混合离子交换器使用说明书(正本)

目录

一、概述

二、主要技术数据

三、离子交换树脂的工作原理

3.1 离子交换的基本原理

3.2 离子交换树脂的再生原理

四、离子交换树脂的分类及命名

4.1 离子交换树脂的分类

4.2 离子交换树脂的命名

五、离子交换树脂的性质

5.1 离子交换树脂的物理性质

5.2 离子交换树脂的化学性质

六、混床的设备构造

七、树脂的装填及预处理

7.1 树脂的装填

7.2 树脂的预处理

八、混床的运行操作

8.1混床的手动操作

九、混床常见故障与处理

十、维护保养须知

十一、盐酸液碱浓度与比重对照表

1. 盐酸浓度与比重对照表

2. 氢氧化钠浓度与比重对照表

第三章混合离子交换器使用说明书

一、概述

混合式离子交换床简称混床。是将阳、阴树脂按一定比例装填在同一交换床中，运行前

将它们混合均匀。此时被处理水在通过混合离子交换床后所产生的H+和OH-立即生成离解度很低的水，很少形成阳离子或阴离子交换时的反离子，可以使交换反应进行很彻底，故出水水质很高。所以混床常串接在一级复床除盐系统或反渗透装置后面用于纯水或高纯水等的制

备上。

二、主要技术数据

三、离子交换树脂的工作原理

3.1离子交换的基本原理

离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换剂在电解质溶液中进行的。一般的离子交换剂是一种不溶于水的固体颗粒状物质，即离子交换树脂。它能够从电解质溶液中吸取某种阳离子或者阴离子，而把自身所含的另外一种带相同电荷符号的离子等量地交换出来，并释放到溶液中去，这就是所谓的离子交换。按照所交换离子的种类离子交换剂可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂两大类。

若用R代表离子交换剂的“固体骨架”，其所含可离解基团同电解质溶液中的离子交换过程可用化学反应式表示。对于阳离子交换过程，例如：

R—SO3H+NaCl====R—SO3Na+HCl

R—（SO3Na）2+Ca（HCO3）2====R—（SO3）2Ca+2NaHCO3

R—（SO3）2Ca+2 NaCl====R—（SO3Na）2+CaCl2

R—COOH+NaHCO3====R—COONa+H2CO3

对于阴离子交换过程，例如：

R-NHOH+HCl====R-NHCl+H2O

R-（NCl）2+Na2SO4===R-N2SO4+2NaCl

R-NOH+H2SiO3===R-NHSiO3+H2O

R-NHCl+NaF===R-NHF+NaCl

离子交换反应是可逆的，逆反应称为再生。因此离子交换剂经再生后可反复使用

电离过程可用下述公式表示：

R—SO

H===R—SO3-+H+

3

R—COOH===R—COO-+H+

R—OH===R—O-+H+

离子交换剂又是有选择性的，它对某种或某些离子具有更高的亲和性，所以，离子交换过程又与一般的扩散过程不同。从离子交换剂同溶液接触到建立起离子交换平衡需要一定的时间，只有少数情况下可以瞬时完成，一般需要数分钟，数小时，甚至数天的时间才能达到交换平衡。

离子交换不只在交换剂颗粒表面进行，而且在整个交换剂体内进行。如图3-1所示可以把离子的交换过程分析为以下各步骤：图中，①离子从溶液中扩散到交换剂颗粒表面；②透过颗粒表面的边界膜；③离子在交换剂颗粒内部孔隙中扩散到交换点；④离子交换反应；⑤交换后的离子在交换剂孔隙内扩散到颗粒表面；⑥透过颗粒表面的边界膜；⑦向外扩散到溶液中去，完成整个离子交换过程。在这里，步骤④即离子交换反应本身可认为是瞬时完成的。步骤①和⑦是离子在溶液中的扩散，步骤②和⑥是离子扩散透过边界膜，而步骤③和⑤则是离子在颗粒孔隙内扩散，这三种过程都是离子的扩散，所以离子交换过程的速度实际上决定于离子扩散的速度。至于哪种类型的步骤会成为决定整个离子交换过程的速度的步骤，需要根据具体条件进行分析。

④交换点

膜⑤

B ⑥

⑦

图3-1离子交换过程原理图

混床的离子交换反应可用下式来表示：Ca

SO4Mg

2RH Ca Cl2R2Na2

+ Mg（HCO3）2 SO4

2ROH Na2（HSiO3）2 Cl2 +H2O

R2（HCO3）2

（HSiO3）2

3.2离子交换树脂的再生原理

离子交换树脂的最大特点是失效以后可以再生，使树脂能在较长时期内反复使用，体现了离子交换树脂利用率高，成本低的优越性，从化学反应的角度上讲，再生是交换的逆过程，树脂再生的目的是让失效的树脂尽可能恢复或接近原来树脂的工作状态。

3.2.1离子交换树脂的再生方法

树脂失效后的再生方法有多种，大致可分为静态再生和动态再生两类。静态再生指的是在容器内用再生液浸泡树脂，使之恢复到原来工作状态的再生方法，可分为体内再生和体外再生两种。动态再生可分为顺流再生、逆流再生、对流再生等。再生液和处理水的流向一致的称为顺流再生，流向相反的称为逆流再生，再生液从上下两端同时进入，从中排管流出的称为对流再生。

混合离子交换器的再生有两种方法。一种是分步再生，即阴、阳树脂分层后分别进行酸碱处理；一种是同步再生，即同时把酸碱液引入阴阳树脂层进行再生，这种方法相对操作简

便，且节省再生时间，通常采用此种方法进行再生。

3.2.2影响树脂再生的因素

树脂再生的好坏，直接影响着离子交换器的运行周期，它与许多因素有关，如再生剂的浓度、流量、温度、流速、纯度等。因此采用适当的浓度、流速、再生剂用量可保证得到较好的再生效果。一般混床再生盐酸浓度控制在3-5%，碱的浓度控制在2.0 -4.0%，流速以4米/小时为宜，再生剂用量可根据再生剂耗量和树脂的工作交换容量进行计算得到。

四、离子交换树脂的分类及命名

离子交换树脂是应用最为广泛的离子交换剂，也是重要的离子交换剂。除此之外，还有

一些其它类型的离子交换剂，简单介绍如下。

4.1离子交换树脂的分类

微孔树脂

凝胶型树脂

大孔型树脂等孔树脂

载体型树脂

按物理特性分

鳌形型树脂

两性树脂

热再生树脂

强酸性离子交换树脂

阳离子交换树脂

弱酸性离子交换树脂

按化学功能基团特性分

强碱Ｉ型离子交换树脂

强碱性离子交换树脂

阴离子交换树脂强碱Ⅱ型离子交换树脂

弱碱性离子交换树脂

4.2离子交换树脂的命名

离子交换树脂的产品型号主要由三位阿拉伯数字构成，如下图所示：

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