離子交換樹(shù)脂的再生

離子交換樹(shù)脂得再生一、常規(guī)得再生處理離子交換樹(shù)脂使用一段時(shí)間后,吸附得雜質(zhì)接近飽與狀態(tài),就要進(jìn)行再生處理,用化學(xué)藥劑將樹(shù)脂所吸附得離子與其她雜質(zhì)洗脫除去,使之恢復(fù)原來(lái)得組成與性能。在實(shí)際運(yùn)用中,為降低再生費(fèi)用,要適當(dāng)控制再生劑用量,使樹(shù)脂得性能恢復(fù)到最經(jīng)濟(jì)合理得再生水平,通?？刂菩阅芑謴?fù)程度為70～80%。如果要達(dá)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(shù)脂得再生應(yīng)當(dāng)根據(jù)樹(shù)脂得種類、特性,以及運(yùn)行得經(jīng)濟(jì)性,選擇適當(dāng)?shù)迷偕巹┡c工作條件。樹(shù)脂得再生特性與它得類型與結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。強(qiáng)酸性與強(qiáng)堿性樹(shù)脂得再生比較困難,需用再生劑量比理論值高相當(dāng)多;而弱酸性或弱堿性樹(shù)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(shù)脂較易再生,而凝膠型與交聯(lián)度高得樹(shù)脂則要較長(zhǎng)得再生反應(yīng)時(shí)間。再生劑得種類應(yīng)根據(jù)樹(shù)脂得離子類型來(lái)選用,并適當(dāng)?shù)剡x擇價(jià)格較低得酸、堿或鹽。例如:鈉型強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)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(shù)脂);氫型強(qiáng)酸性樹(shù)脂用強(qiáng)酸再生,用硫酸時(shí)要防止被樹(shù)脂吸附得鈣與硫酸反應(yīng)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(qiáng)堿性樹(shù)脂,主要以NaCl溶液來(lái)再生,但加入少量堿有助于將樹(shù)脂吸附得色素與有機(jī)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(shù)脂用150～200gNaCl,及3～4gNaOH。OH型強(qiáng)堿陰樹(shù)脂則用4%NaOH溶液再生。樹(shù)脂再生時(shí)得化學(xué)反應(yīng)就是樹(shù)脂原先得交換吸附得逆反應(yīng)。按化學(xué)反應(yīng)平衡原理,提高化學(xué)反應(yīng)某一方物質(zhì)得濃度,可促進(jìn)反應(yīng)向另一方進(jìn)行,故提高再生液濃度可加速再生反應(yīng),并達(dá)到較高得再生水平。為加速再生化學(xué)反應(yīng),通常先將再生液加熱至70～80℃。它通過(guò)樹(shù)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(shí)間約為一小時(shí)。隨后用軟水順流沖洗樹(shù)脂約一小時(shí)(水量約4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,至洗出液無(wú)色、無(wú)混濁為止。一些樹(shù)脂在再生與反洗之后,要調(diào)校pH值。因?yàn)樵偕撼：袎A,樹(shù)脂再生后即使經(jīng)水洗,也常帶堿性。而一些脫色樹(shù)脂(特別就是弱堿性樹(shù)脂)宜在微酸性下工作。此時(shí)可通入稀鹽酸,使樹(shù)脂pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。樹(shù)脂在使用較長(zhǎng)時(shí)間后,由于它所吸附得一部分雜質(zhì)(特別就是大分子有機(jī)膠體物質(zhì))不易被常規(guī)得再生處理所洗脫,逐漸積累而將樹(shù)脂污染,使樹(shù)脂效能降低。此時(shí)要用特殊得方法處理。例如:陽(yáng)離子樹(shù)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(shù)脂受有機(jī)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(jī)物。二、特殊得再生處理污染較嚴(yán)重得樹(shù)脂,可用酸或堿性食鹽溶液反復(fù)處理,如先用10%NaCl+1%NaOH堿鹽溶液溶解有機(jī)物,再用4%HCl或分別用10%NaOH及1%HCl溶解無(wú)機(jī)物,隨后再用10%NaCl+1%NaOH處理,在約70℃下進(jìn)行。如果上述處理得效果未達(dá)要求,可用氧化法處理。即用水洗滌樹(shù)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(guò)量10～20BV,隨即用水洗滌,再用鹽水處理。應(yīng)當(dāng)注意,氧化處理可能將樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中得大分子得連接鍵氧化,造成樹(shù)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(jìn)行一次氧化處理。由于氯型樹(shù)脂有較強(qiáng)得耐氧化性,故樹(shù)脂在氧化處理前應(yīng)用鹽水處理,變?yōu)槁刃?這還可避免處理過(guò)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(shù)脂脫色,樹(shù)脂再生得廢液含有大量得色素與有機(jī)物,顏色很深。用原糖生產(chǎn)精糖時(shí),每100噸糖得再生廢液量約為6～9m3。要經(jīng)過(guò)處理才能排放(或循環(huán)),這也就是一個(gè)難題。Bento詳細(xì)研究了用化學(xué)方法處理再生液,使色素與其她有機(jī)物沉淀,除去雜質(zhì)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(méi)有糖液得粘性,并能容許強(qiáng)烈得條件如強(qiáng)堿性與高溫等而無(wú)需顧慮糖得分解,用化學(xué)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(shù)脂得初級(jí)再生液,其后再用新得鹽水再生。對(duì)廢液得處理還研究過(guò)多種方法:用顆?；钚蕴课?用次氯酸鈉、次氯酸鈣、氯氣或臭氧將它氧化,用超過(guò)濾或反滲透法分離它得有機(jī)物,或用粉狀樹(shù)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(yáng)離子交換樹(shù)脂使用壽命及工作原理,陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,全自動(dòng)軟化水設(shè)備時(shí)間:2010082113:40:17

來(lái)源:東北亞水網(wǎng)

作者:中國(guó)軟水機(jī)網(wǎng)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂使用壽命及工作原理,陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,全自動(dòng)軟化水設(shè)備

國(guó)內(nèi)目前常用得優(yōu)級(jí)陽(yáng)離子軟化樹(shù)脂為中英合資生產(chǎn)得“漂萊特”鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,廠家提供得軟化水樹(shù)脂使用年限工業(yè)上為58年(理論值),實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中,樹(shù)脂受原水影響得主要原因?yàn)?

A、原水管路一般為碳鋼管道,水與管路發(fā)生氧化反應(yīng),生成鐵離子,進(jìn)入樹(shù)脂后,隨運(yùn)行時(shí)間得延長(zhǎng),樹(shù)脂得功能交換基團(tuán)下降,其表現(xiàn)為耗鹽量高,再生水質(zhì)差。

B、樹(shù)脂反復(fù)再生:由于樹(shù)脂得長(zhǎng)時(shí)間頻繁再生,每次再生時(shí),樹(shù)脂間都做相互擦洗運(yùn)動(dòng),受水壓及樹(shù)脂間得機(jī)械磨損,樹(shù)脂得交聯(lián)值(機(jī)械強(qiáng)度)逐漸下降,骨架變形,運(yùn)行中其表現(xiàn)為出水有時(shí)為黃褐色,產(chǎn)水周期明顯縮短,再生效果不理想。

C、樹(shù)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(shù)脂

≥4、5eq/kg干樹(shù)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(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,使水中得硬度成分Ca2+、Mg2+與樹(shù)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(shù)脂,其交換過(guò)程如下:

2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+

2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+

即水通過(guò)鈉離子交換器后,水中得Ca+、Mg+被置換成Na+。

當(dāng)鈉離子交換樹(shù)脂失效之后,為恢復(fù)其交換能力,就要進(jìn)行再生處理。再生劑為價(jià)廉貨廣得食鹽溶液。再生過(guò)程反應(yīng)如下:

R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2

R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2

為了使您易于理解接受,以下得說(shuō)法就是盡量通俗得說(shuō)法,與標(biāo)準(zhǔn)工具書得說(shuō)法可能不盡一致(但不會(huì)出現(xiàn)技術(shù)性錯(cuò)誤)。

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

當(dāng)水中得鈣鎂離子含量高時(shí),離子交換樹(shù)脂可以釋放出鈉離子,功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)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(shè)備得工作過(guò)程。

當(dāng)樹(shù)脂上得大量功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合后,樹(shù)脂得軟化能力下降,可以用氯化鈉溶液流過(guò)樹(shù)脂,此時(shí)溶液中得鈉離子含量高,功能基團(tuán)會(huì)釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合,這樣樹(shù)脂就恢復(fù)了交換能力,這個(gè)過(guò)程叫作“再生”。

由于實(shí)際工作得需要,軟化水設(shè)備得標(biāo)準(zhǔn)工作流程主要包括:

工作(有時(shí)叫做產(chǎn)水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個(gè)過(guò)程。不同軟化水設(shè)備得所有工序非常接近,只就是由于實(shí)際工藝得不同或控制得需要,可能會(huì)有一些附加得流程。任何以鈉離子交換為基礎(chǔ)得軟化水設(shè)備都就是在這五個(gè)流程得基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)得(其中,全自動(dòng)軟化水設(shè)備會(huì)增加鹽水重注過(guò)程)。

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

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

慢沖洗(置換):在用鹽水流過(guò)樹(shù)脂以后,用原水以同樣得流速慢慢將樹(shù)脂中得鹽全部沖洗干凈得過(guò)程叫慢沖洗,由于這個(gè)沖洗過(guò)程中仍有大量得功能基團(tuán)上得鈣鎂離子被鈉離子交換,根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),這個(gè)過(guò)程中就是再生得主要過(guò)程,所以很多人將這個(gè)過(guò)程稱作置換。這個(gè)過(guò)程一般與吸鹽得時(shí)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(shí)際工作接近得流速,用原水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行沖洗,這個(gè)過(guò)程得最后出水應(yīng)為達(dá)標(biāo)得軟水。一般情況下,快沖洗過(guò)程為515分鐘。

3、特點(diǎn)

管路簡(jiǎn)化,節(jié)省占地空間;運(yùn)行穩(wěn)定可靠;節(jié)約再生用鹽;運(yùn)行費(fèi)用低;免維護(hù)。

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

4、技術(shù)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(shù)脂型號(hào):001×7型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂;

入口壓力低于0、2MPa需加裝管道泵;

設(shè)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