离子交换有机混床柱
1离子交换树脂性能降解原因
树脂在长期使用中,性能会逐渐下降,表现为出水(即产品)质量降低。影响树脂性能降解的因素很复杂,如树脂体积减少,交换能力下降,球粒裂纹增多,破碎流失等,造成上述现象的原因不外是:
(1)胀缩内应力不均。在使用中树脂内部由于溶胀及收缩变化的不均匀,局部结构中应力不平衡,造成断链裂解。
(2)氧化破坏。体系中的氧化剂,包括酸、碱、溶剂等对树脂骨架及功能基的破坏。
(3)杂质污染。水中杂质堵塞了树脂的内部孔道,阻挡交换吸附。
2离子交换树脂使用前为什么要进行预处理
新树脂常含有反应溶剂、未参加反应的物质和少量低分子量的聚合物、铁、铅、铜等杂质。当树脂与水、酸、碱或其它溶液相接触时,上述可溶性杂质就会转入溶液中,在使用初期污染出水水质。因此,新树脂在投运前要进行预处理,转换为指定的离子型式。
离子交换树脂如何进行预处理
(1)阳离子交换树脂的预处理步骤
首先用清水对树脂进行冲洗(最好为反洗)洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。而后用4~5%的HCl和NaOH在交换柱中依次交替浸泡2~4小时,在酸碱之间用大量清水淋洗(最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗)至出水接近中性,如此重复2~3次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的HCl溶液进行,用量加倍效果更好。放尽酸液,用清水淋洗至中性即可待用。
(2)阴离子交换树脂的预处理步骤
首先用清水对树脂进行冲洗(最好为反洗),洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。而后用4 ~5%的NaOH和HCl在交换柱中依次交替浸泡2 ~4小时,在碱酸之间用大量清水淋洗(最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗)至出水接近中性,如此重复2~3次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的NaOH溶液进行,用量加倍效果更好。放尽碱液,用清水淋洗至中性即可待用。
(3)应用于医药、食品行业的树脂,预处理最好先用乙醇浸泡,而后再用酸碱进行交替处理,大量清水淋洗至中性待用。
(4)各种树脂因品种、用途不一,预处理的方法也有区别,预处理时的酸碱浓度及接触时间等,可具体参考各型号树脂的介绍。
(5)预处理中最后一次通过交换柱的是酸还是碱,决定于使用时所要求的离子型式。
(6)为了保证所要求的离子型式的彻底转换,所用的酸、碱应是过量的。
3离子交换树脂贮存、运输应注意什么
(1)离子交换树脂内含有一定量的水份,在贮存和运输过程中应保持这部分水份。离子交换树脂在贮存中若出现脱水,使用前应先将其浸入浓度为10%左右的食盐溶液中,使其缓慢充分膨胀后,再用清水逐渐稀释。切忌将脱水的树脂直接浸入水中,以免树脂体积急剧膨胀而破碎。
(2)离子交换树脂暂不使用时,应以下述离子型式贮存:阳离子交换树脂为钠(Na)型;阴离子交换树脂为氯(Cl)型;弱碱阴离子交换树脂为游离胺型。
(3)离子交换树脂在贮存过程中应防止铁锈、油污、强氧化剂,有机物的污染,以免发生氧化降解、中毒等事故。
(4)离子交换树脂在贮存及运输过程中,应尽量保持5~40℃的温度环境,避免过冷或过热造成树脂被冻裂或加速微生物繁殖而影响产品质量,降低产品性能。
(5)在冬季如没有保温装置,也可将树脂贮存在食盐水中,食盐水的浓度可根据气温而定,避免结冰。
4离子交换树脂运转中的暂停注意事项
在通液或解吸的过程中,为了保持数据的稳定,应尽量避免中途停车。至于反洗、再生、淋洗等其它辅助性操作,则随时都可以停车,但要注意管道闸门关闭,不让液体流干,避免树脂露出液面,否则,不但将气泡引入树脂层,影响后续工作,而且还会使树脂氧化变质。
离子交换树脂在使用中的注意事项
(1)避免干燥、热,避免以硝酸根的型式贮存;
(2)要检验好酸浓度、树脂量、温度、通液时间、流速等情况;
(3)避免污染物引入;
(4)警报系统要经常检查,阀门管道要可靠;
(5)使用的再生剂等材料要稳定;
(6)停车时设备要开口,树脂按规定要求存放。
5树脂的污染、中毒与活化
离子交换树脂在长期的使用过程中易受悬浮物质、胶体物质、有机物、细菌和金属的污染,使离子交换能力下降,甚至报废。对此,根据不同情况,对离子交换树脂采取针对性的活化方法。一般金属污染和胶体物质污染,可用稀酸液浸泡、淋洗的方法进行活化。其它也可采用灭菌法、酸碱交替处理法进行活化。
Ⅱ 强离子交换柱和弱离子交换柱的区别
阴树脂和阳树脂有什么不同?
交换原理:
阴离子交换树脂体内含有大量的碱性基团,是通过氯来与水中的杂质交换,而阳离子交换树脂则含有大量的酸性基团,是通过钠离子或者氢离子与水中的杂质进行交换。
交换顺序:
1、混床树脂的交换顺序一般是先阳离子,然后才是阴离子,阳离子交换树脂会释放出酸性基团,而阴离子交换树脂则会释放出碱性基团,两者中和,成为纯水。
2、离子所带有的电荷多,就容易被树脂吸附,而所带有的电荷较少,则比较难吸附。
3、如果带有相同电荷量的离子,原子序数大的元素,形成离子的水合半径小,较易被吸着。
温度:
阳离子交换树脂的耐温性比较好,所以一般阳离子交换树脂的使用温度或者储存温度都要比阴离子交换树脂高一些。
预处理:
阴阳离子交换树脂的功能基团不同,所以树脂预处理时使用的溶液也不同,阴阳树脂在使用饱和食盐水浸泡18-20小时之后,使用清水清洗干净。
阴树脂使用浓度为5%的氯化氢进行浸泡4-8小时,清洗干净,再使用浓度在2%-4%左右的氢氧化钠浸泡4-8小时,清洗至中性即可。
而阳树脂则使用浓度在2%-4%左右的氢氧化钠浸泡2-4小时,清洗干净后,使用浓度为5%的氯化氢进行浸泡4-8小时,清洗至中性即可。
Ⅲ 离子交换柱从实验室到生产如何放大
首先应该选用高通量抄的介质袭 比如Sepharose Fast Flow 线性流速可达300cm/h
当实验室探索完成后,应考虑优化洗脱方案,将线性梯度洗脱优化为一步式洗脱,减少分离时间和缓冲液消耗。
为了保持实验室探索时的峰型和出峰位置,可保持柱床的高度不变,加大柱床的横截面积,这样可以增加填料加大吸附量,加快速度,而且洗脱后峰型和出峰位置几乎保持不变。
放大生产的核心在于保证高流速,高容量,高回收率。需要在实验室探索阶段更多的考虑到这些因素,而非追求其他的结果。
Ⅳ 离子交换柱的工作原理是什么
离子交换柱的原理
采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除,以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、阴离子交换树脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
3、混合离子交换柱(混床):混床是装阳、阴树脂按一定比例(一般为1:2,以便阳、阴树脂同时达到交换终点而同时再生)装入混合柱而成,实际上它组合成了水中的H+和OH-立即生成电离度很小的水分子(H2O),几乎不存在阳床或阴床交换时产生的逆交换现象,故可以使交换反应进行得十分彻底,因而混合床的出水水质优于阳、阴床串联组成的复床所能达到的水质,能制取纯度相当高的成品水。
Ⅳ 离子交换柱的工作原理
离子交换柱的工作原理:
采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除。
以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、阴离子交换树脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
离子交换柱(ion exchange column)是用来进行离子交换反应的柱状压力容器。充填有离子交换树脂的细长管柱。可由玻璃、不锈钢、有机玻璃等不被所用的流动相腐蚀的材料制成。离子交换柱(混床)的分类:混床按再生方式分可分为体内再生混床、体外再生混床、阴树脂外移再生混床三种。
离子交换柱的分类:
混床按再生方式分可分为体内再生混床、体外再生混床、阴树脂外移再生混床三种。
1、体外再生混床适合小流量、对环保有严格要求的企业。但由于体外再生式混床配套设备多,操作复杂,现在已很少使用。
2、体内再生混床和阴树脂外移再生混床适合大流量,有专门的水处理操作人员及废水处理的场合。体内再生混床在运行及整个再生过程均在混床内进行,再生时树脂不移出设备以外,且阳、阴树脂同时再生,因此所需附属设备少,操作简便。
3、阴树脂外移再生混床:阴树脂外移再生式混合床及其配套的阴树脂再生柱基本构造与小型逆流再生固定床大致相同,阴树脂再生柱厚度较混合床小,所需的膨胀高度为树脂层高度的50%~60%,故再生柱可较低,但一般为统一起见做成与混合床相同。
Ⅵ 阴离子交换柱是什么
阴离子交换器 又叫阴床,作用是用阴树脂中的氢氧根交换掉水中的其他阴离子内。离子交容换器分为:钠离子交换器、阴阳床、混合床等种类,。离子交换柱(器)外壳一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯复合玻璃钢(PVC-FRP)、有机玻璃(PMMA)、有机玻璃复合透明玻璃钢(PMMA-FRP)、钢衬胶(JR)、不锈钢衬胶等材质。主要用于锅炉、热电站、化工、轻工、纺织、医药、生物、电子、原子能及纯水处理的前道处理,工业生产所需进行硬水软化、去离子水制备的场合,还可用于食品药物的脱色提纯,贵重金属、化工原料的回收,电镀废水的处理等。
有机玻璃离子交换装置耐腐蚀、无色透明、适用于食品、医药、制糖及电子工业小规模纯水制备。碳钢衬胶离子交换装置具有制水量大、强度高、成本低等特点,适用于大型锅炉软化水及大规模纯水制备。
Ⅶ 混床的作用是什么
净化水的,用来降低水中的硬度,碱度和阴阳离子,使其成为软化水或去离子水。
混床,就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中,对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳树脂的比重比阴树脂大,所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。一般阳、阴树脂装填的比例为1:2,也有装填比例为1:1.5的,可按不同树脂酌情考虑选择。
混床一般放置在电渗析器或反渗透装置之后(或直接应用于含盐量较低的水),对水进一步脱盐可制取较高纯水,广泛使用在电子、化工、医药、原子能、电力等行业。
(7)离子交换有机混床柱扩展阅读
1、软化水
水的硬度主要由其中的阳离子:钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子构成。 当含有硬度的原水通过交换器的树脂层时,水中的钙、镁离子被树脂吸附,同时释放出钠离子,这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。
当树脂吸附钙、镁离子达到一定的饱和度后,出水的硬度增大,此时软水器会按照预定的程序自动进行失效树脂的再生工作,利用较高浓度的氯化钠溶液(盐水)通过树脂,使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。
2、去离子水
离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子,但水中仍然存在可溶性的有机物,可以污染离子交换柱从而降低其功效,去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。
在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而达到水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生。
Ⅷ 离子交换设备的工程公司提供
去离子水原理:
去离子水:就是将水通过阳离子交换树脂(常用的为苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂),则水中的阳离子被树脂所吸收,树脂上的阳离子H+被置换到水中,并和水中的阳离子组成相应的无机酸;含此种无机酸的水再通过阴离子交换树脂(常用的为苯乙烯型强碱性阴离子)OH-被置换到水中,并和水中的H+结合成水,此即去离子水。去离子水在现代工业中有着非常广泛的用途,使用去离子水,是我国很多行业提高产品质量的,赶超世界先进水平的重要手段之一。 由于去离子水中的离子数可以被人为的控制,从而,使它的电阻率、溶解度、腐蚀性、病毒细菌等物理、化学及病理等指标均得到良好的控制。在工业生产及实验室的实验中,如果涉及到使用水的工艺都被使用了去离子水,那么,许多参数会更接近设计或理想数据,产品质量将变得易于控制。
去离子水是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺,阴、阳离子交换树脂按不同比例进行搭配可组成离子交换阳床系统,离子交换阴床系统及离子交换混床(复床)系统,而混床(复床)系统又通常是用在反渗透等水处理工艺之后用来制取超纯水,高纯水的终端工艺,他是用来制备超纯水、高纯水不可替代的手段之一。其出水电导率可低于1uS/cm以下,出水电阻率达到1MΩ.cm以上,根据不同的水质及使用要求,出水电阻率可控制在1~18MΩ.cm之间。被广泛应用在电子、电力超纯水,化工,电镀超纯水,锅炉补给水及医药用超纯水等工业超纯水,高纯水的制备上。 采用阴床,阳床,混床
去离子超纯水处理设备采用反渗透主机加两级混床
去离子超纯水处理设备 离子交换树脂的工作原理 采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除,以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+ R—Na+H+
2、阴离子交换树脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。 离子交换阴树脂 离子交换阳树脂 离子交换抛光树脂 离子交换柱 离子交换树脂的预处理
阳离子交换树脂的预处理
先用清水对树脂进行冲洗,然后用4~5%的HCl和NaOH在交换柱中依次交替浸泡2~4小时,在酸碱之间用大量清水淋洗至出水接近中性,如此重复2~3次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的HCl溶液进行,放尽酸液,用清水淋洗至中性即可待用。
阴离子交换树脂的预处理
先用清水对树脂进行冲洗,然后用4 ~5%的NaOH和HCl在交换柱中依次交替浸泡2 ~4小时,在碱酸之间用大量清水淋洗至出水接近中性,如此重复2~3次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的NaOH溶液进行,用放尽碱液,用清水淋洗至中性即可待用。
碳钢衬胶阳床+阴床+混床
离子交换超纯水处理设备反渗透+1级混床
离子交换超纯水小型反渗透+两级混床
去离子交换超纯水设备 离子交换树脂再生工艺 离子交换树脂在使用一段时间后,吸附的杂质接近饱和状态,就要进行再生处理,使之恢复原来的组成和性能。国内树脂的再生常用化学药剂酸碱法使失效的树脂恢复交换能力,酸的使用通常采用HCl或H2SO4,调配浓度为3-5%左右;碱的使用一般采用NaOH,调配浓度为3-5%左右。
一、去离子水设备反洗分层:
反洗流速10米/时,反洗时间15分钟,以沉降后阳,阴树脂层界面是否清晰判别分层效果。
二、进再生液:
用20分钟左右的时间泵完所需的再生液,浸泡2-3个小时后采用正洗的方法,阴树脂冲洗至出水碱度PH=8-9左右,阳树脂冲洗至出水酸度PH=5-6左右。
三混合:
从底部进入氮气(也可用压缩空气,真空抽气等)进行混合,进气压0.1~0.15MPa,进气量2.5~3.0米3/(米2·分),混合时间一般为5~10分种,以柱内树脂充分混合为终点。 有机玻璃柱超纯水
离子交换柱设备(4吨)有机玻璃柱超纯水
离子交换柱设备(0.5吨)有机玻璃柱超纯水
离子交换柱设备(1吨) 离子交换树脂超纯水制备工艺的特点及应用领域 离子交换设备是传统的去离子水设备,它的产水水质稳定,造价相对较低。在以往的电厂锅炉补给水都是采用阳床+阴床+混床处理工艺。
随着反渗透、EDI等工艺的发展,离子交换设备操作复杂,不容易实现自动化,浪费酸碱,运行成本高等缺点更加突出,更多的应用于反渗透的深度处理。
小型的去离子水设备常采用有机玻璃交换柱,有利于观察树脂运行情况。如混合离子交换器再生分层是否充分,阳离子是否“中毒”等,树脂损耗情况等。
大型的去离子水设备则采用碳钢内衬环氧树脂或衬胶,中间预留可视装置,以便于离子再生时在线观测再生液水位状况。
1、工业超纯水处理工艺,是目前工业用超纯水的制备上应用最多的一种工艺之一。
2、食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。
3、制药工业去离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。
4、合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。
5、电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
6、湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
去离子水的处理步骤
从自来水到去离子水一般要经过几步处理 :
1、先通过石英砂过滤颗粒较粗的杂质
2、然后高压通过反渗透膜
3、最后一般还要经过一步紫外杀菌以去除水中的微生物
4、假如此时电阻率还没有达到要求的话,可以再进行一次离子交换过程最高电阻率可达到18兆。
相对而言,蒸馏水只是先气化再冷凝,其纯度如电导率一般不如纯度高的去离子水,半导体工业中用的大多数是高纯度的去离子水设备。
离子交换设备工艺
1、预处理-反渗透-水箱-阳床-阴床-混合床-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-精制混床-精密过滤器-用水对象
2、预处理-一级反渗透-加药机(PH调节)-中间水箱-二级反渗透-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象
3、预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象
4、预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-精制混床-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象为满足用户需要,达到符合标准的水质,尽可能地减少各级的污染,在工艺设计上,取达国家自来水标准的水为源水,再设有介质过滤器,活性碳过滤器,精密过滤器等预处理系统、RO反渗透主机系统、离子交换混床系统等。
Ⅸ 实验室的离子交换柱如何设计啊
我们实验室是自己做的,用有机玻璃管做的,直径50MM,两个管接是车床做的,下面的管接里面垫上180#不锈刚网做隔离,水流是用管夹控制的。