除盐水系统
EDI在除盐水系统的应用及分析
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EDI在除盐水系统的应用及分析宋子维,张 琰,高贵蓉,冯 爽,魏广春(中国石油长庆石化公司,陕西省咸阳市712000)摘要:传统的除盐水系统基于反渗透加混床离子交换工艺,工艺复杂,出水水质较差,且混床再生过程中产生大量的含酸、含碱废水。
而反渗透加EDI(连续电除盐技术)系统的工艺废水排放量较少,运行维护简单,不产生含酸、含碱废水,产品水电导率降低至0.10μS/cm以下,钠、硅离子质量浓度控制在10μg/L以下,水质明显提升,是理想的除盐水系统工艺。
对EDI在除盐水系统中的应用进行详细介绍,并对比分析了EDI模块更新前后的能耗、节能减排、经济效益和运行操作方面的不同,与MK 2模块相比,产水电导率进一步降低至0.06μS/cm以下,且在节能减排和经济效益方面表现突出。
关键词:EDI 除盐水 混合离子交换 水质 节能 经济效益 除盐水系统工艺按除盐原理不同可以分为物理除盐、化学除盐及膜分离除盐[1]。
除盐技术经历了从高能耗、高成本、操作复杂、环境污染到低能耗、低成本、易操作、环境友好的发展过程[2]。
EDI(Electrodeionization)又称连续电除盐技术,科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体,通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用[3],在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而达到水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生,从而生产超纯水[4]。
1 反渗透加EDI和反渗透加混床的工艺比较反渗透膜技术已广泛地应用到海水淡化、苦咸水除盐及城市污水深度处理等领域,如在电力行业应用的反渗透 混合离子交换除盐工艺、反渗透 EDI工艺,美国在21世纪对城市污水进行的深度处理就采用了反渗透膜技术[5]。
EDI技术自1997年后才进入中国,近几年在制药、电子、石化等行业快速发展,在研发方面也取得部分专利[6]。
中国石油长庆石化公司除盐水站现有两套除盐水系统,分别采用两种工艺:除盐水系统(一)采用反渗透加混合离子交换工艺,除盐水系统(二)采用两级反渗透加EDI工艺。
除盐系统操作卡中文

除盐水系统启动1系列阴阳床和1号混床1.启动前检查项目:1)二级水箱内水位处于高位,二级反渗透系统可以正常启动;2)中和池处于低水位,且可以正常工作;3)就地气动控制阀箱控制方式切换到“远方”模式;4)以下阀门均处于开启状态:1#阳床进水手动阀,1#阳床出水手动阀,1#号阴床出口手动阀,1#混床进口手动阀,1#混床出口手动阀。
除盐给水泵进口手动阀、除盐给水泵出口手动阀,1#阴床取样手动阀;5)以下阀门处于关闭状态:2#氧床进水手动阀,2#混床出口手动阀;2.启动步骤:1)选择1号阴阳床控制画面,选择除盐给水泵选择主泵。
2)操作模式选择式。
3)选择混床控制画面,将操作模式切换到4)选择1号混床,将其前面的“□”打上“√”,将步序选择为作模式切换到5)选择除盐水箱(至少选择一个),在“□”内打上“√”。
6)选择1号阴阳床控制画面,点击7)点击启动2系列阴阳床和2号混床1.启动前检查项目1)二级水箱内水位处于高位,二级反渗透系统可以正常启动;2)中和池处于低水位,且可以正常工作;3)就地气动控制阀箱控制方式切换到“远方”模式;4)以下阀门均处于开启状态:2#阳床进水手动阀,2#阳床出水手动阀,2#号阴床出口手动阀,2#混床进口手动阀,2#混床出口手动阀。
除盐给水泵进口手动阀、除盐给水泵出口手动阀,2#阴床取样手动阀;5)以下阀门处于关闭状态:1#氧床进水手动阀,1#混床出口手动阀;2.启动步骤:1)选择2号阴阳床控制画面,选择除盐给水泵选择主泵。
2)操作模式选择式。
3)选择混床控制画面,将操作模式切换到4)选择2号混床,将其前面的“□”打上“√”,将步序选择为作模式切换到5)选择除盐水箱(至少选择一个),在“□”打上“√”。
6)选择2号阴阳床控制画面,点击7)点击运行时注意事项1.一系列阴床、氧床、混床与二系列阴床、氧床、混床交替运行。
2.设备运行时,通过阳床进口手动阀调节除盐系统进水流量与二级反渗透出水流量一致,保持二级反渗透水箱液位平衡。
化工集团除盐水系统浓水回收方案(除盐水工程中一级RO浓水回收方案)
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目录1 项目概况 (3)2 设计基础 (3)3 水质分析 (3)4、工艺选择 (9)5、设备规范 (16)6、供货清单 (16)7、附件 (18)1 项目概况本方案是按业主要求,对联合化工集团公司除盐水工程中一级RO浓水回收进行方案设计。
处理对象为除盐水工程中所有废水,最大约148.5t/h。
2 设计基础原水水源及水质✧原水水源:原水为循环排污水经过RO浓缩后的浓水进行回收水质:循环排污水水质按黄河水浓缩倍率4.0计(业主要求)。
RO 的回收率为70%,约3.33倍3 水质分析1)按前期投标给定的原水水质,一级RO计算结果1本次浓水回收的水质参数为上述表格中红色加粗字体的数值,从上表可以看出:一级RO浓水(70%回收)中硬度、二氧化硅、含盐量特别高,其中SO4的含量约2500ppm,但水质中缺少钡(Ba),锶(Sr)的含量值,而这两种元素和SO4同时存在时,对膜的结垢性趋势影响非常大,也决定了浓水RO的回收率。
通过阻垢剂计算软件进行计算,针对以上水质的阻垢效果计算如下:User Selection: FLOCON 260 ―――阻垢剂类型Recommended Dose Rates: 11.8 mg/l - Feed,23.6 mg/l - Concentrate―――加药量Est. FLOCON 260 usage (100%)39.10 kgs/day 14.2814 mt/yrSystem Information Flow Units: m3/hrFeedwater Type: Treated City/Municipal Potable WaterFeedwater Flow: 138.0 Concentrate Flow: 69.0 Permeate Flow: 69.0 Recycle Flow: 0.0System Recovery: 50.00% RO Recovery: 50.00%――浓水RO回收率RO Membrane Type: Thin Film High Rejection Membrane Rejection: 99.22%mg/l, 25.0 C Raw Feed Treated Feed Average Feed Product ConcentrateCa++ 725.01 725.01 1,044.32 2.32 1,447.17Mg++ 252.74 252.74 364.04 0.85 504.45Na+ 810.86 810.86 1,165.40 8.79 1,612.132K+ 251.46 251.46 361.32 2.94 499.73NH4+ 31.31 31.31 44.74 0.96 61.61Ba++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00Sr++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00Fe2+/3+ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00Al+++ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00HCO3- 760.96 760.96 1,088.04 9.85 1,494.74Cl- 1,232.74 1,232.74 1,771.74 13.38 2,450.90SO4-- 2,481.40 2,481.40 3,573.97 8.65 4,952.34F- 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00NO3- 69.99 69.99 100.24 1.60 138.28PO4--- 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00SiO2 182.51 182.51 262.72 1.44 363.58CO3-- 5.93 5.93 13.55 0.00 28.36CO2 16.69 16.69 16.60 16.68 16.49TDS 6,804.91 6,804.91 9,796.29 50.78 13,553.30Ionic Strength 0.15 0.15 0.22 0.00 0.31pH 7.75 7.75 7.89 5.99 8.02Saturation Raw Treated Con- % Max SIIndex (SI) Feed Feed centrate FLOCON 260LSI 1.666 1.666 2.460 94.60%SDSI 1.506 1.506 2.049 78.82%CaSO4 1.176 1.176 2.679 66.99%BaSO4 0.000 0.000 0.000 0.00%SrSO4 0.000 0.000 0.000 0.00%Caf2 0.000 0.000 0.000 0.00%SiO2 1.460 1.460 2.452 98.09%Iron 0.000 0.000 0.000 0.00%注:100%为该物质的溶解极限。
除盐水系统施工方案
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目录第一章编制说明 (1)1.1承包范围及内容 (1)1.2编制原则 (1)1.3编制依据 (1)1.5补充说明 (1)第二章工程概况 (3)2.1工程概况 (3)2.2结构设计 (3)第三章施工部署 (4)3.1质量目标 (4)3.2施工项目管理和组织机构 (4)3.3项目经理部各人员的主要职能 (6)3.4资源配置 (8)第四章施工进度计划 (10)4.1总施工进度计划安排 (10)4.2工期保证措施 (10)第五章土建工程主要施工方法和技术措施 (13)5.1工程测量 (13)5.2土方施工 (14)5.3模板工程 (15)5.4钢筋工程 (18)5.5混凝土工程 (19)5.6脚手架搭设 (23)第六章质量保证措施 (24)6.1质量保证体系 (24)6.2质量预控及检测程序 (26)6.3质量保证措施 (27)第七章现场安全管理体系 (30)7.1安全管理体系 (30)7.2安全保证措施 (30)第一章编制说明1.1承包范围及内容本工程是丽东石化新建的厂区内的除盐水系统,目前该项目的施工前期工作已完成,该工程为独立承台基础,框架结构。
承包范围:土建。
1.2编制原则丽东芳烃除盐水系统施工方案是指导工程全过程各项生产活动的技术、经济的综合文件,是控制工程工期、进度、质量、安全、文明施工的指导性文件。
1.3编制依据本施工方案系按照施工方案原则编制,并以下列文件为编制依据组织编写的:1、根据中国石化集团洛阳石化工程公司设计的施工图。
2、现行的中华人民共和国国家标准《建筑安装工程质量检验评定标准》,《建筑安装工程施工及验收规范》。
3、江苏南通二建集团有限公司制定的质量保证体系及有关技术文件、投标文件等规定。
1.5补充说明1、我们通过认真学习和研究有关图纸资料,并踏勘了施工现场,在分析了各种影响施工的因素和本工程承包的特点、难点后,我们有充分的信心保证高质量、如期、全面完成业主规定的该项目范围内的施工任务。
电厂化学除盐水控制系统常见故障分析及处理

电厂化学除盐水控制系统常见故障分析及处理摘要:在电厂的热力系统运营过程中,水质质量对其影响作用较大,甚至决定着整个系统的运营,决定着电厂企业的经济效益。
对于电厂的水质而言,如果未经任何杂质处理而直接应用到发电过程中,势必会腐蚀发电装置,并使其产生积盐等问题,这也事关整个电厂装备的使用设备,决定着企业的经济效益。
因此,本文重点对电厂化学除盐水控制系统进行相关研究,探析其在运营过程中常见故障,并提出相应改善策略,以提高整个电厂的实际运营效率。
关键词:化学除盐水;控制系统;电厂1引言对于多数电厂企业而言,除盐水控制系统通常由纤维过滤器、混合离子交换器以及活性炭过滤器等装置组成。
只有当整个系统装置通力协作,才能确保除盐水控制系统正常运行,对水质进行有效除杂。
但是在正常的运营过程中,由于除盐水系统在设计之初就不够稳定,常常发生故障问题,难以保证机组正常补水,影响到整个电厂企业的运行。
因此,本文主要是对除盐水系统的常见故障案例进行分析,并且提出相应解决措施。
2 化学除盐水控制系统常见故障2.1 #1混床自动投运故障(1)故障问题:在日常工作中,当手动投运#2混床进行操作,一旦#2混床正洗结束,活性炭过滤器与#1混床则会步入投运状态。
(2)故障分析:辅控人员对系统运行状况进行检查,首先通过手动方式投运#2混床时,#1混床则会出现自动投运。
通过检查PLC的逻辑结构结果表明,确实存在“二级除盐自动”信号。
当#2混床处于开出水门状态之后,则会将相应信号反馈给系统,相应的“二级除盐自动”这一脉冲信号将自动消失,但#1混床则会收到“二级除盐自动”脉冲信号,将自动开启投运。
通过除盐系统进行全面检查结果表明:运行操作界面决定着“二级除盐自动”的脉冲信号。
当除盐水操作界面菜单栏内点击“二级除盐自动”时,则会弹出操作界面。
点击确认“二级除盐自动”按钮时,相继会弹出确认操作界面,同时将选择“二级除盐自动”,并且反映在PLC逻辑脉冲信号中。
热电厂除盐水用量析

热电厂除盐水用量析1. 引言热电厂是利用化石燃料或可再生能源发电的设施,其发电过程中会产生大量的废水。
为了保护环境和合理利用资源,热电厂通常会采用除盐水系统来处理废水中的盐分。
本文将对热电厂除盐水用量进行详细的分析和探讨。
2. 热电厂除盐水系统简介热电厂的除盐水系统是用于处理废水中盐分的设备和工艺的集合。
该系统的主要目标是将废水中的盐分去除,以减少对环境的污染,并使废水能够回收再利用。
除盐水系统通常包括以下几个主要组成部分:2.1 预处理单元预处理单元主要用于去除废水中的颗粒物和悬浮物,以防止对后续设备和工艺的堵塞和损坏。
常见的预处理设备包括格栅过滤器、旋流器和沉淀池等。
2.2 膜分离单元膜分离单元是除盐水系统的核心部分,通过使用半透膜来分离水中的盐分和其他溶解物质。
常见的膜分离技术包括反渗透(RO)和电渗析(ED)等。
RO技术通过施加高压将水逆向渗透通过半透膜,从而去除盐分。
ED技术则利用电场力将带电离子迁移至相应电极上,实现去除盐分的目的。
2.3 后处理单元后处理单元主要用于进一步处理膜分离后的水,以达到更高的纯净度要求。
常见的后处理工艺包括活性炭吸附、紫外线消毒和臭氧氧化等。
3. 热电厂除盐水用量分析方法为了分析热电厂除盐水的用量,我们可以采用以下方法:3.1 监测与记录通过安装监测设备,实时监测热电厂废水中的盐分含量和流量,并将监测数据记录下来。
监测的频率可以根据需要进行调整,以获得更准确的数据。
3.2 数据分析与统计将监测到的数据进行分析和统计,计算出热电厂除盐水的用量。
可以通过计算每天、每周或每月的平均用量,以及用量的变化趋势等指标来评估热电厂的除盐水消耗情况。
3.3 影响因素分析分析影响热电厂除盐水用量的因素,比如热电厂的发电量、废水处理效率、水质变化等。
通过对这些因素的分析,可以找出影响用量的主要因素,并采取相应的措施来降低用量。
4. 热电厂除盐水用量的影响因素热电厂除盐水的用量受到多个因素的影响,主要包括以下几个方面:4.1 热电厂的发电量热电厂的发电量越大,废水产生量也就越大,从而导致除盐水的用量增加。
除盐水系统技术规范书 Rev2
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1除盐水处理系统(含除盐水处理再生废水处理部分)注:除盐水系统中超滤设备一般由设备制造厂家成套供货,因各厂家工艺系统略有差异,其内部阀门及管道配置略有不同,询价时应针对超滤装置单元询价。
1.1除盐水处理系统(Demineralized Water Treatment)1.1.1全自动自清洗过滤器a.型号:Odismatic 85004F-PE。
b.单台出力:90~110m3/hc.数量:2台。
1.1.2超滤装置1.1.2.1超滤装置a.超滤装置按2列设计,每列出力59m3/h,每列都能单独运行,也可同时运行。
b.超滤膜选用DOW公司的SFR2860、旭化成公司的UNA-620A、美国柯氏公司的V1072-35-PMC膜元件或等同产品,c.超滤膜单套数量28支,总共56支。
d.超滤按错流过滤方式设计。
e.超滤装置应有必要的酸、碱及其它必需的化学药剂分散清洗装置,包括相应的清洗泵、清洗计量箱、搅拌器、液位计、压力表、管道阀门、控制柜等其它所有配套设备。
f.每套超滤装置产品水管和浓水管应设取样点,取样点的数量及位置应能有效地诊断并确定系统的缺陷。
每套超滤装置产品水管应有SDI测试接口。
g.超滤装置应设置检测断丝设施。
h.每一列的进、出水、浓水管设置阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连接。
i.装置内进出水阀门、清洗及冲洗阀门均选用不锈钢(316L)或衬胶阀。
j.装置内进出水阀门、反洗及冲洗阀门、空气擦洗阀、排水阀门选用气动阀门。
装置进水阀门开度可以自动调整。
k.超滤膜组件应安装在组合架上,组合架上应配备全部管道、阀门及接头,还包括所有的支架、紧固件、夹具等其它附件。
l.控制采用程序自动运行及就地操作方式。
1.1.2.2超滤及反渗透清洗系统a.清洗系统应包括一台流量为70 m3/h的5μm保安过滤器,一台Q=70m3/h;H=18mH2O的316L不锈钢清洗泵,一台V=4m3的清洗箱(带加热器)及配套的仪表、阀门、管道等附件,并提供一个操作、加药用的平台。
除盐水系统操作规程
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目录一、系统简介 (2)(一)工艺原理 (2)(二)主要术语及计算公式 (4)(三)反渗透进水水质指标 (6)(四)工艺流程说明和工艺指标 (6)二、系统操作方法 (7)(一)机泵操作方法 (7)(二)预处理系统操作方法 (9)(三)反渗透系统操作方法 (10)(四)加药系统操作方法 (13)(五)混床操作方法 (13)(六)控制系统操作方法 (15)三、系统的维护 (17)(一)RO膜元件的保存 (17)(二)反渗透系统的污染及清洗 (18)(三)离子交换树脂的变质、污染和复苏 (21)四、反渗透系统故障处理 (24)五、附件 (27)(一)水质分析方法 (27)(二)膜元件的安装和拆卸 (33)一、系统简介(一)工艺原理1、絮凝原理一般情况下,原水中含有一定数量的悬浮物和胶体物质,这些物质表面带负电荷,经电性中和后才会凝聚。
因此如原水中悬浮物和胶体物质含量较高,应加入高电荷的阳离子或高分子聚合物即絮凝剂,使其凝聚变大变重,再通过多介质过滤器过滤,可大部分去除,达到反渗透进水水质指标。
絮凝剂通常采用碱式氯化铝(PAC)。
碱式氯化铝(PAC)是一种介于三氯化铝和氢氧化铝之间的水解产物,最适合用于医药及电子行业超纯水的预处理,其净水效果为硫酸铝的3~5倍,三氯化铁的2~5倍,比其他净水剂成本降低40~50%,絮凝体形成快,絮块大,沉降速度快,还有除臭、灭菌、脱色等作用。
2、防止结垢膜结垢是由于给水中的微溶盐在给水逐渐浓缩时超过了浓度积而沉淀到膜上。
因此必须防止CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4、SiO2、CaF2结垢。
为防止结垢造成化学污染,可采用钠离子交换软化或投加阻垢剂的方法。
在水处理装置RO前有软化系统,除去了钙、镁硬度,在正常运行中不致产生结垢现象。
但是,用钠床进行软化存在着许多弊端:一是钠床还原消耗大量的食盐,食盐的贮存、配制、输送较繁琐,对设施要求太苛刻;二是钠床失效后切换时,易对系统造成二次污染;三是刚投入运行的钠床,易造成SDI值超标;四是将要失效的钠床,易影响水质。
操作使用说明书05_除盐系统(含阳阴混床)
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除盐系统操作使用说明书方达水技术工程有限公司2003 年6 月1、设备的运行方式(反渗透出水)→阳床→除碳器→中间水箱→中间水泵→阴床→混床→除盐水箱2、设备整体启动、运行维护和停止2.1 启动前的检查2.1.1 除碳器风机、中间水泵具备运行条件。
2.1.2 各交换器、除碳器具备运行条件,所属各阀门呈关闭状态。
2.1.3 各压力表,电导率表,流量表,水位计等具备使用条件。
2.2 设备的整体启动2.2.1 (反渗透出水合格后)开启空气门,入口门,待空气门溢水时,开正洗排水门,正洗合格后,开启阳床出口门,关正洗排水门,向除碳器供水。
同时启动除碳器的除碳风机。
2.2.2 开启阴床空气门,入口门。
2.2.3开启中间水泵,待空气门溢水时,开正洗排水门,正洗合格后,开阴床出口门,关正洗排水门向混床供水。
2.2.4 开启混床空气门,入口门,待空气门溢水时,开正洗排水门,关空气门,正洗合格后,开出口门关正洗排水门,向除盐水箱供水。
2.2.5 启动过程中及时投运各压力、流量、电导率表。
2.2.6 调整中间水泵出口门开度,各交换器压力一般不大于0.4MPa,整组设备出力80~120t/h。
2.2.7 设备短时间停运备用后启动时,只需操作阳床入口门和混床出口门即可。
2.2.8 设备启动后要认真复查,并分析水质,若不合格应排掉,15分钟内应合格。
2.3 设备的运行维护2.3.1 每小时检查一次转动设备,各交换器的压力、流量、除盐水箱、中间水箱水位,发现异常及时查找原因进行处理,保证设备正常运行。
2.3.2 按时监督水质,严格控制设备失效点,接近失效时应增加分析次数,以免送出不合格的水。
2.3.3 设备失效后,应立即停运,记录周期制水量数字后复零,并根据需要启动备用设备。
2.3.4 根据阳床、阴床的周期制水量等计算出酸耗、碱耗,并做必要的分析。
2.4 设备的停运2.4.1 停中间水泵、关闭阴、混床出入口门,开空气门将压力放尽后,关闭空气门。
除盐水制备系统制水率分析及提高方法
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除盐水制备系统制水率分析及提高方法摘要:作为火电厂基础处理系统,除盐水制备系统制水率直接关系到原水的使用效率,尤其针对缺水地区,由于大量用水,导致该地区水生态系统平衡破坏,以此加强除盐水制备系统制水率的控制,提高制水率,对于节约企业生产成本,保护地区环境具有重要意义。
基于此,本文以文献对比法和理论分析法,就除盐水制备系统制水率进行分析,重点提出提高制水率的措施,供同领域技术人员参考。
关键词:除盐水制备系统;制水率;提高方法0引言除盐水制水系统是火电厂运行及基础系统,某电厂除盐水制备系统总产水220m3/h,产水向2台130t/h中温中压锅炉锅炉提供合格补给水。
除盐水制备过程中可分为5个独立单元,设计院原设计制水率为68.4%,行业经验值61.6%,实际运行半年,核算制水率为54.2%。
某电厂其他类似系统约为60%。
随着设备运行周期增长,设备效率随之降低,如何解决制水率低的问题,成为企业提高效益的关键点。
1系统概况及主要问题除盐水制备系统作业流程如下图1所示。
图1除盐水制备系统作业流程其中制水率=除盐水产量/新鲜水消耗量×100%待本系统连续运转6个月后,水质情况基本满足使用要求,综合分析,制水率不满足要求,结合现场的勘察和设计对比,得出以下数据,见下表1。
表1数据对比项目一体化净化器多介质过滤器超滤反渗透混床制水率设计计算值95%90%80%100%68.4%理论值97%95%-97%90%75%96%60.4%-61.6%经验值98%98%85%75%98%60%现运行状态97%95%80%75%98%53.2%经过以上数据可以看出,设备运行情况远低于设计值,比较同行业及本厂经验值也低,需要对系统进行细致分析,提高制水率减少原水损失。
2制水率较低的原因分析制水率主要受到设计生产能力及实际使用情况影响,结合实际运行情况,分析原因如下:①设计值偏高,按照行业一般设计进行订货,未进行二次要求,造成设计值与实际值偏差较大。
EDI除盐水系统
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EDI除盐水系统/ EDI超纯水设备EDI除盐系统一、EDI技术简介EDI(Electrodeionization)是一种具有革命性意义的水处理技术,它巧妙地将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺,属高科技绿色环保技术。
EDI净水设备具有连续出水、无需酸碱再生和无人值守等优点,已在制备纯水的系统中逐步代替混床作为精处理设备使用。
这种先进技术的环保特性好,操作使用简便,愈来愈多地被人们所认可,也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广,至今国际上已有3千多套EDI装置在运行,总容量已超过3万吨/H。
它的出现是水处理技术的一次革命性的进步,标志着水处理工业最终全面跨入绿色产业的行业。
二、高纯水水处理技术的发展史第一阶段:预处理——>阳床——>阴床——>混合床第二阶段:预处理——>反渗透——>混合床第三阶段:预处理——>反渗透——>EDI装置反渗透(RO)技术是一种利用膜分离去除水中离子的方法,尽管反渗透系统将水中95%-98%的离子去除,但还不能满足工业生产的要求,其后续工艺必须使用离子交换设备。
近几十年以来,混合床离子交换技术一直作为纯水制备的标准工艺。
由于其需要周期性的再生且再生过程中使用大量的化学药品(酸碱)和纯水,因此已很难满足于无酸碱纯水系统。
正因为传统的离子交换已经越来越无法满足现代工业和环保的需要,于是将膜和树脂结合EDI技术成为水处理技术的一场革命。
其离子交换树脂的的再生使用的是电,而不再需要酸碱,因而更满足于当今世界的环保要求。
自从1986年EDI 技术工业化以来,全世界已安装了近2000套EDI 系统,尤其在制药、半导体、电力和表面冲洗等工业中得到了大力的发展,同时在废水处理、饮料及微生物等领域也得到广泛使用。
EDI 装置是应用在反渗透系统之后,取代离子交换树脂,具有水质稳定、运行费用低、操作管理方便、占地面积小等优点。
除盐水生产系统工艺原理及检验要点
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除盐水生产系统工艺原理及检验要点摘要:本文首先介绍了核电厂除盐水生产系统的工艺流程以及主要设备的工艺原理,随后对主要设备的一次检验要点及问题的处理原则进行了介绍。
关键词:除盐水生产系统;主要设备工艺原理;检验要点1、概述核能是21世纪最清洁的能源,利用核能已经成为世界各国的首选,利用核能发电是最经济的。
核能释放的能量比我们常用的煤炭、石油、天然气的能力多得多,核能在瞬间就能把水变成水蒸汽,水蒸汽推动汽轮机发电产生源源不断的电流,水的好坏直接影响到核电站的冷却系统。
因为水质不好就会在管路结垢,从而出现管路堵塞、出现爆管的现象。
核电厂除盐水系统利用各种水处理工艺,除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质,为核岛除盐水分配系统和常规岛除盐水分配系统提供符合使用要求的除盐水,保障整个核电厂的安全运行。
2、工艺流程除盐水生产系统的工艺流程:除盐水生产系统的核心主要由预处理装置、反渗透处理装置以及离子交换处理装置组成。
3、工艺原理3.1预处理主要设备由6台全自动双滤料过滤器、还原剂加药装置、凝聚剂加药装置、阻垢剂加药装置以及保安过滤器组成。
3.1.1 双滤料过滤器:材质为钢制衬胶,直径为Φ3000mm,设计压力为0.6MPa,过滤介质为石英砂和无烟煤。
主要作用是除去水中微小粒径的悬浮物胶体。
3.1.2 凝聚剂加药装置:由于原水中部分微小的颗粒不会受重力的作用而沉降,也难在后续的过滤器中去除,因而需要在原水中投加混凝剂,使之与水中微小的悬浮物及胶体生成较大絮片,通过全自动双滤料过滤器过滤去除。
3.1.3 保安过滤器筒体外壳为不锈钢材质制造,直径为Φ1400mm,设计压力为0.6MPa,过滤精度5μm。
内部采用PP熔喷、线烧、折叠、钛滤芯、活性炭滤芯等管状滤芯作为过滤元件,根据不同的过滤介质及设计工艺选择不同的过滤元件,以达到出水水质的要求。
机体也可选用快装式,以方便快捷的更换滤芯及清洗。
3.1.4 阻垢剂加药装置在反渗透处理的过程中,原水侧的矿物质离子浓度会逐渐提高而最终成为浓水,其离子的浓度大大超过了其在水中的平衡常熟,因此需要添加阻垢剂来延缓RO膜浓水侧盐晶体成长来推迟沉淀。
操作使用说明书05_除盐系统(含阳阴混床)
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除盐系统操作使用说明书方达水技术工程有限公司2003 年 6 月1、设备的运行方式(反渗透出水)→阳床→除碳器→中间水箱→中间水泵→阴床→混床→除盐水箱2、设备整体启动、运行维护和停止2.1 启动前的检查2.1.1 除碳器风机、中间水泵具备运行条件。
2.1.2 各交换器、除碳器具备运行条件,所属各阀门呈关闭状态。
2.1.3 各压力表,电导率表,流量表,水位计等具备使用条件。
2.2 设备的整体启动2.2.1 (反渗透出水合格后)开启空气门,入口门,待空气门溢水时,开正洗排水门,正洗合格后,开启阳床出口门,关正洗排水门,向除碳器供水。
同时启动除碳器的除碳风机。
2.2.2 开启阴床空气门,入口门。
2.2.3开启中间水泵,待空气门溢水时,开正洗排水门,正洗合格后,开阴床出口门,关正洗排水门向混床供水。
2.2.4 开启混床空气门,入口门,待空气门溢水时,开正洗排水门,关空气门,正洗合格后,开出口门关正洗排水门,向除盐水箱供水。
2.2.5 启动过程中及时投运各压力、流量、电导率表。
2.2.6 调整中间水泵出口门开度,各交换器压力一般不大于0.4MPa,整组设备出力80~120t/h。
2.2.7 设备短时间停运备用后启动时,只需操作阳床入口门和混床出口门即可。
2.2.8 设备启动后要认真复查,并分析水质,若不合格应排掉,15分钟内应合格。
2.3 设备的运行维护2.3.1 每小时检查一次转动设备,各交换器的压力、流量、除盐水箱、中间水箱水位,发现异常及时查找原因进行处理,保证设备正常运行。
2.3.2 按时监督水质,严格控制设备失效点,接近失效时应增加分析次数,以免送出不合格的水。
2.3.3 设备失效后,应立即停运,记录周期制水量数字后复零,并根据需要启动备用设备。
2.3.4 根据阳床、阴床的周期制水量等计算出酸耗、碱耗,并做必要的分析。
2.4 设备的停运2.4.1 停中间水泵、关闭阴、混床出入口门,开空气门将压力放尽后,关闭空气门。
除盐水处理系统工艺流程
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除盐水处理系统工艺流程
在工业生产中,除盐水处理系统是非常重要的一环,它可以有
效地去除水中的盐分,使水变得更加纯净,从而可以用于各种用途,比如饮用水、工业生产等。
下面我们将介绍除盐水处理系统的工艺
流程。
首先,除盐水处理系统的第一步是预处理。
在这个阶段,水会
经过一系列的预处理设备,比如过滤器、沉淀池等,去除水中的杂
质和悬浮物,以减少对后续设备的损害和影响。
接着,水会进入反渗透设备进行处理。
反渗透是一种利用高压
将水通过半透膜,从而将盐分和其他杂质从水中分离出来的方法。
这是除盐水处理系统中最关键的一步,也是最有效的一步。
然后,经过反渗透处理的水会进入电离交换器。
在这里,水中
的离子会被交换成氢离子和氢氧根离子,从而进一步去除水中的盐
分和其他离子杂质。
最后,经过电离交换器处理的水会经过精密过滤器的最后一道
过滤,确保水质的纯净度。
这一步也是为了保护设备和确保出水质
量的稳定性。
通过以上工艺流程,除盐水处理系统可以将含盐水处理成纯净水,满足不同领域的用水需求。
这种工艺流程不仅可以高效去除水中的盐分,还可以保证水质的稳定性和纯净度,是一种非常有效的水处理方法。
除盐水处理系统的工艺流程在实际应用中可以根据具体情况进行调整和优化,以满足不同水质和用水需求。
但总的来说,以上介绍的工艺流程是一个比较常见和有效的处理方法,可以为各种领域的用水提供高质量的纯净水。
除盐水处理系统工艺流程(一)
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除盐水处理系统工艺流程(一)除盐水处理系统工艺流程除盐水处理系统是将含盐水中的盐分除去的工艺,通常用于制备高纯度水和海水淡化等领域。
本篇文章将介绍除盐水处理系统的工艺流程。
前处理除盐水处理系统的前处理包括以下步骤:•滤过:将水中的大颗粒、杂质和悬浮物过滤掉,以防堵塞后续流程。
•活性炭吸附:去除水中的有机物和氯气等氧化性物质。
•离子交换:去除水中的离子,以减小反渗透膜(PRE)的负担。
正处理正处理是除盐水处理系统的核心步骤。
通常采用反渗透技术,其流程包括:•进料泵抽取处理前的水,送入砂滤器。
粗滤前处理中未去除的杂质,以免对反渗透系统造成损害。
•砂滤器后进入高压泵,此时水被加压。
加压过程中,水流通过RO 膜,膜的微孔大小只有0.0001微米,能有效地过滤掉盐分、有机物等的微小颗粒和杂质,保持水质的纯度。
•经过RO膜过滤后,水流质量大大提高。
但由于高压泵加压过程中发生渗透,水中的一些分子也被除掉了,使得水的浓度增高。
如果不弥补这部分缺失的水,最终产品将呈现高含盐量,此时需要补水室添加补水至可接受的浓度。
•经过正处理后得到高纯度水。
后处理除盐水处理系统的后处理包括以下步骤:•遗水回收:将膜处理和弥补水室内的剩余废水集中处理并回收。
•消毒:用消毒器消毒处理后的水,以确保其达到饮用水水准。
•返水调节:将处理好的高纯度水加入合适的矿物质以达到可饮用的标准。
以上就是除盐水处理系统的工艺流程。
通过前处理、正处理和后处理三部分的完善配合,最终得到品质高、定制化的除盐水处理系统产品。
常见问题在除盐水处理系统的实际应用中,会遇到以下问题:•RO膜老化:随着时间的推移,RO膜会因防污层和微孔道堵塞而老化,导致除盐效率降低,需要更换膜,以保证系统运行。
•抗透剂使用:由于反渗透过程中会有渗透发生,导致水分子流失。
抗透剂可以调整渗透程度,减少流失,提高水缺失的效率和降低成本。
•水质监测:水质的监测是除盐水处理系统中关键的环节之一,用于保证水的质量符合要求,提高水的利用效率和使用价值。
火电厂除盐水制水常见问题及分析
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火电厂除盐水制水常见问题及分析摘要:除盐水制水系统是火电厂非常重要的系统。
本文介绍了以离子交换器为基础的除盐制水系统运行中存在的问题,以及对反渗透污染进行重点分析,制定了相关处理措施,确保制水系统安全可靠的运行。
关键词:除盐水;离子交换;反渗透;污染1.除盐制水常见问题及分析目前在该火电厂的水处理工艺中广泛使用的是聚苯乙烯和丙烯酸系的离子交换树脂。
用同种树脂和不同离子同时进行交换反应时,常常优先吸收某些离子,在吸收了这些离子后再把它置换下来就比较困难,而另外一些离子就很难被树脂吸收,但却比较容易置换下来。
树脂的这种性能被称为离子交换树脂的选择性。
这种选择性影响到树脂的交换和再生过程,所有它是实际应用中的一项重要性能。
在低浓度和常温下,树脂首先与高价离子进行交换,然后同低价离子交换。
在价数相同的情况下,选择性随相对原子量增加而增大。
1.1强酸阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为: Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+含羧基(-COOH)的弱酸性阳树脂特别容易吸收H+,在选择性顺序中H+排在Fe3+之前,所以在实际运行中,用酸再生弱酸性树脂比再生强酸性树脂容易的多。
弱酸阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为:H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+(1)阳离子交换器的出水是酸性水,不含其它阳离子。
但当交换器运行失效时(即交换器中H型树脂接近耗尽时),其出水中就会有其它阳离子的泄漏,而在诸多的阳离子中,首先漏出的是Na+,因此我们称之为漏钠。
当出水中的含钠量超过一个给定的极限值,阳离子交换器即被判定为失效,需停运再生后才能继续投入运行。
阳离子交换器运行失效的控制指标有以下三个:A含钠量增大;B酸度下降;C电导率下降。
(2)原因分析:漏钠的起因是由于水中各种阳离子与树脂中H+发生交换时,因树脂对各阳离子的吸收具有选择性,故而被树脂吸收的离子在交换器内存在分层现象。
除盐水系统常见问题及处理措施
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除盐水系统常见问题及处理措施作者:翟雪淇来源:《科学与财富》2017年第33期摘要:除盐水指的并不是将水中盐类被全部去除干净,因为技术上的原因和出于制水成本上的考虑,依据不同的用途,则就允许除盐水包含一些微量的杂质,除盐水之中的杂质越少,其水纯度也会变得越高,本文主要分析了除盐水系统常见问题及处理措施。
关键词:除盐水系统;常见问题;处理措施近年来,随着膜法处理技术的日趋成熟完善反渗透膜已经广泛应用于水处理和物料分离领域。
除盐水系统中的除盐水是指不含有矿物质的水,除盐水不仅对我们的健康产生威胁,还对生产设备产生不利影响。
除盐水会对周边环境产生腐蚀作用,降低生产设备的使用周期和生产寿命。
于是除盐水系统应运而生,主要为消除水中的盐类;但是目前使用的除盐水系统中存在一些问题,制约着除盐水系统的正常发挥。
一、除盐系统工艺流程系统在运行之中的工艺:来原水→原水箱→原水泵→全自动多介质过滤器→全自动无顶压逆流再生阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→全自动无顶压逆流再生阴离子交换器→树脂捕捉器除盐水箱→除盐水泵→全自动加氨装置→用水点。
多介质过滤器反洗工艺:原水箱→反洗水泵→多介质过滤器阳床再生上的工艺:酸槽车→低位酸罐→输酸泵→酸计量箱→酸喷射器→除盐水箱→再生泵阴床再生工艺:碱车→低位碱罐→输检泵→碱计量箱一酸喷射器→除盐水箱→再生泵酸碱废水处理工艺:酸碱再生废水→中和池→机械搅拌混合→提升泵→外排管线一级除盐系统在调试中出现的问题及处理措施在除盐水系统安装完成以后,之后开始了系统的调试,在此过程中发现该系统存在一些影响正常运行的问题,针对这些问题,在调试过程中进行了认真的分析并加以改进,使得整套系统可以更加安全更加稳定的运行。
二、除盐水系统中存在的问题及处理办法2.1系统启动和停运时出现震动在除盐水系统运行过程中发现,当除盐水系统在启动和停止运行的瞬间,除盐水系统的管道会产生震动,而且震动还比较强烈,严重影响着除盐水系统的安全运行。
EDI除盐水系统
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EDI除盐水系统/ EDI超纯水设备EDI除盐系统一、EDI技术简介EDI(Electrodeionization)是一种具有革命性意义的水处理技术,它巧妙地将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺,属高科技绿色环保技术。
EDI净水设备具有连续出水、无需酸碱再生和无人值守等优点,已在制备纯水的系统中逐步代替混床作为精处理设备使用。
这种先进技术的环保特性好,操作使用简便,愈来愈多地被人们所认可,也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广,至今国际上已有3千多套EDI装置在运行,总容量已超过3万吨/H。
它的出现是水处理技术的一次革命性的进步,标志着水处理工业最终全面跨入绿色产业的行业。
二、高纯水水处理技术的发展史第一阶段:预处理——>阳床——>阴床——>混合床第二阶段:预处理——>反渗透——>混合床第三阶段:预处理——>反渗透——>EDI装置反渗透(RO)技术是一种利用膜分离去除水中离子的方法,尽管反渗透系统将水中95%-98%的离子去除,但还不能满足工业生产的要求,其后续工艺必须使用离子交换设备。
近几十年以来,混合床离子交换技术一直作为纯水制备的标准工艺。
由于其需要周期性的再生且再生过程中使用大量的化学药品(酸碱)和纯水,因此已很难满足于无酸碱纯水系统。
正因为传统的离子交换已经越来越无法满足现代工业和环保的需要,于是将膜和树脂结合EDI技术成为水处理技术的一场革命。
其离子交换树脂的的再生使用的是电,而不再需要酸碱,因而更满足于当今世界的环保要求。
自从1986年EDI 技术工业化以来,全世界已安装了近2000套EDI 系统,尤其在制药、半导体、电力和表面冲洗等工业中得到了大力的发展,同时在废水处理、饮料及微生物等领域也得到广泛使用。
EDI 装置是应用在反渗透系统之后,取代离子交换树脂,具有水质稳定、运行费用低、操作管理方便、占地面积小等优点。
除盐水系统产水率低原因分析及改进措施
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除盐水系统产水率低原因分析及改进措施朱青【摘要】炼油厂化学水处理系统采用双膜加混合离子交换器制取除盐水.针对水处理系统运行过程中产水率低的问题进行讨论研究,结合现场实际情况分析可能存在的原因,进行了一系列的改进,使产水率有了一定的提高.有效的降低了新鲜水水耗,使水系统经济稳定运行.%Refinery chemical water treatment system using double membrane plus mixed ion exchanger system to remove salt water. Aiming at the problem of low water yield during the operation of water treatment system,combined with the actual situation on the scene may an-alyze the possible reasons. A series of improvements have been made, so that the water pro-duction rate has been increased.Effectively reduce the water consumption of fresh water,the water system to run a stable economy.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】4页(P126-129)【关键词】除盐水;反渗透;混合离子交换器;产水率【作者】朱青【作者单位】中国石油宁夏石化公司炼油厂,宁夏银川750001【正文语种】中文【中图分类】TE685.31 装置概况炼油厂水汽车间化学水处理装置是炼油厂500×104t装置的配套装置,主要向锅炉等重要设备提供除盐水,该系统设计产量为350 t/h;系统总产水率为78%。
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除盐设备及系统第一节除盐设备及系统概述锅炉补给水处理的目的是为锅炉提供充足的、质量合格的补充水,以消除水中盐类对热力循环系统的腐蚀。
本工程除盐水系统在由过滤、一级除盐加混床系统组成, 一级除盐采用逆流再生并联系统,混床为单母管连接。
一、锅炉补给水除盐设备概况与技术参数1.阳离子交换器1.1 技术规范,表3-1给出了阳离子交换器的设备概况与技术参数。
1.2 出水水质Na+≤100μg/L1.3 技术说明1)、阳离子交换器为钢制焊接的园柱性容器,本体材质为碳钢(Q235-A),封头壁厚14mm,筒体壁厚12mm,所用主焊缝为埋弧自动焊焊接,本体内部衬胶二层(衬胶厚度5mm),设备外部管系为钢衬胶(衬胶厚度3mm)。
2)、设备上部留有100%反洗空间。
3)、设备顶部进水装置型式为辐射支管式,以保证布水均匀。
中排装置为母管支管式(支管为螺纹滤管,缝隙为0.27mm),以上装置材质均为不锈钢,底部出水装置为弓形多孔档板(采用石英砂垫层)。
4)、设备本体上设侧人孔、底部人孔各一个。
窥视孔三个,窥视孔分别布置在:树脂界面一个,膨胀高度二个(对开)。
5)、进出水管各设一套测压装置,材料为耐酸不锈钢,压力表为耐腐蚀压力表,量程为0-1.0MPa。
同时配耐腐蚀取样阀二支,取样水槽一个。
6)、设备本体接口及外部管系均为法兰连接。
2.除二氧化碳器2.1 技术规范表3-2给出了除二氧化碳器的设备概况与技术参数。
2.2 出水水质≤5mg/l (环境温度>20℃)CO22.3 技术说明1)、除二氧化碳器为钢制焊接的园柱性容器,本体材质为碳钢(Q235-A),筒体壁厚8mm,所用主焊缝为埋弧自动焊焊接,本体内部衬胶二层(衬胶厚度5mm),设备外部管系为钢衬胶(衬胶厚度3mm)。
2)、设备本体设侧人孔两个。
3)、设备顶部进水分配装置型式为支母管式,以保证布水均匀,材质为PVC,底部出水装置为锥斗形。
4)、设备配收水器、水封及风机。
5)、设备与除碳水箱直连成一整体。
3.阴离子交换器3.1 技术规范表3-3给出了阴离子交换器的设备概况与技术参数。
表3-3 阴离子交换器的设备概况与技术参数3.2 出水水质导电度≤10μs/cm3.3 技术说明1)、阴离子交换器为钢制焊接的园柱性容器,本体材质为碳钢(Q235-A),封头壁厚14mm,筒体壁厚12mm,所用主焊缝为埋弧自动焊焊接,本体内部衬胶二层(衬胶厚度5mm),设备外部管系为钢衬胶(衬胶厚度3mm)。
2)、设备上部留有100%反洗空间。
3)、设备顶部进水装置型式为辐射支管式,以保证布水均匀。
中排装置为母管支管式(支管为螺纹滤管,缝隙为0.27mm),以上装置材质均为不锈钢,底部出水装置为弓形多孔档板(采用石英砂垫层)。
4)、设备本体上设侧人孔、底部人孔各一个。
窥视孔三个,窥视孔分别布置在:树脂界面一个,膨胀高度二个(对开)。
5)、进出水管各设一套测压装置,材料为耐酸不锈钢,压力表为耐腐蚀压力表,量程为0-1.0MPa。
同时配耐腐蚀取样阀二支,取样水槽一个。
6)、设备本体接口及外部管系均为法兰连接。
4.混合离子交换器4.1 技术规范表3-4给出了混合离子交换器的设备概况与技术参数。
4.2出水水质<20μg/1导电度≤0.2μs/cm,SiO24.3 技术说明4.3.1 混合离子交换器为钢制焊接的柱形容器,本体材质为碳钢(Q235-A),封头壁厚14mm,筒体壁厚12mm,所用主焊缝为埋弧自动焊焊接,本体内部衬胶二层(衬胶厚度5mm ),设备外部管系为钢衬塑(衬塑厚度3mm)。
4.3.2 设备上部留有100%反洗空间。
4.3.3设备顶部进水装置型式为穹形多孔板,底部排水装置为多孔板旋水帽,水帽为梯形绕丝结构,材质为316L,缝隙为0.25mm,中间排水装置为母管支管式,支管为梯形绕丝结构,碱液分配装置为辐射支管上旋喷嘴。
4.3.4设备本体上设侧人孔两个。
窥视孔五个,窥视孔分别布置在:树脂层底部一个:树脂层界面一个,压脂层分界面一个,膨胀高度二个(对开)。
4.3.5进出水管各设一套测压装置,材料为耐酸不锈钢,压力表为耐腐蚀压力表,量程为0-0.1Mpa。
同时配耐腐蚀取样二只,取样水槽一个。
二、锅炉补给水除盐系统控制指标锅炉补给水除盐系统出水水质不低于下述指标值:一级除盐进水水质:浊度≤2mg/l一级除盐出水水质:导电度≤10μs/cm(25℃)二氧化硅≤100μg/l钠离子≤100μg/l混床出水水质:硬度≈0μmol/l出口导电率≤0.2μs/cm(25℃)二氧化硅≤20μg/l钠离子≤10μg/l第二节离子交换树脂及命名某些物质遇到溶液时,可以将其本身所具有的离子和溶液中同符号离子发生相互交换的现象,称为离子交换。
现有离子交换剂的工业产品品种繁多,不易分类。
通常按它们的各种特征作相对的区分。
按本质可分无机、有机的离子交换剂;按来源可分天然、合成、人造离子交换剂。
目前用得最广的是合成有机质离子交换剂,因这一类交换剂的外形很象松树分泌出的树脂,故常称为树脂。
离子交换树脂以官能团的性质分为强酸、弱酸、强碱、弱碱、螯合、两性及氧化还原树脂等七类。
如表3-1所示。
※氧化还原树脂也可称电子交换树脂,从性能、用途等方面属离子交换树脂这一类。
离子交换树脂的分子结构可以人为地区分为两个不同的部分:一部分称为离子交换树脂的骨架,它是由高分子所组成的基体,具有庞大的空间结构,支撑着整个化合物,它促使离子交换树脂不溶于各种溶剂;另一部分是带有可交换离子的活性基因,它化合在高分子骨架上,起提供可交换离子的作用。
骨架是由许多低分子化合物聚合而形成的不溶于水的高分子化合物,这些分子化合物称为单体。
根据单体的种类,树脂可分为苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等。
一、离子交换树脂的合成与制备苯乙烯系离子交换树脂是现在应用得最广的一种离子交换剂,它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合成的高分子化合物为骨架,其反应如下(3-1式)(3-1)工业用二乙烯苯都是它的各种异构体混合的,即邻位、间位和对位二乙烯苯都有,在此反应中,过氧化苯甲酰是聚合反应的引发剂。
用二乙烯苯是因为在它的分子上有两个可以聚合的乙烯基,可以把两个由苯乙烯聚合成的线型高分子交联起来,好像在两链之间架起了桥,所以二乙烯苯称为架桥物质。
聚合物中有了架桥物质便成了体型高分子化合物,此时,它的机械强度增大,成为不溶于水的固体。
在聚合物中起架桥作用的纯二乙烯苯质量百分率称为交联度,通常用符号DVB来表示。
由于离子交换工艺方面的需要,都是直接将离子交换树脂聚合成小球状。
其方法为将聚合用单体和分散剂等放在水溶液中,于是在一定温度下(40-50℃)经一定时间搅拌后,这些悬浮于水中的单体即聚合成球状物。
此种球状物还没有交换离子的基团,称为白球或惰性树脂。
通过化学处理,引入活性基团,才成为离子交换树脂。
根据引入活性基因种类的不同,聚苯乙烯可以制成阳离子交换树脂,也可制成阴离子交换树脂。
其方法如下:1)、磺酸型阳树脂。
如用浓硫酸处理上述白球,则可以在它的分子上引入磺酸H),如反应(3-2)式基(—SO3(3-2)此反应为磺化反应,产物磺酸型阳树脂具有强酸性。
磺化反应是比较容易进行的,但对于有交联结构的聚合物,因硫酸不易进入白球的内部,故磺化反应会受到阻碍。
为了扩大树脂的孔眼,制造时常加入溶胀剂二氯乙烷,待磺化完成后,将二氯乙烷蒸馏出来。
2)、胺型阴树脂。
在聚苯乙烯的分子上引入胺基,则可制得阴树脂。
通常是先用氯甲醚处理白球,使苯环上带氯甲基,如反应(3-3式)(3-3)此反应称为傅氏反应。
然后用胺类处理氯甲基聚苯乙烯,即胺化。
根据胺化所用药剂的不同,可以制得碱性强弱不同的各种树脂。
若用叔胺处理,则得到季胺型强碱型阴离子交换树脂,其反应如下:(3-4)若用伯胺或仲胺处理,则得到弱碱型阴离子交换树脂,其反应如下:(3-5)如用丙烯酸甲酯CH2=CH-COOH3与交联剂二乙烯苯共聚,可生成丙烯酸系聚合物:(3-6)此聚合物上已带有活性基团。
可用以下的方法转化成阳树脂或阴树脂。
1)、羧酸型阳树脂。
将RCOOCH3进行水解,可获得丙烯酸系羧酸树脂,反应式如(3-7)所示:浓KOH+RCOOCH3————→RCOOH (3-7)羧酸型树脂是弱酸性阳树脂。
2)、阴树脂。
将RCOOCH3用多胺进行胺化,可获得丙烯酸系阴树脂。
如用二乙撑三胺进行胺化,其反应为:RCOOCH3+H2N—C2H4—NH—C2H4—NH2→RCONH—C2H4—NH—C2H4—NH2(3-8)此反应制得的是弱碱性阴树脂,每个活性基团有一个仲胺基和一个伯胺基。
此外还有酚醛系、环氧系、乙烯吡啶系和脲醛系等离子交换树脂。
二、离子交换树脂的类型1.凝胶型用上述方法聚合成树脂的结构中有许多聚苯乙烯(或聚丙烯酸)直链与二乙烯苯交联形成的网孔。
这些网状物具有立体结构,很像一个微型海绵球。
此种树脂的网孔通常是很小的,而且大小不一,平均孔径约1~2nm。
在干的树脂中,这些孔眼并不存在,当树脂浸入水中时,它们才显示出来。
这种结构与凝胶相同,所以这类树脂称做凝胶型树脂。
早期生产的凝胶型树脂在应用方面有许多缺点,例如机械强度和抗氧化性较差,易受有机物污染以及交换反应速度较慢等。
2.大孔型大孔型离子交换树脂的孔眼孔径在20~200nm以上,要比凝胶型树脂的孔眼大得多,通常称为大孔树脂。
在大孔树脂的结构中实际上包括有许多小块凝胶,它的大孔是由这些小块凝胶结合时所构成的。
研制大孔树脂的目的是为了改善树脂的机械强度。
对凝胶型树脂来说,如果采用增大交联度以改进其机械强度,则因制成的树脂孔眼过小,离子交换反应的速度缓慢,不能实用。
而大孔树脂因为在它的大孔中有大量表面积,水中离子很容易通过这些大孔达到凝胶体的表面部分,所以即使因交联度大而使得小块凝胶相中的扩散速度比较缓慢,但总的离子交换速度仍然比凝胶型树脂的快。
大孔树脂的抗氧化性能比较好。
它的交联度较大,大分子不易降解;大孔树脂具有抗有机物污染的性能,被截留的有机物,易于在再生操作中从树脂孔道中清除出去。
其缺点为离子交换的容量较低,因为它的交联度较大,在分子结构中可以引入活性基团的部位较少。
同时,大孔树脂的孔眼大,孔眼中离子量多,大孔的直接吸附力强,对无机离子结合牢固,在进行再生时再生剂的消耗量较大;而且价格较高。
3.超凝胶型树脂凝胶型树脂机械强度差的原因是聚合反应速度不一致,二乙烯苯与苯乙烯的聚合反应比两个苯乙烯分子之间的聚合反应快,因而在聚合反应过程各总是二乙烯苯首先反应完,随后剩余的一些苯乙烯继续集合。
这样就产生了由苯乙烯聚合成的线型高分子,这就是凝胶型树脂的薄弱环节。
超凝胶型树脂的制造方法是控制二乙烯苯和苯乙烯之间的反应速度,使其不发生苯乙烯单独聚合的过程。