• Чому робоча ємність завжди нижча за повну?

Робоча ємність залежить:

• від загальної ємності;

• кількості регенерату (чим більше, тим вище), особливо для сильноіонізованих;

• швидкості потоку (особливо для слабкоіонізованих): високі швидкості знижують ємність;

• склад вихідної води: юродство сорбенту до іонів різна);

• температура: низька зменшує ємність, а значна не дає можливість видаляти кремнієву кислоту;

• висота завантаження: велике завантаження збільшує ємність при протитоці

Сорбційні процеси класифікують за двома ознаками: механізмом взаємодії сорбату з сорбентом та методом здійснення сорбційного досліду.

Механізм сорбції

Адсорбція та абсорбція

Екстракція

Іонний обмін

Осадкоутворення

Метод

Статичний Динамічний Хроматографічний

За механізмом сорбції (взаємодії сорбату з сорбентом) розрізняють такі процеси:

1. Адсорбція [ – на] - явище накопичення однієї речовини на поверхні іншої хімічно інертної внаслідок міжмолекулярної взаємодії - зовнішнє поглинання. Розрізняють молекулярну та іонну адсорбцію. АУ,СУ

Абсорбція [ - в] – це накопичення речовини всередині іншої речовини з утворенням змішаної фази (молекулярно-дисперсійне розподілення) - поглинання всередину (н-д, набухання).

2. Екстракція [вилучення] - розділення суміші за допомогою розчинника, в якому складові частини суміші неоднаково розчинні. М.б. газова чи рідка, н-д, вилучення U та Pu з палива чи руди.

Здійснюється в промислових умовах в екстракторах або екстракційних колонах.

3. Іонний обмін - обратима хімічна реакція компонентів розчину електроліту з рухливими, обмінними катіонами або аніонами спеціального матеріалу – іоніту. Іноді називають обмінною адсорбцією – на відміну від адсорбції молекулярної без стехіометричного співвідношення між адсорбентом та сорбатом, на твердому іоніті відбувається адсорбція іонів з розчину в строго еквівалентних кількостях, обмін можна описати стехіометричними рівняннями.

Здійснюється в промислових умовах в іонообмінних фільтрах.

4. Осадкоутворення - утворення компонентами розчину малорозчинних з'єднань з хімічно активними речовинами, які знаходяться в порах сорбенту.

Здійснюється у відстійниках, освітлювачах, нейтралізаторах

В природі та технологічних сорбційних процесах взаємодія фаз гетерогенної системи може відбуватись як в умовах їх відносного спокою, так і при відносному русі.

За методом розрізняють три способи здійснення сорбційного досліду:

1. статичний (вся маса сорбенту одночасно контактує з постійним обсягом розчину). Відносний спокій або безпорядочне нерегулярне перемішування для кращого контакту фаз.

У випадку відносного спокою або безпорядочного перемішування сорбенту та розчину відбувається так звана статична сорбція, яка завершується встановленням сорбційної рівноваги. Основний параметр – час встановлення рівноваги, який залежить від сили електролітів (тобто здатності до дисоціації). Статична сорбція використовується при вивченні властивостей сорбенту, н-д, визначення ємності, побудові ізотерм сорбції, визначенні селективності сорбенту до різних компонентів з розчину.

2. динамічний (спрямоване відносне пересування фаз сорбенту і розчину)

У випадку направленого відносного руху здійснюється динамічна сорбція, яка завершується за певним параметром – часом процесу сорбції або концентрацією сорбованого компоненту. Динамічна сорбція може реалізуватись за 4 напрямками: фільтруванням розчину через нерухомий шар, гідродинамічно зажатий шар, зважений шар², крізь шар сорбенту, який пересувається протиточно відносно розчину.

3. хроматографічний (в динамічних умовах за допомогою допоміжного розчину, що не містить компонентів вихідної суміші, досягається геометричне роз'єднанням компонентів суміші в шарі сорбенту та їх послідовний перехід в фільтрат).

Хроматографія основана на фізичному явищі: різні гази (речовини) адсорбуються (поглинаються) активними речовинами з різною швидкістю. Тому, разом почавши шлях по хроматографічній колонці, заповненій такою речовиною, гази поступово розділяються, як бігуни “розтягуються” на довгій дистанції. Першими до протилежного кінця “добігають” ті гази, які погано адсорбуються активною речовиною, а останніми – ті, що адсорбуються краще всіх. Спеціальні детектори визначають вид та кількість газів.