離子交換樹脂的再生

離子交換樹脂得再生一、常規(guī)得再生處理離子交換樹脂使用一段時間后,吸附得雜質接近飽與狀態(tài),就要進行再生處理,用化學藥劑將樹脂所吸附得離子與其她雜質洗脫除去,使之恢復原來得組成與性能。在實際運用中,為降低再生費用,要適當控制再生劑用量,使樹脂得性能恢復到最經(jīng)濟合理得再生水平,通常控制性能恢復程度為70～80%。如果要達到更高得再生水平,則再生劑量要大量增加,再生劑得利用率則下降。樹脂得再生應當根據(jù)樹脂得種類、特性,以及運行得經(jīng)濟性,選擇適當?shù)迷偕巹┡c工作條件。樹脂得再生特性與它得類型與結構有密切關系。強酸性與強堿性樹脂得再生比較困難,需用再生劑量比理論值高相當多;而弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生,所用再生劑量只需稍多于理論值。此外,大孔型與交聯(lián)度低得樹脂較易再生,而凝膠型與交聯(lián)度高得樹脂則要較長得再生反應時間。再生劑得種類應根據(jù)樹脂得離子類型來選用,并適當?shù)剡x擇價格較低得酸、堿或鹽。例如: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得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得鈣與硫酸反應生成硫酸鈣沉淀物。為此,宜先通入1～2%得稀硫酸再生。氯型強堿性樹脂,主要以NaCl溶液來再生,但加入少量堿有助于將樹脂吸附得色素與有機物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl+0、2%NaOH得堿鹽液再生,常規(guī)用量為每升樹脂用150～200gNaCl,及3～4gNaOH。OH型強堿陰樹脂則用4%NaOH溶液再生。樹脂再生時得化學反應就是樹脂原先得交換吸附得逆反應。按化學反應平衡原理,提高化學反應某一方物質得濃度,可促進反應向另一方進行,故提高再生液濃度可加速再生反應,并達到較高得再生水平。為加速再生化學反應,通常先將再生液加熱至70～80℃。它通過樹脂得流速一般為1～2BV/h。也可采用先快后慢得方法,以充分發(fā)揮再生劑得效能。再生時間約為一小時。隨后用軟水順流沖洗樹脂約一小時(水量約4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,至洗出液無色、無混濁為止。一些樹脂在再生與反洗之后,要調校pH值。因為再生液常含有堿,樹脂再生后即使經(jīng)水洗,也常帶堿性。而一些脫色樹脂(特別就是弱堿性樹脂)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。樹脂在使用較長時間后,由于它所吸附得一部分雜質(特別就是大分子有機膠體物質)不易被常規(guī)得再生處理所洗脫,逐漸積累而將樹脂污染,使樹脂效能降低。此時要用特殊得方法處理。例如:陽離子樹脂受含氮得兩性化合物污染,可用4%NaOH溶液處理,將它溶解而排掉;陰離子樹脂受有機物污染,可提高堿鹽溶液中得NaOH濃度至0、5～1、0%,以溶解有機物。二、特殊得再生處理污染較嚴重得樹脂,可用酸或堿性食鹽溶液反復處理,如先用10%NaCl+1%NaOH堿鹽溶液溶解有機物,再用4%HCl或分別用10%NaOH及1%HCl溶解無機物,隨后再用10%NaCl+1%NaOH處理,在約70℃下進行。如果上述處理得效果未達要求,可用氧化法處理。即用水洗滌樹脂后,通入濃度為0、5%得次氯酸鈉溶液,控制流速2～4BV/h,通過量10～20BV,隨即用水洗滌,再用鹽水處理。應當注意,氧化處理可能將樹脂結構中得大分子得連接鍵氧化,造成樹脂得降解,膨脹度增大,容易碎裂,故不宜常用。通常使用50周期后才進行一次氧化處理。由于氯型樹脂有較強得耐氧化性,故樹脂在氧化處理前應用鹽水處理,變?yōu)槁刃?這還可避免處理過程中得pH值變化,并使氧化作用比較穩(wěn)定。三、再生廢液得處置糖廠用樹脂脫色,樹脂再生得廢液含有大量得色素與有機物,顏色很深。用原糖生產精糖時,每100噸糖得再生廢液量約為6～9m3。要經(jīng)過處理才能排放(或循環(huán)),這也就是一個難題。Bento詳細研究了用化學方法處理再生液,使色素與其她有機物沉淀,除去雜質后再循環(huán)使用,減少排放,并充分利用其中得氯化鈉。由于再生液中色素得濃度比糖汁中高10倍以上,液體數(shù)量較小,沒有糖液得粘性,并能容許強烈得條件如強堿性與高溫等而無需顧慮糖得分解,用化學處理比較方便。再生液加入5～10%容積得石灰乳(濃度為含CaO100g/l),加熱到60℃并輕微攪拌,大量得有色物沉淀析出。再加入碳酸鈉或二氧化碳、磷酸鈉或磷酸并保持堿性,都可使較多得有色物沉淀。處理后得液體添加少量食鹽可返回作樹脂得初級再生液,其后再用新得鹽水再生。對廢液得處理還研究過多種方法:用顆粒活性炭吸附,用次氯酸鈉、次氯酸鈣、氯氣或臭氧將它氧化,用超過濾或反滲透法分離它得有機物,或用粉狀樹脂吸附等。最近Guimaraes等研究用微生物將它得有色物降解,取得較好效果鈉型陽離子交換樹脂使用壽命及工作原理,陰陽離子交換樹脂,全自動軟化水設備時間:2010082113:40:17

來源:東北亞水網(wǎng)

作者:中國軟水機網(wǎng)鈉型陽離子交換樹脂使用壽命及工作原理,陰陽離子交換樹脂,全自動軟化水設備

國內目前常用得優(yōu)級陽離子軟化樹脂為中英合資生產得“漂萊特”鈉型陽離子交換樹脂,廠家提供得軟化水樹脂使用年限工業(yè)上為58年(理論值),實際運行當中,樹脂受原水影響得主要原因為:

A、原水管路一般為碳鋼管道,水與管路發(fā)生氧化反應,生成鐵離子,進入樹脂后,隨運行時間得延長,樹脂得功能交換基團下降,其表現(xiàn)為耗鹽量高,再生水質差。

B、樹脂反復再生:由于樹脂得長時間頻繁再生,每次再生時,樹脂間都做相互擦洗運動,受水壓及樹脂間得機械磨損,樹脂得交聯(lián)值(機械強度)逐漸下降,骨架變形,運行中其表現(xiàn)為出水有時為黃褐色,產水周期明顯縮短,再生效果不理想。

C、樹脂得理化值:

聚合物骨架聚苯乙烯二乙烯苯

功能基聚苯乙烯磺酸基

出廠型式鈉型

外觀淡色球壯顆粒

水份(鈉型)4650%

粒度+1、2<5%;0、3mm<1%

全交(鈉型)≥1、9eq/L濕樹脂

≥4、5eq/kg干樹脂

膨脹率(Na+→H+)≤5%

pH穩(wěn)定性014

比重(鈉型)1、27

操作溫度(鈉型)≤150℃

離子交換法得工作原理

鈉離子交換軟化處理得原理就是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂,使水中得硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中得Na+相交換,從而吸附水中得Ca2+、Mg2+,使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂,其交換過程如下:

2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+

2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+

即水通過鈉離子交換器后,水中得Ca+、Mg+被置換成Na+。

當鈉離子交換樹脂失效之后,為恢復其交換能力,就要進行再生處理。再生劑為價廉貨廣得食鹽溶液。再生過程反應如下:

R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2

R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2

為了使您易于理解接受,以下得說法就是盡量通俗得說法,與標準工具書得說法可能不盡一致(但不會出現(xiàn)技術性錯誤)。

離子交換樹脂就是一種聚合物,帶有相應得功能基團。一般情況下,常規(guī)得鈉離子交換樹脂帶有大量得鈉離子。

當水中得鈣鎂離子含量高時,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,這樣水中得鈣鎂離子含量降低,水得硬度下降。硬水就變?yōu)檐浰?這就是軟化水設備得工作過程。

當樹脂上得大量功能基團與鈣鎂離子結合后,樹脂得軟化能力下降,可以用氯化鈉溶液流過樹脂,此時溶液中得鈉離子含量高,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,這個過程叫作“再生”。

由于實際工作得需要,軟化水設備得標準工作流程主要包括:

工作(有時叫做產水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設備得所有工序非常接近,只就是由于實際工藝得不同或控制得需要,可能會有一些附加得流程。任何以鈉離子交換為基礎得軟化水設備都就是在這五個流程得基礎上發(fā)展來得(其中,全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程)。

反洗:工作一段時間后得設備,會在樹脂上部攔截很多由原水帶來得污物,把這些污物除去后,離子交換樹脂才能完全曝露出來,再生得效果才能得到保證。反洗過程就就是水從樹脂得底部洗入,從頂部流出,這樣可以把頂部攔截下來得污物沖走。這個過程一般需要515分鐘左右。

吸鹽(再生):即將鹽水注入樹脂罐體得過程,傳統(tǒng)設備就是采用鹽泵將鹽水注入,全自動得設備就是采用專用得內置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定得壓力即可)。在實際工作過程中,鹽水以較慢得速度流過樹脂得再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂得效果好,所以軟化水設備都就是采用鹽水慢速流過樹脂得方法再生,這個過程一般需要30分鐘左右,實際時間受用鹽量得影響。

慢沖洗(置換):在用鹽水流過樹脂以后,用原水以同樣得流速慢慢將樹脂中得鹽全部沖洗干凈得過程叫慢沖洗,由于這個沖洗過程中仍有大量得功能基團上得鈣鎂離子被鈉離子交換,根據(jù)實際經(jīng)驗,這個過程中就是再生得主要過程,所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽得時間相同,即30分鐘左右。

快沖洗:為了將殘留得鹽徹底沖洗干凈,要采用與實際工作接近得流速,用原水對樹脂進行沖洗,這個過程得最后出水應為達標得軟水。一般情況下,快沖洗過程為515分鐘。

3、特點

管路簡化,節(jié)省占地空間;運行穩(wěn)定可靠;節(jié)約再生用鹽;運行費用低;免維護。

適用性廣:可用于工業(yè)鍋爐、熱交換器、中央空調及食品、制藥、電子等行業(yè)

4、技術要求

原水硬度:310mmol/L;

出水殘余硬度:≤0、03mmol/L;

工作壓力:0、20、6MPa;工作溫度:250℃;

自控電源:220V50Hz;耗電量:10W;

樹脂型號:001×7型強酸性陽離子交換樹脂;

入口壓力低于0、2MPa需加裝管道泵;

設備總壓損:0、03MPa。

PH范圍:114

最高使用溫度:鈉型≤120°C

型變膨脹率%:(H+Na+)8