МОДЕЛИРОВАНИЕ ИОННОГО ОБМЕНА НА СМЕСЕВОМ КАТИОНИТЕ Н+, NA+ В ПРОЦЕССАХ ВОДОПОДГОТОВКИ
Рубрики: 2. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Авторы:
1.
КНИТУ; KNITU
2.
КНИТУ; KNITU
3.
Национальная ассоциация кулинаров России
4.
ООО «АкваБрит»
Тип:
Статья
Страницы:
с 44
по 49
Статус:
В работе
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ПРОЦЕССЫ ИОНООБМЕНА, УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ, КИНЕТИКА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ИОННОГО ОБМЕНА
Аннотация (русский):
Разработана математическая модель многокомпонентного ионообмена на смесевом катионите (Н+, Nа+) в картриджах, выпускаемых российской компанией «АкваБрит». Целью этого процесса является поддержание общей и карбонатной жесткости, а так же показателя pH воды в рамках норм ее использования в различных системах. В модели используется авторская методика описания матрицы коэффициентов многокомпонентной диффузии при ионном обмене в водной фазе. Для расчета матрицы коэффициентов многокомпонентной диффузии используются данные по эйнштейновским коэффициентам диффузии, которые определяются через ионные проводимости соответствующих ионов. Коэффициенты массоотдачи определялись по известным критериальным уравнениям в матричной форме. Проанализированы соотношения диагональных и недиагональных элементов матрицы коэффициентов массоотдачи. Показана возможность в определенных условиях пренебречь недиагональными элементами. Решением системы уравнений математической модели являются нестационарные профили концентраций ионов Ca2+, Н+, Nа+, HCO 3 - в водной фазе и фазе ионита. Математическая модель содержит 4 параметра, значения 3-х из которых, были определены в предыдущей работе, а один был идентифицирован по экспериментальным данным. Было установлено, что в силу чрезвычайно низких концентраций водорода по сравнению с концентрацией других ионов для фиксируемого в эксперименте pH численное решение системы уравнений математической модели давало значительную ошибку. Поэтому для определения pH воды на выходе из картриджа предлагается использовать условие химического равновесия. Результаты моделирования позволили выявить особенности изменения концентрации ионов на выходе из картриджа, в том числе при наличии байпаса. Результаты моделирования удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, что дает основание рекомендовать модель для использования при решении проектных и поверочных задач в области ионообменных процессов и аппаратов для умягчения воды.
Разработана математическая модель многокомпонентного ионообмена на смесевом катионите (Н+, Nа+) в картриджах, выпускаемых российской компанией «АкваБрит». Целью этого процесса является поддержание общей и карбонатной жесткости, а так же показателя pH воды в рамках норм ее использования в различных системах. В модели используется авторская методика описания матрицы коэффициентов многокомпонентной диффузии при ионном обмене в водной фазе. Для расчета матрицы коэффициентов многокомпонентной диффузии используются данные по эйнштейновским коэффициентам диффузии, которые определяются через ионные проводимости соответствующих ионов. Коэффициенты массоотдачи определялись по известным критериальным уравнениям в матричной форме. Проанализированы соотношения диагональных и недиагональных элементов матрицы коэффициентов массоотдачи. Показана возможность в определенных условиях пренебречь недиагональными элементами. Решением системы уравнений математической модели являются нестационарные профили концентраций ионов Ca2+, Н+, Nа+, HCO 3 - в водной фазе и фазе ионита. Математическая модель содержит 4 параметра, значения 3-х из которых, были определены в предыдущей работе, а один был идентифицирован по экспериментальным данным. Было установлено, что в силу чрезвычайно низких концентраций водорода по сравнению с концентрацией других ионов для фиксируемого в эксперименте pH численное решение системы уравнений математической модели давало значительную ошибку. Поэтому для определения pH воды на выходе из картриджа предлагается использовать условие химического равновесия. Результаты моделирования позволили выявить особенности изменения концентрации ионов на выходе из картриджа, в том числе при наличии байпаса. Результаты моделирования удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, что дает основание рекомендовать модель для использования при решении проектных и поверочных задач в области ионообменных процессов и аппаратов для умягчения воды.
Ключевые слова:
ПРОЦЕССЫ ИОНООБМЕНА, УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ, КИНЕТИКА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ИОННОГО ОБМЕНА
ПРОЦЕССЫ ИОНООБМЕНА, УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ, КИНЕТИКА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ИОННОГО ОБМЕНА
