоніту в фільтрі). The opportunity of application of theoretical model of dynamics, when the rate of sorption is controlled by particle diffusion, at the constant value of kinetic coefficient was proved for calculated of OH-filters of first step of desalination plants work conditions, which loaded by weakly basic polyacrylic anion exchangers.Представляє науковий і практичний інтерес розвиток теоретичних уявлень про рівноважну та нерівноважну сорбцію соляної кислоти слабкоосновними поліакриловими аніонітами, виявлення взаємозвязку кислотно-основних і кінетичних характеристик таких систем з хімічним складом іоногенних груп і пористістю матриці іонітів, з тим, щоб використовувати отриману інформацію для вдосконалення іонообмінної технології знесолення води. Мета роботи - обґрунтування теоретичної моделі, що адекватно відображає рівновагу сорбції соляної кислоти на пористих і гелевих поліакрилових аніонітах, її застосування для аналізу нерівноважної динаміки сорбції соляної кислоти та розробка на основі теоретичних уявлень методу апріорного розрахунку оптимального режиму функціонування ОН-фільтрів першої ступіні при обробці Н-катіонованої води. Доведено, що розчин резинатів слабкоосновних поліакрилових аніонітів з третинними аміногрупами при переводі їх зі слабко-в сильнодисоційовану форму ідеальний, що відповідає сталому значенню уявної константи рівноваги в широкій області зміни ступеню нейтралізації іоніту. На основі уявлень про наявність декількох різних обмінних центрів в функціональних ланцюжках аніонітів з поліамінами сформульована теоретична модель сорбції соляної кислоти, що дає змогу з високою точністю описати експериментальні дані в широкій області зміни складу резинатів і зовнішнього розчину та визначити частки центрів кожного виду в загальній ємності іоніту. Встановлено, що кінетику сорбції соляної кислоти слабкоосновними поліакриловими аніонітами при режимах фільтрування води, характерних для експлуатації ОН-фільтрів першої ступіні установок знесолення води лімітує дифузія всередині гранули іоніту.Незначний обсяг інформації про іонообмінні рівноваги на таких аніонітах не дає змоги прогнозувати зміну кислотно-основних характеристик іонообмінників в залежності від хімічної природи їх матриці і фіксованих іоногенних груп. Встановлено, що рівноважна сорбція соляної кислоти на слабоосновних поліакрилових аніонітах залежить від типу фіксованих обмінних центрів і їх способу приєднання до матриці, і не залежить від пористості матриці аніонообмінників. При сорбції соляної кислоти поліакриловими аніонітами з третинними аміногрупами, а також аніонітами, що поряд з третинними містять деяку частку четвертинних сильноосновних груп уявні константи рівноваги є величинами сталими в широкій області зміни складу резинатів і зовнішнього розчину. Показано, що кінетику сорбції соляної кислоти слабкоосновними поліакриловими аніонітами при умовах, характерних для експлуатації ОН-фільтрів першої ступіні установок знесолення, лімітує дифузія всередині гранул іоніту. Розроблена методика визначення основних технологічних показників робочого циклу знесолення води на ОН-фільтрах I ступіні, що базується на теоретичній моделі внутрішньодифузійної динаміки сорбції, дає змогу з високою точністю апріорно розраховувати робочу обмінну ємність аніонітів в процесі знесолення вод.