W razie potrzeby żywice jonowymienne można wytwarzać w postaci proszku, nieregularnych granulek lub kształtów kulistych. Żywice jonowymienne stosowane w chemicznym uzdatnianiu wody mają kształt kulisty i stanowią optymalny wybór oparty na głębokich zasadach inżynierii chemicznej i wymaganiach praktycznych zastosowań.
1. Zalety dynamiki płynów
Porowatość złoża: Żywice sferyczne, gdy są losowo upakowane, mogą tworzyć złoże o bardzo jednolitej porowatości, zwykle pomiędzy 0,36 a 0,43 (co oznacza, że około 36%-43% objętości złoża żywicy to przestrzeń płynąca). Ta stabilna wartość pozwala na bardzo dokładne obliczenia dynamiki płynów i projektowanie systemu.
Porównanie spadku ciśnienia: Przy tym samym natężeniu przepływu i wysokości złoża spadek ciśnienia w systemie generowany przez cząstki żywicy o nieregularnym kształcie może wynosić od 30% do 50% lub nawet więcej niż w przypadku żywic kulistych.
Eliminacja kanałowania: dobrze-zaprojektowane sferyczne złoże żywicy może skutecznie kontrolować kanałowanie do mniej niż 1% objętości złoża, podczas gdy kanałowanie w nieregularnych złożach żywicy może osiągnąć 10–15%, co prowadzi do „bezczynności” dużej ilości żywicy i gwałtownego spadku jej wykorzystania.
001x7 Żywica kationowymienna - GOEPE.COM
2. Wytrzymałość mechaniczna
Wytrzymałość żywicy jest powszechnie mierzona na podstawie „kulistości” i „szybkości zużycia”.
Sferyczność:-wysokiej jakości przemysłowe żywice jonowymienne zazwyczaj wymagają sferyczności (procentu prawdziwie kulistych cząstek) przekraczającej 95%. Wysoka kulistość jest warunkiem wstępnym zapewnienia wyżej wymienionych zalet hydrodynamicznych i wytrzymałości.
Szybkość zużycia: W standardowych testach laboratoryjnych (takich jak pomiar ilości drobnych zanieczyszczeń powstałych w wyniku mieszania i zużycia) roczny stopień zużycia żywicy sferycznej może wynosić zaledwie 0,5–3%. Nieregularna żywica lub zanieczyszczenia powstające w wyniku zużycia mogą zatkać górny system dystrybucji wody, powodując gwałtowny wzrost różnicy ciśnień i potencjalnie skracając cykl operacyjny o ponad 20%.
3. Pojemność wymiany wolumetrycznej
Zdolność wymiany jest podstawowym wskaźnikiem wydajności żywicy, zwykle wyrażanym w mol/L lub g/L.
Ponieważ żywica sferyczna ma najmniejszą powierzchnię właściwą (powierzchnię na jednostkę objętości), może uzyskać najgęstsze upakowanie w kolumnie wymiany o stałej-objętości. Oznacza to, że w zbiorniku wymiennikowym o pojemności 1 metra sześciennego rzeczywista objętość żywicy wypełnionej żywicą sferyczną może sięgać ~0,65 m3, natomiast żywica o nieregularnym kształcie może wynosić tylko ~0,58 m3.
Bezpośrednią korzyścią jest to, że całkowita objętościowa zdolność wymiany żywicy sferycznej jest zazwyczaj o 5–15% wyższa niż w przypadku podobnych produktów o nieregularnych kształtach. To bezpośrednio wydłuża cykl produkcji wody, zmniejsza częstotliwość regeneracji i poprawia efektywność ekonomiczną.