Анализ процессов ионного обмена в урановой технологии

30.05.2018
При изучении ионного обмена экспериментальные данные удобно обрабатывать с помощью тех же методов, которые используются при рассмотрении других диффузионных процессов, т. е. с применением теории подобия.

Ионный обмен является процессом, идущим у твердой поверхности фазового контакта, поэтому можно применять обобщенные уравнения массопередачи в форме

что подтверждается данными целого ряда исследователей, работающих в этой области.

Для процессов, идущих по внешнедиффузионной кинетике, Сельке предлагает, например, использовать уравнение (7.4), где величина кинетического коэффициента вычисляется из критериальной зависимости

Рассмотрение процесса сорбционного извлечения веществ из растворов в динамических условиях дает обобщенное уравнение для слоя длиной L:

где Nug = kd2/D1 — диффузионный критерий Нуссельта; k — коэффициент массопередачи; D1 — коэффициент внешней диффузии; Re = аdэ/v — критерий Рейнольдса; w — скорость раствора; v — кинематическая вязкость; Prg = v/D1 — диффузионный критерий Прандтля; Г = L/Dл — симплекс, учитывающии геометрию аппарата; Dk — диаметр аппарата; сн = с/ср — симплекс, учитывающим изменение концентрации вещества в растворе.

Коэффициент массопередачи при этом определяют с помощью уравнения

где v — объем слоя сорбента; Aс — средняя движущая сила процесса; т — продолжительность обмена; а — количество вещества, поглощенного сорбентом.

Некоторые исследователи применяют для оценки эффективности ионного обмена понятие о величине, эквивалентной теоретической тарелке, ВЭТТ, которая определяется как высота слоя, на выходе из которого концентрация поглощаемого вещества в растворе соответствует равновесной активности сорбента. В первом приближении величину ВЭТТ принимают равной

где k1 — кинетический коэффициент внешней диффузии; v — относительная скорость раствора.

Однако такие теоретические представления имеют ряд недостатков, затрудняющих их использование.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: