Лабораторные испытания и оборудование
Введение
Эксперименты с ионообменными смолами требуют простого оборудования и нескольких базовых мер предосторожности.
Объём смолы
Для большинства применений смолы используются и измеряются по объёму, а не по массе. Количество от 50 до 250 мл смолы обычно достаточно для проведения испытаний эффективности и ёмкости.Базовое оборудование
- Ёмкость с раствором для обработки.
- Небольшой кран или резиновая трубка с винтовым зажимом для регулирования расхода.
- Колонка с резиновой пробкой.
- Испытуемая ионообменная смола.
- Дно колонки должно быть оснащено пористым стеклом. Другой вариант — вторая резиновая пробка, покрытая нейлоновой тканью и небольшим слоем стеклянных шариков.
- Ещё один небольшой кран.
- Нижняя ёмкость собирает обработанный раствор.
Объём смолы следует измерять с достаточной точностью. Поскольку в малых колонках пристеночный эффект может влиять на результаты, можно взвесить количество смолы, перенести её в мерный цилиндр, слегка постучать им по резиновому коврику и измерить объём.
Рабочая ёмкость смолы может быть рассчитана с использованием информации на странице о ёмкости.
На рисунке показан слой раствора над слоем смолы. Очень важно никогда не давать колонке высохнуть, иначе гидравлическое распределение может быть нарушено и смола может быть повреждена.
Регенерация смолы может проводиться в том же оборудовании. Этапы регенерации включают:
- Взрыхление (опционально)
- Подача регенеранта
- Вытеснение регенеранта
- Отмывка
Рекомендуемые рабочие условия
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Объём смолы | 50–250 мл |
| Диаметр колонки | 20–30 мм |
| Высота слоя смолы | 150–800 мм |
| Расход при загрузке | 2–40 об./ч |
| Расход регенеранта | 2–5 об./ч |
| Время контакта с регенерантом | 20–60 минут |
| Вытеснение регенеранта | 2–4 об. воды |
| Финальная отмывка | 2–10 об. при рабочем расходе |
Расход выражается в объёмах слоя в час (об./ч), т.е. в литрах раствора на литр смолы в час. В общем случае, чем выше концентрация удаляемых загрязнителей, тем ниже должен быть расход. При заполнении колонки смолой рекомендуется короткое взрыхление деионизированной водой для обеспечения правильной упаковки и классификации слоя.
Может потребоваться более одного цикла
Для определения рабочей ёмкости и проскока часто необходимо провести несколько циклов истощения и регенерации. Первый цикл с новой, полностью регенерированной смолой обычно даёт более высокую ёмкость и более низкий проскок. После двух-трёх циклов достигается равновесие, и последующие циклы должны быть более или менее идентичными.
Стеклянные колонки в лаборатории Lanxess