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發(fā)布時間:2021-08-24 15:20  
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交換容量
離子交換樹脂進行離子交換反應(yīng)的性能,表現(xiàn)在它的“離子交換容量”,即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數(shù),meq/g(干)或 meq/mL(濕);當離子為一價時,毫克當量數(shù)即是毫克分子數(shù)(對二價或多價離子,前者為后者乘離子價數(shù))。0M/H的流速通過樹脂層,再采用體積為樹脂體積的1-2倍、濃度為2。它又有“總交換容量”、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式。1、總交換容量,表示每單位數(shù)量(重量或體積)樹脂能進行離子交換反應(yīng)的化學基團的總量。離子交換樹脂塔2、工作交換容量,表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力,它與樹脂種類和總交換容量,以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關(guān)。3、再生交換容量,表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量,表明樹脂中原有化學基團再生復(fù)原的程度。通常,再生交換容量為總交換容量的50~90%(一般控制70~80%),而工作交換容量為再生交換容量的30~90%(對再生樹脂而言),后一比率亦稱為樹脂的利用率。在實際使用中,離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量,但后者所占的比例因樹脂結(jié)構(gòu)不同而異。現(xiàn)仍未能分別進行計算,在具體設(shè)計中,需憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行修正,并在實際運行時復(fù)核之。離子樹脂交換容量的測定一般以無機離子進行。這些離子尺寸較小,能自由擴散到樹脂體內(nèi),與它內(nèi)部的全部交換基團起反應(yīng)。而在實際應(yīng)用時,溶液中常含有高分子有機物,它們的尺寸較大,難以進入樹脂的顯微孔中,因而實際的交換容量會低于用無機離子測出的數(shù)值。這種情況與樹脂的類型、孔的結(jié)構(gòu)尺寸及所處理的物質(zhì)有關(guān)。
影響離子交換樹脂再生的因素有哪些
離子交換樹脂再生長度的好壞,和許多因素有關(guān),再生劑用量、濃度、溫度和流速等都是影響再生過程的主要因素.﹨x0d(1)再生劑的用量﹨x0d從理論分析,再生劑用量應(yīng)與樹脂工作交換容量相當,但實際上由于交換反應(yīng)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后,再繼續(xù)增加比例,再生程度提高很少,所以用過高的比耗是不經(jīng)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(fù)到原來的70%-80%.﹨x0d(2)再生劑濃度﹨x0d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,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(chǎn)生不均勻的再生反應(yīng),再生效果下降,導(dǎo)致制水周期縮短,再生次數(shù)增加,酸堿用量增大,所以生產(chǎn)上需要合理的控制再生劑的濃度.﹨x0d(3)再生劑的流速﹨x0d再生劑的流速應(yīng)控制適宜以保證再生反應(yīng)充分,再生反應(yīng)流速主要取決于離子的擴散速度,但同時與離子的價態(tài)有關(guān),一般價態(tài)越高所需反應(yīng)時間越長,再生劑流速過快,有利于離子的擴散,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,流速太小則不利于離子擴散,再生效果也會受到影響,﹨x0d(4)再生液溫度﹨x0d提高再生液的溫度,能同時加快內(nèi)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(zhì)的清除程度,但由于樹脂熱穩(wěn)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.
離子交換樹脂的裝填
樹脂的裝填
1、離子交換器在裝填樹脂前要徹底清理和檢查。確保所有接受樹脂的容器在裝樹脂前是清潔的并用去離子水淋洗過。
2、用去離子水將樹脂裝入再生塔中,在再生塔中加入去離子水,以使下部排水管免受樹脂的沖擊。2、鈉型強酸性陽樹脂可用10%NaCl溶液再生,用藥量為其交換容量的2倍(用NaCl量為117g/l樹脂)。建議用水力引入器將混合水的樹脂裝入容器。也可以“倒”入容器,但是要始終將液面保持在樹脂層上面。不要用機械泵裝填樹脂。速率z1ui大不超過1m/s,水和樹脂的混合比例>2:1。
3、確信去離子水的液面至少高于已經(jīng)裝入的樹脂床的0.5m以上。舉例來說,一價離子和二價離子相比較,一價電子不易被吸附,而二價離子則相對容易被吸附。然后將樹脂浸泡在去離子水中至少2小時。浸泡時間越長越好,對樹脂無害。(對于弱堿性和中堿性樹脂(Lewatit MP 62,MonoPlus MP 64等)必須過夜使之浸泡透,防止反洗時損失樹脂。
4、浸泡結(jié)束后,仔細并徹底反洗樹脂約30min。一旦發(fā)現(xiàn)硫酸鈣沉淀時,可采用5~10%的鹽酸溶液浸泡1—2天,或改用鹽酸再生數(shù)次。除去所有的樹脂細顆粒以及在裝填過程中帶入的外界雜質(zhì)。可能會有一些細樹脂,也可能沒有。反洗出口處不應(yīng)該有視窗,其會妨礙樹脂細顆粒的去除。所有的細顆粒必須反洗出容器。小心不要將好的樹脂也反洗出容器。陽樹脂的反洗流出液開始的時候可能是棕色的,不必擔心,這是磺酸樹脂的共有特點,繼續(xù)反洗,一直到反洗液澄清無細顆粒。推薦分步反洗,每次反洗50%的樹脂,反洗速率根據(jù)各樹脂的技術(shù)資料。陰樹脂和陽樹脂z1ui好使用兩個不同的反洗塔,防止交叉污染。
5、在所有的過程中,需要使用去離子水,如果沒有去離子水,先用原水反洗陽離子樹脂,然后用陽離子樹脂軟化后的原水,反洗和裝填陰樹脂。
6、第yi次使用樹脂前,使用倍量再生劑,再生樹脂。注意:只需要增加再生劑的量,不要增加再生劑的濃度。
7、由于樹脂在再生過程中會膨脹,所以推薦先裝填90%的樹脂,再生,淋洗,然后根據(jù)樹脂的膨脹程度補填剩余的樹脂
新樹脂常含有溶劑、未參加聚合反應(yīng)的物質(zhì)和少量低聚合物,還可能吸著鐵、鋁、鋼等重金屬離子。當樹脂與水、酸、堿或其他溶液相接觸時,上述可溶性雜質(zhì)就會轉(zhuǎn)入溶液中,在使用初期污染出水水質(zhì)。所以,新樹脂在投運前要進行預(yù)處理。1、 陽樹脂預(yù)處理步驟如下: 首先使用飽和的食1鹽水。取其量約等于被處理樹脂體積的兩倍,將樹脂置于10%食1鹽溶液中浸泡18-20小時,然后放出食1鹽水,用清水漂洗凈,使排出水不帶黃色;強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。其次再用2%-4%NaOH溶液,其量與上相同,在其中浸泡2-4小時(或作小流量清洗),放出堿液后,重洗樹脂直至排出水接近中性為止;后用5%HCI溶液,其量亦與上述相同,浸泡4-8小時后放出酸液,用清水洗至中性待用。2、 陰樹脂的預(yù)處理步驟如下: 其預(yù)處理方法中的di一步與陽樹脂預(yù)處理方法中的di一步相同;而后用5%HCI浸泡4-8小時,然后放出酸液,用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小時后,放堿液用清水漂洗至中性待用。
