BÖLÜM 8 İYON DEĞİŞTİRME. BÖLÜM 8 İYON DEĞİŞTİRME.

... konulu sunumlar: "BÖLÜM 8 İYON DEĞİŞTİRME. BÖLÜM 8 İYON DEĞİŞTİRME."— Sunum transkripti:

1

2 BÖLÜM 8 İYON DEĞİŞTİRME

3 GİRİŞ İyon değiştirme* çözelti içerisindeki yüklü bir iyonun sabit katı partiküle elektrostatik olarak bağlı benzer yüke sahip başka bir iyonla yer değiştirdiği tersinir bir reaksiyondur. İyon değiştirmenin en yaygın kullanım alanı kalsiyum, magnezyum ve diğer çok değerlikli katyonlarla sodyumun yer değiştirdiği su yumuşatma işlemidir

4 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Reçineleri ve Reaksiyonları
İyon Değiştirme Reçineleri. En yaygın polimerik reçine matriksi, yüklü fonksiyonel grupların kovalent bağ ile bağlı olduğu çapraz bağlı bir polistrendir. Divinilbenzen (DVB), stiren ile çapraz bağ yapmak için katkı maddesi olarak kullanılır.

5 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Reçineleri ve Reaksiyonları
Kuvvetli Katyon Değiştirme Reaksiyonları. “Kuvvetli” kelimesi reçinenin fiziksel dayanıklılığını değil elektrolit gücünün ifadesi olan Arrhenius teorisindeki gibi her hangi bir pH’da reçinenin fonksiyonel grubunun iyonik bileşenlerine tamamen ayrışmasını ifade etmektedir.

6

7 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Kinetiği
İyon değiştirme hızı, değiştirilecek iyonu reçineye taşıyan çeşitli taşıma mekanizmalarının hızlarına ve değişim reaksiyonunun kendi hızına bağlıdır.

8 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Kinetiği
Mekanizmalar sırasıyla (Reynolds ve Richards, 1996): çözeltideki iyonların değişiminin gerçekleşeceği katı yüzeyi çevreleyen film ya da sınır tabakaya taşınımı, iyonların film tabakasından katı yüzeye difüzyonu, iyonların katı gözeneklerinden değişim alanlarına doğru difüzyonu, iyonların reaksiyonla değişimi,

9 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Kinetiği
Mekanizmalar sırasıyla (Reynolds ve Richards, 1996): değiştirilmiş iyonların gözeneklerden katı yüzeyine doğru difüzyonu, değiştirilmiş iyonların sınır tabaka boyunca difüzyonu ve değiştirilmiş iyonların çözeltiye taşınımı.

10

11 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Reçinelerinin Özellikleri
Değişim Kapasitesi. İyon değiştirme reçinesinin seçiminde başlıca kriterlerden bir tanesi reçine üzerine değiştirilecek iyonların miktarıdır. Bu miktar reçinenin değişim kapasitesi olarak adlandırılır.

12 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Reçinelerinin Özellikleri
Seçicilik. İyon değiştirme reçineleri çözeltideki iyonlara karşı farklı değişim önceliğine sahiptir. Bu değişim önceliği seçicilik olarak adlandırılmaktadır.

13

14 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Reçinelerinin Özellikleri
Reçine Partikül Boyutu. Partikül boyutu iyon değiştirme prosesi üzerinde iki şekilde etki etmektedir. Partikül boyutu büyüdükçe iyon değiştirme hızı azalırken boyut küçüldükçe yük kaybı artmaktadır.

15 TEMEL KAVRAMLAR İyon Değiştirme Reçinelerinin Özellikleri
Yapı Stabilitesi ve Servis Süresi. Yatak boyunca yüksek basınç farkı reçine taneciklerinin sıkışmasına yol açabilmektedir. Böyle bir durumda yatak boyunca suyun düzensiz dağılımı ve debide azalma olmaktadır.

16 Daha sonra kolon rejenere edilir. İyon değiştirme
PROSES İŞLETİLMESİ İyon değiştirme reçinesi ile temasını sağlamak için su Şekil 8-3’teki gibi basınçlı kolondan geçirilir. Çıkış değeri arıtma gereksinimlerini karşılayamaz seviyeye gelinceye kadar kolondan su geçirilmeye devam edilir. Daha sonra kolon rejenere edilir. İyon değiştirme reçineleri iki farklı yöntemle rejenere edilmektedir (Aynı yönlü ve zıt yönlü).

17 PROSES İŞLETİLMESİ Aynı Yönlü İşletme

18

19 PROSES İŞLETİLMESİ Zıt Yönlü İşletme
Bu yöntemde rejenerasyon kimyasalı reçineye ham su besleme yönünün tersine olacak şekilde beslenir. Genellikle ham su akımı aşağı yönlü ve rejenerasyon akımı ise yukarı yönlüdür.

20 PROSES İŞLETİLMESİ By-pas

21 PROSES İŞLETİLMESİ Çoklu Kolon
Geceleri kısa süreliğine kapatılan ev tipi yumuşatıcılar ya da teknisyen tarafından değiştirilenler hariç doygun hale gelen kolon servis dışı bırakılıp yerine başka bir kolon devreye alınmalıdır.

22 Çok sayıda alternatif düzenleme seçeneği içerisinden üç
PROSES İŞLETİLMESİ Çoklu Kolon Çok sayıda alternatif düzenleme seçeneği içerisinden üç tanesi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlar (1) yedek kolon, (2) seri kolonlar ve (3) paralel kolonlar.

23 İYON DEĞİŞTİRME UYGULAMASI
Katyon ve anyon değiştirme sistemleri için tasarım parametrelerinin tipik değerleri Tablo 8-2’de verilmiştir. Bu bölümde tasarım parametreleri detaylı incelenecektir.

24

25 İYON DEĞİŞTİRME UYGULAMASI
Reçine Seçimi Akış Hızları

26 İYON DEĞİŞTİRME UYGULAMASI
Geri Yıkama Reçine Hacminin Hesaplanması

27 İYON DEĞİŞTİRME UYGULAMASI
Rejenerasyon Yavaş durulama Çevrim Zamanı Tank Tasarımı Borulama Tuzlu Su Uzaklaştırma

28

29 İŞLETME VE BAKIM Rutin izlemeye ilave olarak başlıca işletme gereksinimleri rejenerasyon kimyasalının hazırlanması ve rejenerasyonun uygulanmasıdır. Bu işlemler genellikle otomatik olarak yapılmaktadır.

30 İŞLETME VE BAKIM Pompa ve vanaların rutin bakımına ilaveten periyodik reçine temizliği ve/veya değiştirilmesi gerekir. Temizlik için reçinenin 8 saat veya daha fazla süreyle servis dışı bırakılması gerekir. Temizlik sonrası reçinenin olağandışı rejenerasyonu gerekebilir. Temizleme kimyasalları tehlikeli madde içerir ve kolon malzemesi ile uyumlu olmayabilir.

31