Modélisation d'un échangeur d'ions : possibilités et limites des modèles disponibles — Proposition d'un modèle prenant en compte les limitations diffusionnelles et la dispersion hydrodynamique

¹ S.G.N. 78184 Saint-Quentin-Yvelines, France.
² L.S.G.C. C.N.R.S., E.N.S.I.C., 1 rue Grandville, 54042 Nancy Cedex, France.

Résumé

En modélisant les équilibres résine/solution à l'aide de coefficients de sélectivité supposés constants, les étapes de diffusion externe et interne par des systèmes du premier ordre et la dispersion hydrodynamique par le modèle des mélangeurs en cascade avec recyclage interne, nous proposons un modèle simple, permettant de prévoir le fonctionnement d'un échangeur d'ions. A partir de paramètres que l'on peut soit déterminer à l'aide d'expériences simples, soit estimer à partir de données de la littérature, ce modèle permet de très bien représenter des courbes de perçage obtenues expérimentalement pour diverses solutions d'alimentation.

Abstract

Modelling resin/solution equilibria with constant selectivity coefficients, external and internal diffusion steps with first order system, and hydrodynamic dispersion with the mixing cells in series model with internal backflow, we derive a model allowing to predict the behavior of an ion-exchange process. With parameters estimated from simple experiments or from the literature data, this model is able to predict the experimental breakthrough curves obtained for various inlet composition.