離子交換器樹脂的選用
鈉離子復交換軟化處理的原制理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換,從而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂,其交換過程如下:
2RNa
+
Ca2+
=R2Ca
+
2Na+
2RNa
+
Mg2+
=R2Mg
+
2Na+
即水通過鈉離子交換器後,水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。
當鈉離子交換樹脂失效之後,為恢復其交換能力,就要進行再生處理。再生劑為價廉貨廣的食鹽溶液。再生過程反應如下:
R2Ca
+
2NaCl
=2RNa
+
CaCl2
R2Mg
+
2NaCl
=2RNa
+
MgCl2
⑵ 鈉離子交換器裡面的樹脂用多少年失效
國產約1年;進口樹脂根據品牌和使用狀況不同壽命在1.5-3年不等。檢查樹脂是否失效主要看再生後水的硬度是否在3ppm以下,同時觀察再生後的水量。
軟化器即為鈉離子交換器,離子交換器分為:鈉離子交換器、陰陽床、混合床等種類。離子交換柱(器)外殼一般採用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯復合玻璃鋼(PVC-FRP)、有機玻璃(PMMA)、有機玻璃復合透明玻璃鋼(PMMA-FRP)、鋼襯膠(JR)、不銹鋼襯膠等材質。主要用於鍋爐、熱電站、化工、輕工、紡織、醫葯、生物、電子、原子能及純水處理的前道處理,工業生產所需進行硬水軟化、去離子水制備的場合,還可用於食品葯物的脫色提純,貴重金屬、化工原料的回收,電鍍廢水的處理等。
混床是將陰陽離子交換樹脂按一定混合比例裝填在同一個離子交換器內,由於混合離子交換後進入水中的H離子與OH離子立即生成電離度很低的水分子,可以使交換反應進行得十分徹底。混床一般設置於一級復床之後,對水質的進一步純化處理。當水質要求不高時,也可以單獨使用。
鈉離子交換器即軟化器是用於去除水中鈣離子、鎂離子,製取軟化水的離子交換器。組成水中硬度的鈣、鎂離子與軟化器中的離子交換樹脂進行交換,水中的鈣、鎂離子被鈉離子交換,使水中不易形成碳酸鹽垢及硫酸鹽垢,從而獲得軟化水。
⑶ 離子交換樹脂的原理及應用是什麼
原理
離子交換樹脂是一種聚合物,帶有相應的功能基團。一般情況下,常規的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。當水中的鈣鎂離子含量高時,離子交換樹脂可以釋放出鈉離子,功能基團與鈣鎂離子結合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。硬水就變為軟水,這是軟化水設備的工作過程。
當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合後,樹脂的軟化能力下降,可以用氯化鈉溶液流過樹脂,此時溶液中的鈉離子含量高,功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合,這樣樹脂就恢復了交換能力,這個過程叫作「再生」。
由於實際工作的需要, 軟化水設備的標准工作流程主要包括:工作(有時叫做產水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接近,只是由於實際工藝的不同或控制的需要,可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的(其中,全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程)。
反洗:工作一段時間後的設備,會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物,把這些污物除去後,離子交換樹脂才能完全曝露出來,再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入,從頂部流出,這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鍾左右。
吸鹽(再生):即將鹽水注入樹脂罐體的過程,傳統設備是採用鹽泵將鹽水注入,全自動的設備是採用專用的內置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定的壓力即可)。在實際工作過程中,鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好,所以軟化水設備都是採用鹽水慢速流過樹脂的方法再生,這個過程一般需要30分鍾左右,實際時間受用鹽量的影響。
慢沖洗(置換):在用鹽水流過樹脂以後,用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗,由於這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂離子被鈉離子交換,根據實際經驗,這個過程中是再生的主要過程,所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同,即30分鍾左右。
快沖洗:為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈,要採用與實際工作接近的流速,用原水對樹脂進行沖洗,這個過程的最後出水應為達標的軟水。一般情況下,快沖洗過程為5-15分鍾。
應用
1)水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產量的90%,用於水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上,其次是原子能、半導體、電子工業等。
2)食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如:高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後,再經水解反應,產生葡萄糖與果糖,而後經離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。
3)制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。
4)合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼,同樣可進行上述反應,且優點更多。如樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環境,反應容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應而成,代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。
5)環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。
6)濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
其他補充:
離子交換技術有相當長的歷史,某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是,隨著現代有機合成工業技術的迅速發展,研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂,並開發了多種新的應用方法,離子交換技術迅速發展,在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種,年產量數十萬噸。
在工業應用中,離子交換樹脂的優點主要是處理能力大,脫色范圍廣,脫色容量高,能除去各種不同的離子,可以反復再生使用,工作壽命長,運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術,如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等,各具獨特的功能,可以進行各種特殊的工作,是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用,是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題,是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。
離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯),通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架,再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀,也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范圍內,大部分在0.4~0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性),化學性質也很穩定,在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團,它即是交換官能團,在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH-或Cl-),同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換,從而將溶液中的離子分離出來。
離子交換樹脂的品種很多,因化學組成和結構不同而具有不同的功能和特性,適應於不同的用途。應用樹脂要根據工藝要求和物料的性質選用適當的類型和品種。
⑷ 離子交換樹脂和離子交換器的區別
什麼是離子交換樹脂?
離子交換是一種可逆的化學反應,其中從溶液中除版去溶解的離子並權用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹脂本身不是化學反應物,而是促進離子交換反應的物理介質。樹脂本身由形成烴網路的有機聚合物組成。整個聚合物基質是離子交換位點,其中帶正電離子(陽離子)或帶負電離子(陰離子)的所謂「官能團」固定在聚合物網路上。這些官能團容易吸引相反電荷的離子。
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⑸ 離子交換樹脂的還原方式
離子交換樹脂的還原一般是使用再生劑進行再生,從而達到還原的目的。
陽離子交換樹脂的再生方法:
首先要將陽離子交換樹脂床裡面的水放空,然後關閉全部閥門,只需要打開進酸閥、上排閥,然後將酸泵打開,然後放入酸液,在液面超過樹脂20厘米以上,打開下排,流速和進酸速度相同,流量一般在600-1000L/H左右,酸洗時間最好不要低於40分鍾,酸洗之後可以直接清洗樹脂,首先打開砂過濾和精密過濾,然後放掉酸液,再打開上進和下進,清除掉殘留的酸液,然後關閉樹脂床下進閥,開始進行清洗,清洗時打開樹脂床上排閥,陽床內的水須始終漫過樹脂,不要使樹脂失水。清洗到下排閥出水接近中性為止。
對於污染較嚴重的樹脂,可用鹼性食鹽溶液反復處理,一些報道有提到:某些絡合劑、沉澱劑、增溶劑、氧化劑以及外力等能夠改變樹脂污染物的化學物理環境。在鹽鹼復甦液的基礎上,加入一定濃度的腐殖酸絡合劑、腐殖酸增溶劑、有機物的抗氧化劑及抗靜電作用屏蔽劑等,陰離子吸附樹脂復甦效果有所提高。當採用上述方式再生後制水量任無法達到原來制水置一半時,應考慮更換新樹脂。
陽離子交換樹脂再生劑:
1.再生劑的純度
再生用的葯品質量對陽離子交換樹脂的再生效果有很大的影響,陰陽離子交換樹脂再生採用高純鹼有利於對陰樹脂的再生。根據離子交換平衡原理,對工業鹼與高純鹼質量的理論分析得出,採用高純鹼再生時,其陰床出水Cl一含量僅為工業鹼再生時的1/46。實踐證明,採用高純鹼再生時,樹脂的再生度提高了約77%,樹脂的工作交換容量提高了約13%,同時設備的周期制水量提高了約16 %。
2.再生劑量
離子交換是可逆的,離子交換劑失效後理論上再生1 mol離子量需要再生劑的摩爾量稱為再生比耗(或稱再生水平),以100%純度再生劑表示。也可用實際再生劑的消耗量與理論需要量的比值來表示,如強鹼陰樹脂需要100%純度NaOH的再生比耗為1.5,即實際再生lmol離子量需要的NaOH量1.5×40是60g(1molNaOH是40g),也可以說強鹼陰樹脂需要100%純度NaOH的再生比耗(再生水平)為60g/mol。再生比耗與進水水質、樹脂質量、再生方式等因數有關。陽離子交換樹脂首次再生,其再生劑量應是設計再生劑量的1.5~2倍,逆流再生設備在大反洗後的再生劑量要增加10%-50%。
⑹ 離子交換器樹脂每年的補充率是多少
交換樹脂顆粒在運行中,由於相互磨軋和脹縮作用,會發生碎裂現象,所以其耐磨回性是一個影響其實答用
性能的指標。一般,其機械強度應能保證每年的樹脂耗損量不超過3%~7%。
我覺得沒有必要每年補充,看你的樹脂損失情況。損失10-20%才補充。
⑺ 新換了樹脂後開啟鈉離子交換器時應該注意些什麼
新換了樹脂後,開啟鈉離子交換器時應該注意對樹脂進行預處理再生,具內體步驟如下:
容1)先進行反洗至出水無色無味,停止進水,待樹脂自然下降成床;
2)吸鹽再生(再生液為NaCl,濃度為5-8%,用量為樹脂裝填體積量的4倍,因為首次再生,須加倍量再生,前3倍再生液以3-5m/h的流速再生樹脂,在進完最後一倍再生液時,關掉排空閥,讓這部分再生液浸泡樹脂4-8小時,以獲得最大再生效果。以後運行再生液接觸時間不能低於30分鍾,最好能達到50分鍾以上)。
3)正洗。
4)投入運行。
交換器更換樹脂方法:
1,如果交換器很小的話,直接把樹脂罐里的樹脂倒出來,沖洗干凈,然後就是將新購買的樹脂倒入就可以了。
2,如果交換器系統比較大的話,一般樹脂罐下面有卸料口,沒有的話可以用軟管把樹脂從罐體裡面吸出來(虹吸),之後就是把新樹脂倒入即可。
3,新樹脂第一次再生時間要稍微比平時的時間要長一些,效果會更好。
⑻ 發電機定冷水離子交換器在什麼情況下需要更換樹脂
系統中定冷水抄的電導率襲不能維持在0.5μS/cm以下,或者壓力損失超過98kpa,則說明交換樹脂已經失效,應進行更換。
一種發電機定冷水處理裝置,它屬於水處理領域,特別是火電廠發電機定冷水系統的水處理裝置,它包括陽離子交換器、陰離子交換器和微濾裝置,其特徵在於它還包括一個連接在發電機定冷水箱與微濾裝置之間的膜脫氣裝置;陰離子交換器為OH型陰離子交換器;陽離子交換器為Na型陽離子交換器和H型陽離子交換器;它還包括一個連接發電機定冷水箱上的緩沖氣囊。本實用新型可以去除定冷水中的溶解氧和二氧化碳,並具有良好的定冷水系統常壓密封等功能,使定冷水的溶解氧濃度維持在30μg/L以下,使定冷水水質符合行業標准,且有效地防止了發電機定子繞組線圈銅線棒的腐蝕,保證發電機的絕緣性能和運行穩定。
⑼ 離子交換器陰陽樹脂使用壽命是多少年
理論上講:離子交換樹脂只要理化性能和耐磨性能達到標准,如沒有外部因數的原因,離子樹脂本身沒什麼得失,使用八年十年是沒問題的…。華粼水質
⑽ 鈉離子交換器樹脂層高和壓脂層高的區別
通俗地來講:不管多大出源力的鈉離子交換器,因交換器體內有一個中排裝置,就必須裝填200mm高的壓實層樹脂。比方:1.5米高交換層樹脂,就必須裝填0.2米高壓層樹脂,那麼樹脂層的總高度是1.7米高。現在有一種新型的逆流再生鈉離子交換器了,採用多路閥控制,當設備經再生程序後進入制水狀態時,交換器整個交換層呈壓實狀態運行制水,該設備運行工況穩定,設備出水質量好,是目前比較先進的軟化水製取設備,同時也可對原有的手動逆流再生設備改造…。一傑水質