離子交換劑再生

❸ 離子交換劑的選材

離子交換劑分為無機質和有機質兩類。無機質主要是沸石，有機質有磺化煤和離子交換樹脂。沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早應用的無機離子交換劑，是含有水的鈉、鈣以及鋇、鍶、鉀等硅鋁酸的鹽類。色淺，具玻璃光澤，是陽離子交換劑。除天然產品外,也有人工製成的合成沸石。它的交換容量低,在酸中不穩定，不能作氫離子交換，曾用於水的軟化。由於無機離子交換劑耐高溫和輻照，研製出鋯氧、鉻氧和鈦氧等的磷酸鹽或鎢酸鹽構成的陽離子交換劑，它們的交換容量高，應用於核工業中。
磺化煤 是煙煤用濃硫酸磺化的產物，是陽離子交換劑，含有磺酸基、羧基和酚羥基，用於水的脫鹼軟化。磺化煤價廉，但性能隨煤種而異，交換容量較低，性脆易碎，不耐磨耗。
離子交換樹脂 大都是苯乙烯與二乙烯苯的共聚物（見聚合物），也有的是丙烯酸系的共聚物或苯酚甲醛的縮聚物。離子交換樹脂按它的交換基團分成陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩大類：陽離子交換樹脂又分為強酸性與弱酸性，前者具有的磺酸基交換基團，適用於所有的酸性溶液,後者則是羧基、膦酸基或酚羥基,僅能用於中性至鹼性溶液，但交換容量大，容易再生。陰離子交換樹脂又分為強鹼性與弱鹼性，前者帶有季胺基，適用於所有鹼度的溶液，還能交換吸附弱酸；後者帶有叔胺基或仲胺基，僅能用於中性至酸性溶液，但交換容量大，容易再生。離子交換樹脂按物理結構又分為凝膠型和大孔型，前者是外觀透明的均相凝膠結構，離子通過基體的大分子鏈間孔隙,才能擴散到交換基團附近,只適用於交換一般無機離子。此外，還有大孔離子交換樹脂,在它的顆粒內有毛細孔道，具有非均相凝膠結構,適用於交換分子量較大的有機離子。近年為適應生物化學工程的需要，在葡聚糖或纖維素上引入交換基團，用於提取多肽、核酸等物質。

❹ 離子交換劑的相關介紹

換離子交換水處理設備理是指採用離子交換劑，使交換劑中和水溶液中可交換離子產生符合等物質的量規則的可逆性交換，導致水質改善而交換劑的結構並不發生實質性(化學的)變化的水處理方式。
在這種水處理方式中，只有陽離子參與交換反應的，稱陽離子交換水處理;只有陰離子參與交換反應的，稱陰離子交換水處理;既有陽離子又有陰離子參與交換反應的，稱陽、陰離子交換水處理。
交換樹脂更換由於原水的水質千差萬別，而對出水水質的要求又多種多樣，所以有許多種類型的離子交換及某組合的水處理方法，採用這些水處理方法而使原水軟化、除鹼和除鹽。離子交換劑中參與交換反應的離子是鈉離子Na+時，此方法稱為鈉(Na)型離子交換法，此交換劑稱為鈉(Na)型陽離子交換劑，相類似的，有氫(H)型離子交換法及氫(H)型陽離子交換劑等。
鈉型離子交換法是工業鍋爐給水最通用的一種水處理方法。當原水經過鈉型離子交換劑時，水中的Ca2+、Mg2+等陽離子與交換劑中的Na+進行交換，降低了水的硬度，使水質得到軟化，故這種方法又稱為鈉離子交換軟化法。
(1)再生過程
在鈉離子交換過程中，當軟水出現了硬度，且殘留硬度超過水質標准規定時，則認為鈉離子交換劑已經失效。為了恢復其交換能力，就需要對交換劑進行再生(或還原)。再生過程是使含有大量鈉離子的氯化鈉(NaCl)溶液通過失效的交換劑層恢復其交換能力的過程。此時，鈉離子又被離子交換劑所吸著，而交換劑中的鈣、鎂離子被置換到溶液中去。鈉型離子交換劑的再生過程可用如下反應式表示：
CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2
生產中多採用食鹽(NaCl)溶液作為再生劑。因為食鹽比較容易得到，而且再生過程中所形成的產物(CaCl2、MgCl2)是可溶性鹽類，很容易隨再生液排出去。再生用食鹽，大都水處理設備採用工業用鹽，其中雜質含量不宜過多，食鹽溶液需澄清過濾後使用。通常認為，10%食鹽溶液的硬度不應超過40mmol/L，懸浮物不應大於2%。離子交換劑再生時，一般要用經過澄清的8～10%的鹽溶液。總的再生接觸時間隨離子交換樹脂交聯度的不同而變化，對於一般交聯度7%左右的強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，再生劑和樹脂總的接觸時間最低應保證45min以上。
(2)水處理設備交換過程
碳酸鹽硬度(暫硬)軟化過程：
Ca(HCO3)2 + 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3
Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3
非碳酸鹽硬度(永硬)軟化過程：
CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4
CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl
MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4
MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl
也可以用綜合上述反應式的離子式表示：
Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+
Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+

❺ 各類離子交換樹脂的再生方法

再生劑的種類應根據樹脂的離子類型來選用，並適當地選擇價格較低的酸、鹼或鹽：

1、大孔吸附樹脂簡單再生的方法是用不同濃度的溶劑按極性從大到小剃度洗脫，再用2~3BV的稀酸、稀鹼溶液浸泡洗脫，水洗至PH值中性即可使用。

2、鈉型強酸性陽樹脂可用10%NaCl 溶液再生，用葯量為其交換容量的2倍 (用NaCl量為117g/ l 樹脂)；氫型強酸性樹脂用強酸再生，用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應生成硫酸鈣沉澱物。為此，宜先通入1～2%的稀硫酸再生。

3、氯型強鹼性樹脂，主要以NaCl 溶液來再生，但加入少量鹼有助於將樹脂吸附的色素和有機物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的鹼鹽液再生，常規用量為每升樹脂用150～200g NaCl ，及3～4g NaOH。OH型強鹼陰樹脂則用4%NaOH溶液再生。

4、一些脫色樹脂 (特別是弱鹼性樹脂) 宜在微酸性下工作。此時可通入稀鹽酸，使樹脂 pH值下降至6左右，再用水正洗，反洗各一次。

5、陽樹脂再生：

通鹽酸：在環境溫度下，將4%的樹脂床體積4倍的HCL通過樹脂床，通過時間約2小時。
慢洗：以相同流速和；流向，通2倍樹脂體積的除鹽水。
快洗：以運行流速和流向，通除鹽水至PH=5-6.樹脂床備用。

6、陰樹脂再生：
通氫氧化鈉：在環境溫度下，將濃度為4%的樹脂體積4倍量的NaOH通過樹脂床，通過時間約為2小時。
慢洗：以相同流速和；流向，通2倍樹脂體積的除鹽水。
快洗：以運行流速和流向，通除鹽水至PH=8，樹脂床備用
具體操作可根據樹脂使用情況酌情增加酸鹼的濃度和再生時間。

(5)離子交換劑再生擴展閱讀：

應用領域：

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。

❻ 什麼叫做離子交換樹脂的再生

1. 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回大量的鈉離子。答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。
   
   2.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，這個過程叫做「再生」。

❼ 影響離子交換樹脂再生的因素有哪些

1、再生劑的質量
再生劑純度越高，樹脂的再生度越高，出水的離子泄露量越少，因此提高再生劑純度及運用軟化水溶液可提高再生度。
2、再生劑的用量
從理論分析，再生劑用量應與樹脂工作交換容量相當，但實際上由於交換反應是可逆的，再生劑用量需遠遠超過理論用量才能滿足足夠的再生度要求，再生劑的比耗增加，可以提高交換樹脂的再生程度，但當比耗增加到一定程度後，再繼續增加比例，再生程度提高很少，所以用過高的比耗是不經濟的，因此，實際操作過程中通常再生劑用量為理論用量的3-4倍，樹脂的工作交換容量可以恢復到原來的70%-80%。
3、再生劑的濃度
一般而言，再生劑的濃度越大，再生程度越高，但當再生劑的用量一定時，再生劑濃度增高，會使再生液的體積流量減少，與樹脂的接觸時間縮短而且可能產生不均勻的再生反應，再生效果下降，導致制水周期縮短，再生次數增加，酸鹼用量增大，所以生產上需要合理的控制再生劑的濃度。
4、再生劑的流速
再生劑的流速應控制適宜以保證再生反應充分，再生反應流速主要取決於離子的擴散速度，但同時與離子的價態有關，一般價態越高所需反應時間越長，再生劑流速過快，有利於離子的擴散，但卻減少再生劑與樹脂的接觸時間，再生效果反而可能降低，流速太小則不利於離子擴散，再生效果也會受到影響
5、再生液的溫度
提高再生液的溫度，能同時加快內擴散和外擴散，雖然對提高樹脂再生效果有利，同時提高溫度能大大改善對樹脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質的清除程度，但由於樹脂熱穩定性的限制，再生劑的溫度不宜過高，一般控制在25-40度為宜。
6、樹脂層的高度
全自動鈉離子交換器罐體樹脂層越低，因流速對其交換能力的影響就越大，當樹脂層高度達到30英尺（762mm）時，樹脂層高度造成的流速對其交換能力的影響可降到比較低的程度。因此一般建議樹脂層高度大於30英尺（762mm） 。
7、再生液的流量
通常再生液流量越小獲得的再生效果越好。但過低的再生液流量會使再生時間過長，易使再生劑繞過樹脂表面再生。因此一般要求再生液流量在0.25-0.9gpm/ft3(或順洗流量4-6m/h，逆流再生2-3m/h)。
8、再生液的濃度
根據離子平衡原理，再生液濃度提高，可以使樹脂的交換能力提高， 但再生劑用量一定的條件下，再生液濃度過高，會縮短再生液與樹脂的接觸時間，從而降低了再生效果.一般鹽液濃度控制在10%左右為宜。
9、水與樹脂的接觸時間
水與樹脂的接觸時間越長，交換越充分，但相對單位樹脂的產水能力下降，接觸的時間越短，交換越充分，單位樹脂的交換能力下降，而單位樹脂的產水能力提高。因此合理的接觸時間對於軟化器的經濟運行非常重要。一般建議1.0-5.0gpm/ft3樹脂或8-4bv/h。（每小時流量為樹脂裝載量的八至四十倍）。

❽ 陽離子交換樹脂再生劑是什麼鹽

鈉型強酸性陽樹脂可用10%nacl
溶液再生，用葯量為其交換容量的2倍
(用nacl量為117g/
l
樹脂)；氫型強酸性樹脂用強酸再生，用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應生成硫酸鈣沉澱物。為此，宜先通入1～2%的稀硫酸再生。

❾ 離子交換樹脂再生劑用量怎麼計算

根據其交換容量，如：4.8mmol/ml，來近似計算可以脫除水中陽離子的mol數量，在換算為水專的通過量，一般來屬說使用交換容量為樹脂理論交換的80%左右比較合適。再生劑用量也可以計算，但是通常都是經驗值，樹脂飽和後使用4-6%的稀鹽酸3倍體積

❿ 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%。