純水制備系統(tǒng)離子交換樹脂的選用.doc

- 9 -純水制備系統(tǒng)離子交換樹脂的選用 摘要 論述離子交換樹脂特點(diǎn)，選型，用量計算，樹脂的處理。關(guān)鍵詞 離子交換樹脂 濕真密度 濕視密度1 概述 樹脂運(yùn)行過程中，相互摩擦碰撞，再生時轉(zhuǎn)型，引起樹脂破碎，同時樹脂也會被氧化，有機(jī)物污染。隨著使用期限延長，樹脂交換容量降低，產(chǎn)水量減少，產(chǎn)水質(zhì)量下降，再生酸堿耗量增大，這時就需更換樹脂。西安揚(yáng)森公司制備純水所用樹脂，在1996年4月以前為進(jìn)口產(chǎn)品，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，樹脂破損嚴(yán)重，產(chǎn)水量下降，必須對其進(jìn)行更換，以保證純水質(zhì)量。2以國產(chǎn)樹脂代替進(jìn)口產(chǎn)品。21質(zhì)量保證 西安揚(yáng)森公司純水用于制劑生產(chǎn)，必須達(dá)到質(zhì)量要求，即：電導(dǎo)率AI3+ Ca2+Mg2+k+Na+H+Li+ 弱酸性陽離子交換樹脂： H+Fe3+Ai3+Ca2+Mg2+K+Na+Li+ 強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂： SO42NO3ClOHFHClO3HsiO3 弱堿性陰離子交換樹脂： OH SO42 NO3 Cl HClO3 對于強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，分型和型，型堿性比型強(qiáng)，型的交換容量比型大。 根據(jù)樹脂對離子選擇性次序，制備純水選用強(qiáng) 酸強(qiáng)堿性樹脂。表一 西安電力樹脂廠部分產(chǎn)品目錄型號骨架換換 基 團(tuán)粒度范圍(mm)95%含水量%濕視密度g/ml濕真密度g/ml0017苯乙烯系-SO3Na0.3151.2545530.770.871.241.28002s苯乙烯系-SO3Na0.3151.2540450.850.901.271.30003苯乙烯系-SO3Na0.802.0045530.770.871.241.29001T苯乙烯系-SO3Na0.710.9042520.770.871.241.28續(xù)表一型號全交換容量mmol/g體積換容量mmol/ml出廠型式國外樹脂對應(yīng)牌號主要用途0017 4.30 1.70 Na+IR-120純水制備002s 3.90 1.90 Na+Stratubed-122抗菌素提取003 4.18 1.70 Na+C-20純水制備,硬水軟化.001T 4.50 1.90 Na+650C廢水除汞續(xù)表一型號骨架交換基團(tuán)粒度范圍(mm)95%含水量%濕視密度g/ml濕真密度g/ml2017苯乙烯系-N(CH3)3CL0.3151.2542480.660.751.061.112014苯乙烯系-N(CH3)3CL0.3151.2554620.660.731.041.08GRQ201苯乙烯系-N(CH3)3CL0.3151.2545550.670.731.071.10204苯乙烯系-N(CH3)3CL0.3151.2553620.660.731.041.08GRQ202苯乙烯系 C2H4OH -N (CH3)2CL 0.3151.2540500.690.751.081.15202苯乙烯系 C2H4OH-N (CH3)2CL0.3151.2540450.701.08201T苯乙烯系-N(CH3)3CL0.710.9042480.660.751.061.11續(xù)表一型號全交換容量mmol/g體積交換容量mmol/ml出廠型式國外樹脂對應(yīng)牌號 主要用途20173.201.20 Cl-IRA-400SA-10A純水制備,放射性元素提取,有用成分回收.20143,600.95 Cl- IRA-401GRQ2014,201.40 Cl- 2043,600.95 Cl-DOWEXSBR-P純水制備,貴重金屬提取,食品工業(yè),廢水處理.GRQ2023.801.4 Cl-純水制備,配雙層床.2023.101.25 Cl-IRA-410202T3.21.20 Cl-IRA-400C純水制備,有用成分回收.323 型號確定3231 復(fù)床樹脂 對于復(fù)床陰陽離子交換樹脂分裝在兩個柱體內(nèi)，按表一 選型。復(fù)床樹脂型號：陽離子交換樹脂：強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂：0017陰離子交換樹脂：強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂 2017322 混床樹脂 對于混床，陰陽樹脂混裝于一個柱體內(nèi)，再生時需將其反洗分層，然后用酸再生陽樹脂，用堿再生陰樹脂。沖洗干凈，兩種樹脂混合均勻，投入運(yùn)行。若陰陽樹脂不易分層，則再生效果不好，產(chǎn)水量減少，水質(zhì)下降。所以混床用的陽樹脂和陰離子交換樹脂的濕真密度差應(yīng)大于15 20%。由此據(jù)表一，選混床樹脂：混床樹脂型號：陽樹脂：強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂：0017MB 濕真密度：1.251.29g/cm 陰樹脂：強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂 2017MB 濕真密度濕: 1.071.10 g/cm 陰陽樹脂濕真密度差： （1.25+1.29）/2-（1.07+1.10 ）/2=0.185 185/（1.07+1.10）/2=0.17=17% 因為15%17%20% 所以所選樹脂能夠滿足分層需要。注：濕真密度濕=濕樹脂質(zhì)量/濕樹脂的真體積3233 軟床樹脂 軟床除去水中的Ca 2+和Mg2+，使水軟化，故選陽樹脂： 強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂：003 3234 樹脂型號 床體軟床 復(fù) 床 混 床陽樹脂陽樹脂陰樹脂陽樹脂陰樹脂型號003001720170017MB2017MB4樹脂用量 41設(shè)備規(guī)格及裝填量 裝填高度為柱體有效高度的2/3。正常運(yùn)行時，頂部充滿水，對進(jìn)入設(shè)備的水流具有緩沖及均布作用。另一方面，再生時樹脂轉(zhuǎn)型，體積膨脹，也需有一定的空間。 計算公式：V=D2/4*H V- 樹脂體積 D- 柱體直徑 H- 柱體高度 表三 各床規(guī)格及樹脂用量床體 軟床 復(fù) 床 混 床陽 床 陰 床陽樹脂 陰樹脂D(m)1.20.760.760.610.61H(m)1.252.172.170.440.65V(m3)1.420.99 0.99 0.1270.190 42 購買量計算 柱體內(nèi)樹脂量=濕視密度樹脂堆積體積 濕視密度：樹脂在水中充分膨脹后樹脂顆粒的密度： 濕視密度 =濕樹脂質(zhì)量/濕樹脂的堆積體積g/ml 表四 濕視密度 型號 0017007MB201727MB濕視密度0.770.870.770.860.660.750.670.73平均g/ml 0.82 0.815 0.705 0.70 成品樹脂用塑料袋包裝，標(biāo)準(zhǔn)為 25kg/袋，計算結(jié)果： 表五 樹脂購買量 床體重量軟床 復(fù) 床 混 床陽離子陰離子陽離子陰離子樹脂量(kg) 1165 812 698 104 133購買量(袋) 47 33 28 5 6 5樹脂預(yù)處理51干樹脂 若貯存運(yùn)輸過程中，樹脂失水，使用前必須處理。先用濃食鹽水（10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放于水中 。以免樹脂急劇膨漲而破碎。 5 2 新樹脂 新離子交換樹脂中，含有少量低聚物和未參加反應(yīng)的單體，以及鐵，鉛，銅等無機(jī)雜質(zhì)，當(dāng)樹脂與水接觸，就會轉(zhuǎn)入溶液中，影響出水質(zhì)量。因此，使用前先用水使樹脂充分膨脹，然后用45%的稀鹽酸除去無機(jī)雜質(zhì)，用24%稀氫氧化鈉除去有機(jī)雜質(zhì)，最后沖洗至近中性。53 再生 裝好樹脂，