Helfferich准数

简介

定义

简介

与液膜扩散和孔道扩散步骤的速度相比，交换反应步骤的速度通常很快，且可瞬间完成。因此离子交换速度实际上是由液膜扩散步骤或者孔道扩散步骤控制。若前者大于后者，则为孔道扩散(颗粒内扩散)步骤控制，反之为液膜扩散（外扩散）控制离子交换速度。

判断离子交换过程是由液膜扩散还是颗粒内扩散控制，可采用Helfferich准数（He）进行确定。

定义

根据液膜扩散控制与颗粒内扩散控制两种模型得到的半交换周期，即交换率达到一半时所需的时间只比，得到： He=q0Drδl(5+2αA/B)/c0r0Dl

式中：q0—树脂交换容量，kmol/m3;

Dr—树脂颗粒内离子扩散系数，m2/s;

Dl—液相离子扩散系数，m2/s

δl—液膜厚度，m

r0—树脂颗粒半径，m

c0—溶液初始浓度，kmol/m3

αA/B—分离因子，αA/B=(yA/xB)/(yB/xB)，当为一价离子之间的交换时，αA/B等于选择性系数。

He=1时，表示液膜扩散与颗粒内扩散两种控制因素同时存在，且作用相等；

He》1时，表示液膜扩散所需要的半交换周期远远大于颗粒内扩散时的半交换周期，故为液膜扩散控制；

He《1时，表示为颗粒内扩散控制。