【Jeden Tag eine Frage】Grundlagen der Chemieingenieurwesen 311: Ionenaustauscher (31. Januar)
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Diesen Beitrag wurde zuletzt von „Zaihui Kangqiao“ am 5. Februar 2016 um 17:04 bearbeitet. Im Bereich „Theorie der Chemietechnik“ startet ab sofort die Aktion „Eine Frage pro Tag“, um allen dabei zu helfen, ihre Grundkenntnisse in der Chemietechnik zu festigen. In Folge werden auch die Serien „Grundlagen der Chemietechnik“, „Stoffübertragung und Trennverfahren“, „Thermodynamik der Chemietechnik“ sowie „Chemietechnische Verfahren“ eingeführt. Wir hoffen auf eure aktive Unterstützung! Euch allen wünschen wir ein frohes Weihnachtsfest~~ Bei der Aktion „Eine Frage pro Tag“ könnt ihr direkt die Antwort einsehen; das Thema wird nach einem Tag geschlossen! ! Um die kontinuierliche Beteiligung aller in diesem Jahr zu fördern! Für die Teilnahme gibt es bereits 3 Reichtumsbelohnungen, bei richtigen Antworten kommen zusätzlich 4 Reichtümer dazu~~~ Kurzfrage: Warum verringert eine unordentliche Schichtung der Resin im Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher die Regenerierungsleistung? Antwort: Denn in einem Ionenaustauscher mit Gegenstromregeneration ist das Harz im oberen Bereich des Bettes in einem stark abgenutzten Zustand, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung – dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Antwort: Denn in einem Ionenaustauscher mit Gegenstromregeneration ist das Harz im oberen Bereich des Bettes in einem stark abgenutzten Zustand, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung – dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Warum verringert eine unordentliche Schichtung der Resin im Umkehrstrom-Ionenaustauscher die Regenerierungsleistung? Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass Schichten mit sehr geringer Funktionsfähigkeit im unteren Bereich mit Schichten zusammenkommen, die völlig funktionsunfähig sind. Wenn dieselbe Menge desselben Regenerierungsmittels verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungsstärke. Außerdem kann es während des Regenerierungsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit dem Austauschmittel locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Partikel des Austauschmittels nach oben und unten. Die regenerierte Harzschicht gelangt somit in die obere Region, während die unregenerierte Harzschicht in der unteren Region bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht eine gleichmäßige Struktur, in der der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit hohem Regenerationsgrad am Boden entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Denn in einem Ionenaustauscher mit Gegenstromregeneration ist das Harz im oberen Bereich des Bettes stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert, während das Harz im oberen Bereich nur teilweise regeneriert wird. Wenn sich die Resin-Schichten während der Regeneration durcheinanderbringen, entsteht eine Mischung aus Resin-Schichten mit sehr geringer Funktionsfähigkeit im unteren Bereich und Resin-Schichten, die völlig funktionsunfähig sind, im oberen Bereich. Wenn dieselbe Menge desselben Regenerierungsmittels verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungsstärke. Außerdem kann es während des Regenerierungsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit dem Austauschmittel locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Partikel des Austauschmittels nach oben und unten. Die regenerierte Harzschicht gelangt somit in die obere Region, während die unregenerierte Harzschicht in der unteren Region bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht eine gleichmäßige Struktur, in der der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit hohem Regenerationsgrad am Boden entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Warum verringert eine unordentliche Schichtung der Resin im Umkehrstrom-Ionenaustauscher die Regenerierungsleistung? Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.
Ein Filter – warum sinkt er?
Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass Schichten mit sehr geringer Funktionsfähigkeit im unteren Bereich mit Schichten zusammenkommen, die völlig funktionsunfähig sind. Wenn dieselbe Menge desselben Regenerierungsmittels verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungsstärke. Außerdem kann es während des Regenerierungsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit dem Austauschmittel locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Partikel des Austauschmittels nach oben und unten. Die regenerierte Harzschicht gelangt somit in die obere Region, während die unregenerierte Harzschicht in der unteren Region bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht eine gleichmäßige Struktur, in der der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit hohem Regenerationsgrad am Boden entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des abgegebenen Wassers, die Betriebsdauer wird kürzer und die Regenerierungseffizienz nimmt ab
Unordentliche Anordnung der Harze verringert die Austauschfläche und damit auch die Wirkung der Regeneration
Da die Regeneration des Harzes durch eine Natriumchloridlösung von unten nach oben Schicht für Schicht erfolgt, verringert eine unordentliche Schichtung des Harzes sicherlich die Regenerierungseffektivität.
Wenn die Verteilung der Resin ungleichmäßig ist, entstehen in bestimmten Bereichen kleine Kontaktflächen zwischen der Regenerierflüssigkeit und der Resin. Dadurch bleibt die Regenerierflüssigkeit nur kurze Zeit dort, was zu einer unvollständigen Regeneration führt.
Denn in einem Gegenstrom-Regenerationsionenaustauscher ist das Harz im oberen Bereich der Matrix stark abgenutzt, während das Harz im unteren Bereich als Schutzschicht dient und nur geringfügig abgenutzt ist. Bei der Regeneration kommt die neue Regenerierungsflüssigkeit zunächst mit dieser Schutzschicht in Berührung; dieses Harz wird somit vollständig regeneriert. Die Regenerierungsrate des Harzes im oberen Bereich ist niedriger. Wenn sich das Harz während der Regeneration vermischt, kann es dazu kommen, dass das Harz im unteren Bereich, dessen Funktionsfähigkeit bereits sehr gering ist, mit den Schichten aus Harz vermischt wird, deren Funktionsfähigkeit völlig ausgefallen ist. Wenn dieselbe Menge und derselbe Art von Regenerierungsstoff verwendet wird, erreicht die untere Harzschicht nicht mehr die ursprüngliche Regenerierungstiefe. Außerdem kann es während des Regenerationsprozesses dazu kommen, dass die Schicht mit den Austauschpartikeln locker wird. In diesem Fall bewegen sich die Austauschpartikel nach oben und unten. Die regenerierte Resin gelangt in die obere Schicht, während die noch nicht regenerierte Resin in der unteren Schicht bleibt. Dadurch entsteht keine Abfolge von Bereichen mit zunehmendem Grad der Regeneration von oben nach unten. Stattdessen entsteht ein homogener Körper, in dem der Grad der Regeneration überall gleich ist. Es kann also keine Schicht mit sehr hohem Regenerierungsgrad an der Unterseite entstehen – dadurch geht auch der Vorteil der Gegenstromregeneration verloren. Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Abwassers, der Betriebszyklus wird kürzer und die Regenerierungseffektivität nimmt ab.