离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范围内,大部分在0.4~0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性),化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命。
浩瀚大海、莽莽沙漠,极度口渴的海驴、沙驴,面对对触手可及的海水、沙漠盐水,望水兴叹,眼神迷晕,渴望至极:能有一口解渴的淡水多好啊……,现在好了,随着人们对海水、沙漠盐水转化为淡水的科研开发,将一杯海水(或盐水)通过阴阳离子交换树脂以后,海水一下子就变成了淡水,让您不再口渴。
离子交换树脂为什么有这种惊奇的本领呢?业内、津南大化工厂杨工颇有心得:溶解在水中的盐分,都以阳离子和阴离子的形式存在。如果有一种东西可以把这些离子移走,那么水也就得到纯化了。离子交换树脂就具有这样的能力。离子交换树脂是一种具有网状结构的不溶于水的高分子材料。它犹如一棵大树,上面有很多树枝,每个树枝上都有一个口袋。当海水通过的时候,阳离子会把阳离子交换树脂“口袋”中的氢离子交换出来,阴离子会把阴离子交换树脂“口袋”里的氢氧根离子交换出来,而氢离子和氢氧根离子相遇就变成了水。
交换法的工作原理
钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂,使水中的硬度成分Ca2+,Mg2+与树脂中的Na+相交换,从而吸附水中的Ca2+,Mg2+,使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂,其交换过程如下:2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+即水通过钠离子交换器后,水中的Ca+,Mg+被置换成Na+。当钠离子交换树脂失效之后,为恢复其交换能力,就要进行再生处理。再生剂为价廉货广的食盐溶液。再生过程反应如下:R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2为了使您易于理解接受,以下的说法是尽量通俗的说法,与标准工具书的说法可能不尽一致(但不会出现技术性错误)。
离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。
当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程。
当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”。
由于实际工作的需要, 软化水设备的标准工作流程主要包括:
工作(有时叫做产水,下同),反洗,吸盐(再生),慢冲洗(置换),快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接 近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中,全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。
反洗:工作一段时间后的设备,会在树脂上部很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交换树脂才能完全曝露出来,再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。
吸盐(再生):即将盐水注入树脂罐体的过程,传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即 可)。在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响。
慢冲洗(置换):在用盐水流过树脂以后,用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗,由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换,根据实际经验,这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右。
快冲洗:为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的*后出水应为达标的软水。一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟。回收废旧树脂,回收报废树脂,回收废旧离子交换树脂,回收废旧库存积压树脂。
3,特点管路简化,节省占地空间;运行稳定可靠;节约再生用盐;运行费用低;免维护。适用性广:可用于工业锅炉,热交换器,中央空调及食品,制药,电子等行业回收废旧树脂,回收报废树脂,回收废旧离子交换树脂,回收废旧库存积压树脂。
4,技术要求原水硬度:3-10mmol/L;出水残余硬度:≤0.03mmol/L;工作压力:0.2-0.6MPa; 工作温度:2 -50℃ ;自控电源:220V 50Hz;耗电量:10W;树脂型号:001×7型强酸性阳离子交换树脂;压力低于0.2MPa需加装管道泵;设备总压损:0.03MPa。回收废旧树脂,回收报废树脂,回收废旧离子交换树脂,回收废旧库存积压树脂。
PH范围:1-14使用温度:钠型≤120°C型变膨胀率%:(H+-Na+)8-10
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包装:编织袋,内衬塑料袋。
使用时参考指标:
1.PH范围:5-14
2.允许温度(℃) ≤100
3.膨胀率:% (H+→Na+)≤65
4.工业用树脂层高度:m 0.8-2.0
5.再生液浓度:%Hcl:3-6 H2SO4:0.5-1
6.再生剂用量(按计),kg/m3湿树脂:HCL 40-60, H2SO4 80-120
7.再生液流速:m/h Hcl:4-8 H2SO4:10-25
8.再生接触时间:minute:30-45
9.正洗流速:m/h:约20
10.正洗时间:minute:20-30
11.运行流速:m/h: 20-40
12.工作交换容量:mmol/l (湿树脂)≥2000
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树脂反洗过程介绍
反洗工序需要操作人员,需要随时进行观察与调整,*小的颗粒**被反洗到树脂中,所以一定要特别有规律的观察浑浊物变化情况,这能加强树脂反洗效果。
晚上通过视窗观测树脂罐内树脂整体变化情况,白天视窗上的反射光使得观测困难。所以这是需要安装一个玻璃窗口,这样一来全部的光线就会被大量反射到树脂罐,不仅如此也有助于更好的观测离子交换树脂柱的内部的情况。
反洗过程中,还要对反洗出的树脂经常反洗,对反洗出来的大部分树脂颗粒进行化学分析,不仅如此还要对树脂颗粒的外观进行分析。
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