Perhitungan Kapasitas Produksi Air Mixed Bed

Dalam mixed bed, resin penukar kation yang diregenerasi dalam bentuk H⁺ dan resin penukar anion yang diregenerasi dalam bentuk OH⁻ dicampur bersama. Di sekitar setiap butiran resin kation terdapat banyak butiran resin anion, dan di sekitar setiap butiran resin anion terdapat banyak butiran resin kation. Oleh karena itu, mixed bed dapat dianggap sebagai bed majemuk multi-tahap yang terdiri dari banyak resin penukar kation dan anion yang disusun secara bergantian.

Di industri seperti semikonduktor, sirkuit terpadu, dan farmasi, mixed bed sering digunakan sendiri untuk demineralisasi kimia air. Karena jumlah muatan resin kation dan anion lebih sedikit daripada saat menggunakan bed terpisah, dan resin anion juga harus menghilangkan CO₂ sisa dan SiO₂ terlarut dari air, waktu siklus operasi berkurang secara signifikan, sementara waktu regenerasi meningkat berkali-kali lipat. Di pembangkit listrik dengan boiler berparameter tinggi, karena volume air pengisi boiler yang besar, penggunaan mixed bed saja akan mengakibatkan regenerasi yang terlalu sering. Pada saat yang sama, karena persyaratan kualitas air sangat tinggi, mixed bed biasanya digunakan secara seri setelah sistem demineralisasi bed majemuk satu tahap. Hanya saat mengolah air kondensat, mixed bed terpisah digunakan.

Ketika persyaratan kualitas air sangat tinggi, resin yang digunakan dalam mixed bed harus berupa resin kation asam kuat dan resin anion basa kuat. Saat mengolah air kondensat, resin penukar kation dan anion dengan kekuatan tinggi dan rentang ukuran partikel yang relatif seragam harus digunakan. Secara umum, setelah regenerasi mixed bed, kadar tipe RH per unit volume resin kation sekitar 2 hingga 2,5 kali kadar tipe ROH resin anion. Oleh karena itu, jika mixed bed digunakan sendiri untuk demineralisasi, rasio resin kation terhadap resin anion biasanya 1:2.

Air demineralisasi satu tahap normal (≤10 μS/cm) digunakan sebagai air umpan mixed bed. Konduktivitas efluen mixed bed dikontrol pada ≤0,2 μS/cm. Nilai empiris kapasitas produksi air periodik adalah 8.000 hingga 12.000 kali. CO₂ sisa, SiO₂ terlarut, dan anion dalam air umpan semuanya perlu dihilangkan melalui pertukaran resin anion. Karena kapasitas tukar per unit volume resin anion dalam mixed bed lebih rendah daripada resin kation, kapasitas produksi air periodik mixed bed dihitung berdasarkan resin anion. Rumus perhitungannya adalah sebagai berikut:

Rumus Perhitungan Kapasitas Produksi Air Resin Kation/Anion

• Volume Resin (m³): Mengacu pada volume resin anion dalam mixed bed
• Kapasitas Tukar Kerja Resin: Kapasitas tukar kerja resin anion mixed bed umumnya 400 mol/m³-R
• Konsentrasi Molar Total Anion dalam Air Umpan (Cl⁻, SO₄²⁻, CO₂ sisa, SiO₂ terlarut): Dihitung berdasarkan laporan kualitas air pelanggan

Contoh: Konduktivitas 3,2 μS/cm setara dengan kandungan garam 3,2/(berat molekul garam, biasanya diambil 100, yang merupakan nilai empiris) = 0,032 mmol/L. Karena konduktivitas efluen hanya perlu dikontrol di bawah 0,4 μS/cm, kapasitas tukar kerja aktual harus 550 mmol/L. Maka kapasitas produksi air per unit volume resin adalah:

Sekarang dengan diameter 200 mm dan tinggi 800 mm, volume resin adalah 10,5 L. Rasio resin kation terhadap anion adalah 1:2. Perkiraan kapasitas produksi air mixed bed adalah:

Kecepatan aliran operasi adalah 140 m/jam, maka laju alirnya adalah:

Waktu operasi aktual adalah:

Itu sekitar 41 jam.