Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 42. 17 november 1953 - Nya metoder - Luftrening och svavelåtervinning i viskosfabriker, av SHl - Jonuteslutning — en ny separeringsprocess, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
890
TEKNISK TIDSKRIFT
Då vatten behövs för återbildning av järn-III-hydroxid,
måste man se till att den ingående luften är så fuktig att
uttorkning av reningstornen inte sker.
Reningsmassan kan belastas med sin egen vikt svavel
innan detta behöver avlägsnas, vilket sker genom
extraktion med ett lösningsmedel. Vid destillation av
svavellösningen får man rent svavel direkt. Den extraherade
reningsmassan kan användas på nytt efter justering av dess
pH. Den verkar nämligen bäst när den är alkalisk, och
man måste därför också hindra att den blir sur av luflen
som alltid innehåller spår av svavelsyra.
För att avlägsna svavelväte i alkaliskt avfallsvatten
blandar man detta med surt och luftar blandningen. Den
härvid erhållna svavelväte- och kolsvavlehaltiga luften leds
till reningstornen (F Lindner i Chemie-Ingenieur-Technik
juli 1953). SHl
Jonuteslutning — en ny separeringsprocess. Ett antal
undersökningar av moderna jonbytare (Tekn. T. 1953
s. 487) har visat att om en sådan placeras i en utspädd
lösning av en elektrolyt, blir dennas koncentration i den
i jonbytarens porer bundna lösningen lägre än i den fria
mellan jonbytarens korn. För en jonbytare av sulfonerad
polystyren, sampolymeriserad med divinylbensen (DVB),
kan vid jämvikt en stark elektrolyts koncentration i den
bundna lösningen bli bara tiondelen av dess koncentration
i den fria. För icke-elektrolyter är förhållandet oftast om-
Fig. 1. Utflödets volym och normalitet vid separering av
1,15 N saltsyra, 0,66 N ättiksyra genom jonuteslutning med
Dowex 50, 8 °/o DVB, bunden volym 30 ml, fri volym
U2 ml; upptill införande av 100 ml lösning, i mitten
förträngning med vatten, nedtill fullständig separering av
15 ml lösning; • saltsyra, Q ättiksyra,–-teoretiskt
förlopp.
vänt — deras koncentration i den fria lösningen blir
mindre än i den bundna. Den största koncentrationsgradienten
är i detta fall 3 : 1, men ibland går den ned till 1 : 1.
Det är tydligen tänkbart att utnyttja jonbytare för
separering av elektrolyter från icke-elektrolyter när de är
lösta i vatten eller annat polärt lösningsmedel. Denna nya
enhetsprocess, som kan kallas jonuteslutning (Tekn. T.
1953 s. 191, 494), väntas öka jonbytarnas användbarhet
betydligt och möjliggöra förbättring av många existerande
processer och analysmetoder.
Jonuteslutning kan användas t.ex. för skiljande i
vattenlösning av koksalt från etylenglykol och högre glykoler,
etylendiamin och högre aminer, etylalkohol, formaldehyd,
alkanolaminer eller borsyra, ammoniumklorid från
aminosyror, saltsyra från ättiksyra eller diklorättiksyra och
triklorättiksyra från diklorättiksyra.
I USA är en anläggning med en jonbytarbädd på 850 1 i
drift. Metodens värde består framför allt i dess enkelhet
och i den relativt ringa kemikaliekostnaden. Jonbytaren
behöver nämligen inte regenereras som vid jonutbyte.
Jonuteslutning är särskilt lämplig för lösningar med hög
jonkoncentration då jonutbyte i sådana fall blir för dyrbart.
Den kan vidare liksom jonutbyte ersätta fraktionerad
kristallisation, destillation och andra separeringsmetoder.
Teorin för jonuteslutning kan utredas under antagande
att vid behandling av en vattenlösning av en elektrolyt
och en icke-elektrolyt den förras koncentration i bunden
lösning är noll medan den senares är lika stor i den
bundna som i den fria lösningen. Jonuteslutning sker i en
lösning som rinner genom en kolonn fylld med jonbytare,
t.ex. Dowex 50 (stark katjonbytare) med 8 % DVB. I
natriumform håller denna ca 60 vol-°/o bunden lösning. För
en jonbytare med jämna sfäriska korn upptas ca 30 %
av jonbytarbädden av fri lösning.
Elektrolyten bör uppträda i utflödet från kolonnen först
när tillflödets volym har blivit större än den fria
lösningens Vx, och då i lika stor koncentration som i tillflödet.
Icke-elektrolyten visar sig däremot inte i utflödet förrän
tillflödets volym uppgår till Vx + V2, där Vs är bunden
lösnings volym. Ingen av de gjorda förutsättningarna gäller
emellertid i verkligheten, och man får därför i praktiken
kurvor enligt fig. 1 för komponenternas koncentrationer i
utflödet.
Avbryts tillflödet av lösning och ersätts med vatten,
avlägsnas teoretiskt all elektrolyt med Vx volymsenheter
vatten medan V± + V2 behövs för bortförande av all
icke-elektrolyt (fig. 1). Man kan kombinera de båda
processerna genom att först tillföra F3 volymsenheter lösning
och sedan vatten. På detta sätt kan fullständig separering
uppnås (fig. 1) om V3 < V2. Upprepas processen genom
växelvis tillförande av V3 volymsenheter lösning och Vt
volymsenheter vatten varvid Vé > V2, kan man
åstadkomma en halvkontinuerlig separering av lösningens
komponenter. För att denna i praktiken skall bli så fullständig
som möjligt måste V3 vara mycket mindre än V2 och V4
mycket större än V2.
Jonbytaren behöver inte vara en stark katjonbytare. Man
kan separera t.ex. saltsyra och ättiksyra fullständigt vid
kloridformen av en stark an jonbytare, såsom Dowex 1.
Likaså har koksalt och etanol skilts fullständigt med
hy-drokloridformen av en svag anjonbytare, t.ex. Dowex 3,
och betydande separering har uppnåtts t.o.m. med denna
jonbytare i basform i vilken den säkerligen är mycket
mindre joniserad och hydrofil än i saltform. Allmänt
gäller att jonbytaren bör vara i samma jonform som den
elektrolytiska komponenten i det material som skall
separeras. I praktiken blir detta givetvis automatiskt fallet
efter en viss tids drift.
För att god separering skall nås vid jonuteslutning är det
nödvändigt att den fasta jonkoncentrationen i jonbytaren
är stor, att den bundna lösningens volym är så stor att
jonbytarens kapacitet blir tillräcklig och att jämvikt
uppnås snabbt. Det första villkoret uppfylls av jonbytare med
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
