陰陽離子交換器的交換原理
❶ 離子交換的原理
有兩種理論可用於研究交換過程的選擇性:
① 多相化學反應理論假定離子A1與A2之間有如下的交換反應:
式中Z1和Z2分別為離子A1和A2的化合價;A1和A2表示存在於溶液相中的離子;凴1和凴2表示存在於樹脂相中的離子。以離子濃度C代替活度,依據質量作用定律,可得出離子交換平衡常數為: 式中C1、C2、叿1和叿2分別為A1、A2、凴1和凴2的離子濃度。此常數又稱選擇性系數。
②膜平衡理論認為樹脂表面相當於半透膜, 所交換的離子能自由通過;而連接在樹脂骨架上的離子不能通過。按照F.G.唐南膜平衡原理,可得出格雷戈爾公式:
式中R為摩爾氣體常數;T為絕對溫度;α1、α2、ā1和ā2分別為離子A1、A2、凴1和凴2的活度;π為滲透壓;堸為位於樹脂相的離子的偏摩爾體積。由上式可以看出,化合價較高、體積較小(即水化半徑較小)的離子,將優先與樹脂結合。因此,溶液中各種離子的化合價及體積相差越大,離子交換過程的選擇性越高。 離子交換是一種液固相反應過程,必然涉及物質在液相和固相中的擴散過程。在常溫下,交換反應的速度很快,不是控制因素。如果進行交換的離子在液相中的擴散速度較慢,稱為外擴散控制,如果在固相中的擴散較慢,則稱為內擴散控制。
早期的研究系從斐克定律(見分子擴散)出發,所導出的速率方程式只適用於同位素離子的交換。實際上,離子交換過程至少有兩種離子反向擴散。如果它們的擴散速率不等,就會產生電場,此電場必對離子的擴散產生影響。考慮到此電場的影響,F.G.赫爾弗里希導出相應的速率方程為:
式中N為物質通量;D為擴散系數;F為法拉第常數;φ為電極電位。
❷ 離子交換器參數的工作原理是什麼
工作原理就是離子的交換。運行時:陽樹脂 (h-r) (m ) --> :(m-r) (h )陰樹脂 (oh-r) (x-) --> :(x-r) (oh-)其中m 為金屬離子,x-為陰離子。再生回過程為其逆過程。答
❸ 離子交換設備的工作原理
離子交換來系統是通過陰陽離源子樹脂對水中的陰陽離子進行置換的處理工藝,離子交換設備中的陰陽離子交換樹脂按照不同的比例進行搭配,組成離子交換陽床系統、離子交換陰床系統和離子混床系統三種。混床系統是在反滲透處理工藝後用來製取超純水。離子交換設備採用離子交換方法,把水中的陰陽離子清除,用氯化鈉代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應方程式如下:
陽離子交換樹脂:R—H+Na+ R—Na+H+
陰離子交換樹脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應式為:
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
從而看出,水中的氯化鈉已分別被樹脂上的氫離子和氫氧根離子所取代,生成水,達到清除水中鹽的作用。
❹ 陰陽混合離子交換器原理是什麼,誰可以解下惑
【陰陽混合離子交換器原理】
陰陽混合離子交換器即混床是指水依次通過裝有氫型內陽離子交換樹脂的容陽床和裝有氫氧型陰子交換樹脂的陰床的系統。氫型陽交換床用於除去水中的陽離子;氫氧型陰交換床用於除去水中的陰離子。通過復床可將水中的種礦物鹽基本除去。為了獲取較好的除鹽效果,陽床內裝載強酸陽離子交換樹脂,陰床一般內裝載強鹼陰離子交換樹脂。混床也分為體內同步再生式混床和體外再生式混床。
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❺ 進行水處理的陰陽離子交換器的工作原理是什麼 RT
工作原理就是離子的交換.
運行時:陽樹脂 (H-R) + (M+) --> :(M-R) + (H+)
陰樹脂 (OH-R) + (X-) --> :(X-R) + (OH-)
其中M+為金屬離子回,X-為陰離子.
再生過程為其答逆過程.
❻ 一般電廠的陰陽離子交換器的工作原理
陽床用酸再生之後,樹脂為H型,運行時吸附水中的陽離子,放出H離子,
陰床用鹼再生之後,樹脂為OH型,運行時吸附水中的陰離了,放出OH離子,
放出來的H離子和OH離子反應生成水分子,達到除鹽的目的。
❼ 離子交換法的原理
吸附(adsorption)
溶液中的離子與樹脂上官能團發生反應,並結合到樹脂上的過程。
淋洗(elution)
用一定濃度的淋洗劑將已吸附在離子交換樹脂上的金屬由樹脂轉移到水溶液中的過程,又稱解吸。
轉型(transformation)
將樹脂從一種型式轉變為其他離子型式的過程。
離子交換樹脂(ion exchange resin)
一種帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構與不溶性的高分子聚合物。通常是球形顆粒物。
飽和樹脂(loadedresin)
在某一特定條件下,當吸附尾液中被吸附離子的濃度與進料液中濃度相等或達到動態平衡時的離子交換樹脂。
離子交換法是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過濾原水,水中的離子會與固定在樹脂上的離子交換。常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前,先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂,以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。
離子交換樹脂利用氫離子交換陽離子,而以氫氧根離子交換陰離子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯製成的陽離子交換樹脂會以氫離子交換碰到的各種陽離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的,以包含季銨鹽的苯乙烯製成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合後生成純水。
陰陽離子交換樹脂可被分別包裝在不同的離子交換床中,分成所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。也可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起,置於同一個離子交換床中。不論是哪一種形式,當樹脂與水中帶電荷的雜質交換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子,就必須進行「再生」。再生的程序恰與純化的程序相反,利用氫離子及氫氧根離子進行再生,交換附著在離子交換樹脂上的雜質。
❽ 進行水處理的陰陽離子交換器的工作原理是什麼
工作原理就是離子的交換。
運行時:陽樹脂 (H-R) + (M+) --> :(M-R) + (H+)
陰樹脂 (OH-R) + (X-) --> :(X-R) + (OH-)
其中M+為金屬離子專,X-為陰離子。
再生過程為其逆屬過程。
❾ 陰陽離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(9)陰陽離子交換器的交換原理擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
❿ 離子交換器參數的結構原理是什麼
一、離子交換器原理
離子交換法是用離子交換劑上的離子和流體中離子進行交換的方法。流體的離子交換除鹽就是順序用H型陽離子交換樹脂將流體中各種陽離子交換成H+,用
OH型陰離子交換樹脂將流體中各種陰離子交換成OH-,進入水中的H+和OH-離子組成水分子H2O;或者讓流體經過陽陰混合離子交換樹脂層,流體中陽、陰離子幾乎同時被H+和OH-離子所取代。這樣,當流體經過離子交換處理後,就可除盡(吸附)流體中各種的無機鹽類,交換樹脂吸附離子量飽合後,通過酸、鹼、鹽等葯劑進行恢復再生,因而廣泛應用於各種工業及民用領域。
二、離子交換器分類
1. 三塔式流動床:裝填強酸性陽樹脂,用於硬水軟化或純水制備,工業無碘鹽再生。
2. 軟化器:裝填強酸性陽樹脂,用於硬水軟化或純水制備、濕法冶金,製糖、制葯及味精行業,工業無碘鹽再生。
3.陽離子交換器:裝填強酸或弱酸性陽樹脂,用於純水或物料脫鹽、脫鹼、廢水處理、貴金屬回收及生物提純。
4.陰離子交換器:裝填強鹼或弱鹼性陰樹脂,用於純水或物料脫鹽、抗生素分離、放射元素提煉及生化品分離。
5.混合離子交換器:裝填強鹼性陽樹脂與強鹼性陰樹脂,按1:2比例均衡混合,用於制備高純水或超純水。
6.拋光床交換器:裝填非再生型電子級混床樹脂,適用於混床後超純水二次制水,電阻率≥18.2MΩ絕對純水。
三、主要技術參數
工作壓力:0.05MPa~0.6MPa;
工作溫度:5℃~40℃(特殊溫度可定做);
單機流量:0.5m3/h~200m3/h;
過濾速度:10m3/h~55m3/h;
產品規格:Φ150~Φ2500×H2000~6000mm;
再生方式:順流、逆流、同時再生;
再生流速:4-25m/hr;
再生劑濃度:4-6%;
再生劑用量:2-4倍的樹脂體積;
再生清冼:產品水沖洗呈中性結束;
操作方式:手動或自動閥門控制;
交換器材質:FRP、304、316L、Q235襯膠或塗環氧。