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文档简介
1、离子交换树脂的基本类型离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两 类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类 )。(1)强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出 H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3一,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的 H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸
2、性 或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进 行,使树脂的官能基团回复原来状态, 以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再 生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。(2)弱酸性阳离子树脂这类树脂含弱酸性基团,如愈基-COOH,能在水中离解出 H+而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO (R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH514)起作用。这类树
3、脂亦是用酸进行再生 (比强酸 性树脂较易再生)。(3)强碱性阴离子树脂这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生 阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱 (如NaOH)进行再生。(4)弱碱性阴离子树脂这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶
4、液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH19)下工作。它可用 Na2CO3、NH4OH进行再生。(5)离子树脂的转型以上是树脂的四种基本类型。在实际使用上,常将这些树脂转变为其他离子型式运行,以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放 出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。这种树脂以钠 型运行使用后,可用盐水再生 (不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用,工作时放 出Cl-而吸附交换其他阴离子,它的再生只需用
5、食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢 型(HCO3 -)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后,就不再具有强酸性及 强碱性,但它们仍然有这些树脂的其他典型性能,如离解性强和工作的pH范围宽广等。离子交换树脂的物理结构离子树脂常分为凝胶型和大孔型两类凝胶型树脂的高分子骨架,在十燥的情况下内部没有毛细孔。 它在吸水 时润胀,在大分子链节问形成很微细的孔隙,通常称为显微孔 (micro-pore)。湿 润树脂的平均孔径为 24nm(2X 10 64X10 6mm)。这类树脂较适合用于吸附无机离子,它们的直径较小,一般为 0.3 0.6nm o这类树脂不能吸附大分子有机物质,因后者的尺寸较大
6、,如蛋白质分子 直径为520nm,不能进入这类树脂的显微孔隙中。大孔型树脂是在聚合反应时加入致孔剂,形成多孔海绵状构造的骨架, 内部有大量永久性的微孔,再导入交换基团制成。它并存有微细孔和大网孔 (macro-pore),润湿树脂的孑L径达100500nm ,其大小和数量都可以在制造时 控制。孔道的表面积可以增大到超过 1000m2/g。7工苏色可赛思树脂有限公司整 理这不仅为离子交换提供了良好的接触条件,缩短了离子扩散的路程,还增加了许多链节活性中心,通过分子间的范德华引力 (van de Waals force)产生分子吸 附作用,能够象活性炭那样吸附各种非离子性物质,扩大它的功能。一些不
7、带交 换功能团的大孔型树脂也能够吸附、分离多种物质,例如化工厂废水中的酚类物。大孔树脂内部的孔隙又多又大,表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快, 离子交换速度也快很多,约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。大孔树脂还有多种优点:耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对 有机大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生。离子交换树脂的离子交换容量离子交换树脂进行离子交换反应的性能,表现在它的离子交换容量”,即每克十树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数,meq/g(十)或meq/mL(湿);当离子为一价时,毫克当量数即是毫克分子数(
8、M二价或多价离子, 前者为后者乘离子价数)。它乂有总交换容量”、工作交换容量”和苒生交换容量' 等三种表示方式。1、总交换容量,表示每单位数量(重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量2、工作交换容量,表示树脂在某一定条件下的离子交换能力,它与树脂种类和总交换容量,以及具体工作条件如溶液的组成、流速、温度等因素有关。3、再生交换容量,表示在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的 交换容量,表明树脂中原有化学基团再生复原的程度。通常,再生交换容量为总交换容量的 5090%(一股控制7080%), 而工作交换容量为再生交换容量的 3090%(对再生树脂而言),后一比率亦称为 树脂
9、的利用率。在实际使用中,离子交换树脂的交换容量包括了吸附容量, 但后者所占 的比例因树脂结构不同而异。现仍未能分别进行计算,在具体设计中,需凭经验 数据进行修正,并在实际运行时复核之。离子树脂交换容量的测定一般以无机离子进行。 这些离子尺寸较小,能 自由扩散到树脂体内,与它内部的全部交换基团起反应。 而在实际应用时,溶液 中常含有高分子有机物,它们的尺寸较大,难以进入树脂的显微孔中,因而实际 的交换容量会低于用无机离子测出的数值。 这种情况与树脂的类型、孔的结构尺 寸及所处理的物质有关。离子交换树脂的吸附选择性离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力, 对它们的吸附有选 择性。各种离子受树
10、脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律, 但不同的树脂可 能略有差异。主要规律如下:(1 )对阳离子的吸附高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子 中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下:Fe3+ > AI3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:SO42 > NO3 > Cl - > HCO3 > OH -弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:OH->柠檬酸根3 > SO42 一 >
11、;洒石酸根2 >草酸根2- >PO43 >NO2 > Cl - >醋酸根一> HCO3 -(3 )对有色物的吸附糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂,它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反 应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强,而对焦糖色素的吸附较弱。这被 认为是由于前两者通常带负电,而焦糖的电荷很弱。通常,交联度高的树脂对离子的选择性较强, 大孔结构树脂的选择性小 于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大,在浓溶液中较小。离子交换树脂分为阴阳两种类型,阳离子交换树脂乂分为强酸性和弱酸性, 阴离子交换树脂分为强碱性和弱碱性。水通过阳离子交换树脂时变为酸性,再通 过阴离子
12、交换树脂变为中性后回到水族箱中,因此使用离子交换树脂时,要强酸 性与强碱性、弱酸性与弱碱性配对使用,离子交换树脂依其听附对象的不同乂分 为H型,OH型CI型和NA型,水族箱适用NA型,(钠型)其目的是软化水 质。阳离子交换树脂的再生可用 5%-10%盐酸、0.5%-5%硫酸、10%的食盐水 或海水其中之一种,阴离子交换树脂的再生可用2%-10%氢氧化钠、2%-4%氨 水或10%食盐水其中之一种,均浸泡24小时。离子交换树脂也是一种化学滤材。离子交换树脂的物理性质离子交换树脂的颗粒尺寸和有关的物理性质对它的工作和性能有很大影响(1 )树脂颗粒尺寸离子交换树脂通常制成珠状的小颗粒,它的尺寸也很重要
13、。树脂颗粒较 细者,反应速度较大,但细颗粒对液体通过的阻力较大,需要较高的工作压力; 特别是浓糖液粘度高,这种影响更显著。因此,树脂颗粒的大小应选择适当。 如 果树脂粒径在0.2mm(约为70目)以下,会明显增大流体通过的阻力,降低流量 和生产能力。树脂颗粒大小的测定通常用湿筛法,将树脂在充分吸水膨胀后进行筛 分,累计其在20、30、40、50目筛网上的留存量,以90%粒子可以通过其 相对应的筛孔直径,称为树脂的 有效粒径”。多数通用的树脂产品的有效粒径在 0.40.6mm 之间。树脂颗粒是否均匀以均匀系数表示。它是在测定树脂的有效粒径”坐标图上取累计留存量为40%粒子,相对应的筛孔直径与有效
14、粒径的比例。如一种 树脂(IR-120)的有效粒径为0.40.6mm ,它在20目筛、30目筛及40目筛上留 存粒子分别为:18.3%、41.1%、及31.3%,则计算得均匀系数为2.0。(2 )树脂的密度树脂在十燥时的密度称为真密度。湿树脂每单位体积(连颗粒间空隙)的 重量称为视密度。树脂的密度与它的交联度和交换基团的性质有关。通常,交联度高的树脂的密度较高,强酸性或强碱性树脂的密度高于弱酸或弱碱性者,而大 孔型树脂的密度则较低。7 工苏色可赛思树脂有限公司整理例如,苯乙烯系凝胶型 强酸阳离子树脂的真密度为1.26g/mL ,视密度为0.85g/mL ;而丙烯酸系凝胶型 弱酸阳离子树脂的真密
15、度为1.19g/mL ,视密度为0.75g/mL。(3 )树脂的溶解性离子交换树脂应为不溶性物质。但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低 的物质,及树脂分解生成的物质,会在工作运行时溶解出来。交联度较低和含活 性基团多的树脂,溶解倾向较大(4 )膨胀度离子交换树脂含有大量亲水基团,与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离 子变换时,如阳离子树脂由H+转为Na+,阴树脂由Cl 转为OH ,都因离子 直径增大而发生膨胀,增大树脂的体积。通常,交联度低的树脂的膨胀度较大。 在设计离子交换装置时,必须考虑树脂的膨胀度,以适应生产运行时树脂中的离 子转换发生的树脂体积变化。(5 )耐用性树脂颗粒使用时有转移、摩擦、
16、膨胀和收缩等变化,长期使用后会有少 量损耗和破碎,故树脂要有较高的机械强度和耐磨性。 通常,交联度低的树脂较 易碎裂,但树脂的耐用性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。 如大孔 树脂,具有较高的交联度者,结构稳定,能耐反复再生0离子交换软化法主要是依靠钠离子交换器中的交换树脂进行软化处理。由于交换树脂吸附能力强,能将游离在水中的钙、镁离子吸附,从而把水软化。离子交换法目前广泛采用的是离子交换法,即用离子交换剂来软化硬水的方法。 过去曾用过 磺化煤、泡沸石来软化硬水,目前普遍使用的离子交换剂是高分子离子交换树月 旨,它是有交换离子能力的高分子化合物。 它是由不溶于水的交换剂本体及能在 水中
17、解离的活性交换基团两个基本部分组成。 根据可交换的离子是阳离子或阴离 子而分别称为陌离子交换树脂和阴离子交换树脂,如通常使用的苯乙烯型离子交换树脂,它的交换剂本体是由苯乙烯与部分对苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚 物。当本体上连有磺酸基(一 SO-3Na+)或季铉基一 N+ (CH3)3Cl-后则分别具有 交换阳离子或阴离子的能力。用离子交换树脂软化硬水分为两步:处理工程和再生工程。当硬水通过阳离子交换树脂时,水中的钙、镁离子与阳离子交换树脂上的活性基 团钠离一B子发生交换并被吸附,使水软化:口一 (S03Na)2+Ca2+ > 口一(SO3)2 Ca+2Na+ (处理工程)当阳离子交换树脂
18、上的钠离子几乎全部被钙、镁离子所交换时就失去了交换离子 的能力;必须通过再生恢复它的交换能力。 通常使用食盐为再生剂,再生过程中 先用活水洗涤离子交换树脂,然后通人质量分数为10 %的食盐水浸泡而使离子 交换树脂吸附的钙、镁离子解吸下来,然后随废液排出口一 (S03)2Ca+2Na+ > 口一(S03Na)2+a2+(再生工程)在离子交换过程中,不仅钙、镁离子会被交换,水中含有的铁、铤、铝等金届离 子也可同旧寸被交换去除。当硬水先后通过阳、阴离子交换树脂后;水中的电解 质阳、阴离子基本均可被去除,这种方法得到的软水叫去离子水。离子交换树脂分为阴阳两种类型,阳离子交换树脂乂分为强酸性和弱酸
19、性, 阴离子交换树脂分为强碱性和弱碱性。水通过阳离子交换树脂时变为酸性,再通 过阴离子交换树脂变为中性后回到水族箱中,因此使用离子交换树脂时,要强酸 性与强碱性、弱酸性与弱碱性配对使用,离子交换树脂依其听附对象的不同乂分 为H型,OH型CI型和NA型,水族箱适用NA型,(钠型)其目的是软化水 质。阳离子交换树脂的再生可用 5%-10%盐酸、0.5%-5%硫酸、10%的食盐水 或海水其中之一种,阴离子交换树脂的再生可用2%-10%氢氧化钠、2%-4%氨 水或10%食盐水其中之一种,均浸泡24小时。离子交换树脂也是一种化学滤材。阳树脂分弱树脂和强树脂两大类。 分子式H-R (当然也可以是Na-R型
20、),H 就是氢离子。树脂高度约0.8米到1.6米。当水从上向下,通过树脂层时,水中 的阳离子与树脂的H离子发生交换,树脂最上层是铁钙镁离子,接着是钾钠氨 离子。出水水质是酸性的,PH值一般小于3。当运行约一天左右时,出水开始出现钠 离子,表示反应到了终点,需要用酸(HCl)反洗,将钠钙离子再置换出来。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子问所 进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好 时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须 释出等价离子回溶液中。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状
21、,其大小约为0.11mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:1. 强酸型阳离子交换树脂:主要含有强酸性的反应基如磺酸基(- SO3H),此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。2. 弱酸型阳离子交换树脂:具有较弱的反应基如毯基( COOH基),此 离子交换树脂仅可交换弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+,对于强碱中的离子如Na+、K+等无法进行交换。阳树脂分弱树脂和强树脂两大类。 分子式H-R (当然也可以是Na-R型),H 就是氢离子。树脂高度约0.8米到1.6米。当水从上向下,通过树脂层时,水中 的阳离子与树脂的H离子发生交换,树脂最上层是铁钙镁离子,接着是钾钠氨 离子。出水水质是酸性的,PH
22、值一般小于3。当运行约一天左右时,出水开始出现钠 离子,表示反应到了终点,需要用酸(HCl)反洗,将钠钙离子再置换出来。阴离子交换树脂前言离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的 一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离 子回溶液中。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.11mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:1 .强碱型阴离子交换树脂:主要是含有较强的反应基如具有四面体铉 盐官能基之一N+(CH3)3 ,在氢氧形式下,N+(
23、CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅 速释出,以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。2. 弱碱型阴离子交换树脂:具有较弱的反应基如氨基,仅能去除强酸 中的阴离子如SO42-, Cl或NO3-,对于HCO3-, CO32或SiO42 一则无 法去除。离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行 的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等 价离子回溶液中。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.11mm,其离子交换能力依其交
24、换能力特征可分:1. 强酸型阳离子交换树脂:主要含有强酸性的反应基如磺酸基 (-SO3H ),此 离子交换树脂可以交换所有的阳离子。2. 弱酸型阳离子交换树脂:具有较弱的反应基如毯基( COOH基),此离子 交换树脂仅可交换弱碱中的阳离子如 Ca2+、Mg2+ ,对于强碱中的离子如Ca2+、 K+等无法进行交换。3. 强碱型阴离子交换树脂:主要是含有较强的反应基如具有四面体铉盐官能基 之一N+(CH3)3,在氢氧形式下,N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出, 以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。4. 弱碱型阴离子交换树脂:具有较弱的反应基如氨基,仅能去除强
25、酸中的阴离子如SO42-, Cl或NO3,对于HCO3 - , CO32或SiO42 -则无法去除。 不论是离子交换树脂或是沸石,都有其一定的可交换基浓度,称为离子交换容量 (ion exchange capacity)。对阳离子交换树脂而言,大约在 200500meq/100g 。 因为阳离子交换为一化学反应,故必须遵守质量平衡定律。离子交换树脂的一般 方程式可以表示如下:如何分辩阴阳离子交换树脂?取少量树脂,在稀 NaCl溶液中浸泡,再用试 纸测pH,酸性为阳离子交换树脂,碱性为阴离子交换树脂。离子交换树脂是什么,树脂的保存方法、树脂的预处理和再生方法用化学合成法将高分子共聚物制成的有机单
26、体颗粒的离子交换剂,称为离子交换树脂。离子交换树脂是由交联的结构骨架、 以化学键结合在朵架上的固定离 子基团和以离子键为固定基团以相反符号电荷结合的可交换离子。离子交换树脂分类如下。(1) 按功能分:强酸性树脂其交换基团如磺酸基-SO3H强碱性树脂其交换基团如季铉基(I)型-CH2N (CH3 3OH季铉基(U)型-CH2N (CH3 2C2H4OH?OH弱酸性树脂其交换基团如伯胺基-CH2NH2仲胺基-CH2NHR R为轻基);叔胺基-CH2NR2 氧化还原树脂其交换基团如-CH2SH Ar (OH。两性树脂其交换基团如-NR2; -COOH CH2COOH!合树脂 其交换基团如-CH2-N
27、 CH2COOH(2) 按结构分:凝胶型和大孔型树脂。(3) 按聚合物的单体分:苯乙烯类;丙烯酸类;酚醛类;环氧类;乙烯基毗噬 类;脉醛类和氯乙烯类等。(4) 按用途分:工业级;食品级;分析级;核子级;双层床用树脂;高流速混 床用树脂;移动床用和覆盖过滤器用树脂等类。树脂保存方法:离子交换树脂不能露天存放,存放处的温度为0-40° C,当存放处温度稍低于0° C时,应向包装袋内加入澄活的饱和食盐水、浸泡树脂。此外,当存放处温 度过高时,不但使树脂易于脱水,还会加速阴树脂的降解。一旦树脂失水,使用 时不能直接加水,可用澄活的饱和食盐水浸泡,然后再逐步加水稀释,洗去盐分, 贮存
28、期间应使其保持湿润。树脂预处理:将准备装柱使用的新树脂,先用热水(活洁的自来水即可)反复活洗,阳离子 交换树脂可用70-800 C的热水,阴离子交换树脂的耐热性能较差一些,可用 50-600 C热水。开始浸洗时,每隔约15分钟换水一次,浸洗时要不时搅动,换 水4-5次后,可隔约30分钟换水一次,总共换水7-8次,浸洗至浸洗水不带褐 色,泡沫很少时为止。水洗后,再经酸碱处理,阳离子交换树脂可按下述步骤处理:1、 用1N盐酸缓慢流过树脂,用量约为强酸阳树脂体积的2-3倍,弱酸阳树 脂的3-5倍,每小时1.5倍床层体积流过。2、用水冲洗,出水PH为5左右,用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂,
29、流速与1相同。3、用1N NaOH流过树脂,用量及流速与1相同4、用水冲洗至出水PH为9左右。5、用1N盐酸或硫酸,将树脂转成H-型,用量为树脂体积的3-5倍,流速与 1相同。6、酸流完后,用去离子水冲洗至出水 PH值为6以上时,即可投入使用。对于阴离子交换树脂水洗后的酸、 碱处理次序,可采用碱t酸t碱次序,酸、碱 用量及流速,强碱树脂与强酸树脂相对应,弱碱树脂与弱酸树脂相对应。树脂的复活处理:在离子交换树脂使用过程中,经过一段时间运转后,往往会发生出水质量逐渐下降、交换容量逐渐降低等现象。这一般是由于树脂在运转过程中受到污染造 成。在废水和生化物质提炼中,由于成份比较复杂,树脂更易受到污染,
30、因此应 采取适当的措施进行复活处理, 针对不同情况,采用不同的复活处理工艺,本公 司可视具体情况进行技术指导。离子交换树脂再生方法详细说明一、常规的再生处理离子交换树脂(IONRESIN)使用一段时间后,吸附的杂质接近饱和状态,就 要进行再生处理,用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去,使之恢复原来的组成和性能。在实际运用中,为降低再生费用,要适当控制再生剂用量, 使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平,通常控制性能恢复程度为7080%。如果要达到更高的再生水平,则再生剂量要大量增加,再生剂的利用率则 下降。树脂的再生应当根据树脂的种类、 特性,以及运行的经济性,选择适当的再 生药剂和
31、工作条件。树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系。强酸性和强碱性树脂的再生比较困难,需用再生剂量比理论值高相当多; 而弱酸性或弱碱性树脂则较易 再生,所用再生剂量只需稍多于理论值。 此外,大孔型和交联度低的树脂较易再 生,而凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、 碱或盐。例如:钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl溶液再生,用药量为其交换容量的2倍(用NaCl量为117g/ l树脂);氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时 要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此,宜先通入12%的稀硫酸再生。氯型强碱性树脂,主要以
32、NaCl溶液来再生,但加入少量碱有助于将树 脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150200g NaCl ,及34g NaOH。OH型强碱 阴树脂则用4%NaOH溶液再生。树脂再生时的化学反应是树脂原先的交换吸附的逆反应。 按化学反应平 衡原理,提高化学反应某一方物质的浓度, 可促进反应向另一方进行,故提高再 生液浓度可加速再生反应,并达到较高的再生水平。为加速再生化学反应,通常先将再生液加热至7080 Co它通过树脂的流速一般为12 BV/ho也可采用先快后慢的方法,以充分发挥再生剂的效能。再 生时间约为一小时。随后
33、用软水顺流冲洗树脂约一小时(水量约4BV),待洗水排 活之后,再用水反洗,至洗出液无色、无混浊为止。一些树脂在再生和反洗之后,要调校 pH值。因为再生液常含有碱,树脂再 生后即使经水洗,也常带碱性。而一些脱色树脂(特别是弱碱性树脂)宜在微酸性下工作。此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗 各一次。(IONRESIN )树脂在使用较长时间后,由于它所吸附的一部分杂质(特别是大分子有机胶体物质)不易被常规的再生处理所洗脱,逐渐积累而将树脂污染,使树脂 效能降低。此时要用特殊的方法处理。例如:阳离子树脂受含氮的两性化合物污 染,可用4%NaOH溶液处理,将它溶解而排掉;阴离子
34、树脂受有机物污染,可 提高碱盐溶液中的NaOH浓度至0.51.0%,以溶解有机物。二、特殊的再生处理污染较严重的树脂,可用酸或碱性食盐溶液反复处理,如先用 10%NaCl+1%NaOH碱盐溶液溶解有机物,再用4%HCl或分别用10%NaOH及1%HCl溶 解无机物,随后再用10%NaCl +1%NaOH处理,在约70C下进行。如果上述处理的效果未达要求, 可用氧化法处理。即用水洗涤树脂后,通入浓度为 0.5%的次氯酸钠溶液,控制流速 24BV/h,通过量1020BV,随即用水洗涤,再用盐水 处理。应当注意,氧化处理可能将树脂结构中的大分子的连接键氧化,造成树脂的降解,膨胀度增大,容易碎裂,故不
35、宜常用。通常使用50周期后才进行一次氧化处理。由于氯型树脂有较强的耐氧化性, 故树脂在氧化处理前应用盐水处理,变为氯型,这还可避免处理过程中的pH值变化,并使氧化作用比较稳定。对于初次使用需要激活或者说完全再生的树脂而言,整理网友的资料如下:(1) 新的离子交换树脂常含有反应溶剂、未参加反应的物质和少量低分子 量的聚合物、铁、铅、铜等杂质。当树脂与水、酸、碱或其它溶液相接触时,上 述可溶性杂质就会转入溶液中, 在使用初期污染出水水质。因此,新树脂在投运 前要进行预处理,转换为指定的离子型式。(2) 阳离子交换树脂(含碱性基团的强酸阳树脂)的预处理步骤:首先用 活水对树脂进行冲洗(最好为反洗)洗
36、至出水活澈无混浊、无杂质为止。然后用 45%的HCl和NaOH在交换柱中依次交替浸泡 24小时,在酸碱之间用大量 活水淋洗(最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗)至出水接近中性,如此重复 23次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用45%的HCl溶液 进行,用量加倍效果更好。放尽酸液,用活水淋洗至中性即可待用。(3) 阴离子交换树脂(含酸性基团的强碱阴树脂)的预处理步骤:同上, 只是酸碱的使用交换位置。(4) 应用于医药、食品行业的树脂,预处理最好先用乙醇浸泡,而后再用 酸碱进行交替处理,大量活水淋洗至中性待用。(5) 各种树脂因品种、用途不一,预处理的方法也有区别,预处理时的酸 碱浓
37、度及接触时间等,可具体参考各型号树脂的介绍。(6) 预处理中最后一次通过交换柱的是酸还是碱,决定于使用时所要求的 离子型式。(7)为了保证所要求的离子型式的彻底转换,所用的酸、碱应是过量的。有网友提出如何检测树脂失效的问题。 整理答案:新树脂必须先送到有关部门检 测合格后再使用。树脂必须符合阴阳树脂的验收标准, 主要检测指标:全交换容 量、含水率、耐磨率、有效粒径、湿真密度、湿视密度、不均匀系数等。根据厂家提供的再生装置及离子交换树脂再生的需要可以得知,这次,我们采用的树脂应该是强酸性阳离子(Na+)交换树脂。因为它的再生装置只有一个盐箱, 用的是NaCl (当然不是吃的那种),听说是工业专用
38、的粗盐。弱酸性的阳离子 交换树脂也用NaCl再生,但它需要在碱性条件下才能有较高的交换能力,而这 套设备不提供碱性条件。树脂的预处理在离子交换树脂的工业产品中,常含有少量有机低聚物及一引起无机杂质。在使用初期会逐渐溶解释放,影响出水水质或产品质量。因此,新树脂在使用前 必须进行预处理,具体方法如下:1、树脂装入交换器后,用洁净水反洗树脂层,展开率为50-70%,直至出水活晰, 无气味、无细碎树脂为止。2、用约2倍树脂体积的4-5%HCl溶液,以2m/h流速通过树脂层。全部通入后,浸泡4-8小时,排去酸液,用洁净水冲洗至出水呈中性。冲洗流速为10-20m/h。3、用约2倍树脂体积的2-5%NaO
39、H溶液,按上面进HCl的方法通入和浸泡。排 去碱液,用洁净水冲洗至出水呈中性。流速同上。酸、碱液若能重复进行2-3次,则效果更佳。经预处理后的树脂,在第一次投入运行时应适当增加再生剂用量,以保证树脂获得充分的再生。树脂硅污染的处理方法硅化合物污染发生在强碱阴离子交换器中,尤其是在强、弱型阴树脂联合应用的设备和系统中,其结果往往导致阴交换器的除硅效率下降。发生这种污染的原因是再生不充分, 或树脂失效后没有及时再生。 处理方法,可 用稀的温碱液浸泡溶解。碱液浓度为2%,温度约40度。污染严重时,可使用加 温的4%氢氧化钠溶液循环活洗。阳离子树脂分钠型和氢型,没记错724新买来是钠型的,虽然和氢型同
40、样能 软水,但释放的是钠离子,使水 PH升高。不过用5%的稀盐酸泡半个小时,也 就转型为氢型了。树脂是用在困水的时候的,不能放在鱼缸滤盒里。用水流不断缓缓的流过树脂空 隙,根据我的经验,1公斤树脂1小时就可完成50升水的软化,软化500公斤 左右的自来水之后饱和,不过也要看水本身的硬度。饱和后用5%稀盐酸泡1小时即可还原,用活水多冲洗去掉残酸,就能再次使用, 循环寿命很长。阴离子树脂用来除去水中的阴离子,结合阳离子树脂处理水可以把水变成中性, 不过一般没这个必要。你可以把自来水装在水桶内,用个水泵进水口向上,在进水口接一个去底的 矿泉水瓶把树脂装在丝袜内开动水泵过滤桶内的水, 同时用硬度测试液测
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