钙型强阳离子交换树脂的再生
离子交换树脂再生原理
离子交换树脂再生原理
离子交换树脂是一种常用于水处理和水质改善的方法。
当水中存在着一些不需要的离子,如钙离子、镁离子等,离子交换树脂可以通过吸附和释放离子的方式,将水中的有害离子去除或置换为无害的离子。
离子交换树脂的再生是指将树脂中吸附的目标离子从树脂表面释放出来,使树脂恢复到可再次进行吸附的状态。
离子交换树脂的再生过程主要有两个步骤:洗涤和再生。
洗涤是指通过向树脂中加入逆离子或酸性洗涤剂来去除树脂上残留的杂质和未被释放的目标离子。
逆离子可以与树脂表面上的阳离子形成离子交换,将其释放出去。
酸性洗涤剂则可以通过酸碱中和反应将树脂表面的阳离子中和并释放出去。
洗涤的目的是去除污染物并准备树脂进行再生。
再生是指将洗涤后的树脂恢复到吸附离子的状态。
再生通常通过向树脂中加入盐水或碱性溶液来实现。
盐水中的阴离子可以与树脂表面上的阳离子形成离子交换,重新吸附在树脂上。
碱性溶液可以通过酸碱反应中和树脂表面的阴离子,将其释放出来并将树脂恢复为原始状态。
再生后的离子交换树脂可以继续使用,反复进行吸附和再生的循环。
需要注意的是,随着多次使用和再生,离子交换树脂的吸附效率和容量逐渐下降,需要定期更换或再生以保持其良好的处理效果。
离子交换树脂再生方法
离子交换树脂再生方法
离子交换树脂是一种用于水处理、化学工业和制药工业中的重要工艺方法。
但是,随着使用时间的增加,树脂表面的离子可以逐渐被吸附或散失,从而降低其效果。
因此,必须定期对离子交换树脂进行再生。
下面将介绍离子交换树脂的再生方法,包括以下几点:
1. 热再生法:
热再生法是通过加热离子交换树脂,以去除附着在其表面的离子。
这种方法需要在高温下进行,通常在150~200°C下进行。
然而,要注意的是,这种方法只适用于耐高温的树脂。
2. 酸再生法:
酸再生法是用酸性溶液来清洗离子交换树脂,将表面的离子吸附并去除。
通常使用的酸是盐酸或硫酸。
使用这种方法时,必须逐步增加酸的浓度,并将树脂放在酸中浸泡数小时,以确保树脂表面附着的所有离子都被去除。
3. 碱再生法:
碱再生法是使用碱性溶液清洗离子交换树脂,将表面的离子吸附并去除。
常用的碱是氢氧化钠或碳酸钠。
这种方法与酸再生法相似,必须逐步增加碱的浓度,并将树脂放在碱性溶液中浸泡数小时。
4. 盐水再生法:
盐水再生法是使用盐水清洗离子交换树脂,然后再用水冲洗干净。
该
方法适用于在水处理工艺中使用的一些树脂,如强酸树脂或强碱树脂。
总之,再生离子交换树脂的方法可以根据不同的需求选择。
热再生法、酸再生法和碱再生法都需要在处理完离子交换树脂后进行废液处理和
洗涤,同时还需要对废液进行处理,以确保废物不会对环境造成影响。
盐水再生法可减少废物处理的成本和复杂性,但其效率较低。
因此,
在选择再生方法时,必须考虑到各种因素,如处理效率、成本和环保性。
阳离子交换树脂的再生作业与原理
阳离子交换树脂的再生作业与原理阳离子交换树脂的再生作业与原理1.PH范围:1142.高使用温度:氢型≤100℃,钠型≤120℃,3.转型膨胀率:(Na+→H+)8104.工业用树脂层高度:1.5m以上。
5.再生液浓度 NaCl:810,HCl:456.再生液用量:NaCl(810)体积:树脂体积=1.52:1HCl(45)体积:树脂体积=23:17.再生液流速: 58 m/h8.再生接触时间: 4560 min9.正洗流速: 1020 m/h10.正洗时间:约30 min11.运行流速: 1530 m/h12.工作交换容量:≥1000mol/m3六、用途主要用于水的处理(包括硬水软化、高压炉水、无离子水、注射水、海水淡化等),废水中贵金属的回收,抗生素的提纯,代替人体内肾脏的作用。
七、包装及贮运本产品用内衬塑料袋的编织袋包装,每袋25kg,也可根据需求用塑料桶或其它容器包装,本品为非危险品。
贮运温度540℃,严禁脱水、曝晒。
一、树脂的运输和贮存:离子交换树脂内含有一定量的水份,在运输及贮存过程中应尽量保持这部分水份。
如果贮存过程中树脂脱了水,应先用浓食盐水(810)浸泡12小时,再逐渐稀释,不得直接放于水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。
树脂在贮存或运输过程中,应保持在540℃的温度环境中,避免过冷或过热,影响质量。
若冬季没有保温设备时,可将树脂贮存在食盐水中,食盐水的温度可根据气温而定。
二、新树脂的予处理:新树脂常含有溶剂、未参加聚合反应的物质和少量低聚合物,还可能吸着铁、铝、铜等重金属离子。
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。
所以,新树脂在投运前要进行预处理。
1、阳树脂的预处理阳树脂的预处理步骤如下:首先使用饱和食盐水,取其量约等于被处理树脂体积的两倍,将树脂置于食盐溶液中浸泡1820小时,然后放尽食盐水,用清水漂洗净,使排出水不带黄色;其次再用24NaOH溶液,其量与上相同,在其中浸泡24小时(或小流量清洗),放尽碱液后,冲洗树脂直至排出水接近中性为止;后用5HCL溶液,其量亦与上述相同,浸泡48小时,放尽酸液,用清水漂流至中性待用。
离子交换树脂的再生方法
离子交换树脂的再生方法离子交换树脂是一种广泛应用于水处理、化学工业和生物科学等领域的重要材料。
随着使用时间的增长,离子交换树脂会逐渐失去对离子的吸附能力,需要进行再生以恢复其吸附性能。
本文将介绍离子交换树脂的再生方法,包括酸洗法、碱洗法、盐洗法和热解法等。
1. 酸洗法酸洗法是一种常用的离子交换树脂再生方法,适用于强酸型阳离子交换树脂和强碱型阴离子交换树脂。
具体步骤如下:•将需要再生的离子交换树脂放入酸性溶液中浸泡,通常使用稀硫酸或盐酸;•在适当的温度下进行搅拌或循环,促使酸性溶液与树脂充分接触;•洗涤干净后,将树脂进行中和处理,恢复其中性状态;•最后用水冲洗干净,使树脂完全去除酸性溶液。
酸洗法能够有效去除离子交换树脂表面的污染物和附着物,恢复其吸附能力。
但需要注意的是,酸洗法只适用于耐酸性的离子交换树脂。
2. 碱洗法碱洗法是一种适用于强碱型阳离子交换树脂和强酸型阴离子交换树脂的再生方法。
具体步骤如下:•将需要再生的离子交换树脂放入碱性溶液中浸泡,通常使用氢氧化钠或氢氧化钾;•在适当的温度下进行搅拌或循环,促使碱性溶液与树脂充分接触;•洗涤干净后,将树脂进行中和处理,恢复其中性状态;•最后用水冲洗干净,使树脂完全去除碱性溶液。
碱洗法能够有效去除离子交换树脂表面的污染物和附着物,恢复其吸附能力。
但需要注意的是,碱洗法只适用于耐碱性的离子交换树脂。
3. 盐洗法盐洗法是一种适用于强酸型阳离子交换树脂和强碱型阴离子交换树脂的再生方法。
具体步骤如下:•将需要再生的离子交换树脂放入盐水中浸泡,通常使用氯化钠溶液;•在适当的温度下进行搅拌或循环,促使盐水与树脂充分接触;•洗涤干净后,将树脂进行中和处理,恢复其中性状态;•最后用水冲洗干净,使树脂完全去除盐水。
盐洗法能够有效去除离子交换树脂表面的污染物和附着物,恢复其吸附能力。
但需要注意的是,盐洗法只适用于耐盐性的离子交换树脂。
4. 热解法热解法是一种适用于各种类型离子交换树脂的再生方法。
离子交换树脂的电再生原理及应用
离子交换树脂的电再生原理及应用
离子交换树脂是一种吸附离子的材料,它具有一种固定的离子交换位点。
离子交换树脂的电再生原理是通过电流来控制离子交换树脂中的电位,使吸附在树脂上的离子重新释放出来。
具体来说,离子交换树脂在水溶液中吸附了离子后,其中的交换位点会与溶液中的离子进行交换,实现吸附和释放离子的平衡。
当树脂吸附过多的离子而导致饱和时,树脂需要进行再生。
电再生方法通常是通过将含有树脂的吸附柱与正负极电极相连,形成一个电解池。
然后通过施加适当的电压和电流,将吸附在树脂上的离子重新释放到电解液中。
离子交换树脂的电再生应用广泛,主要包括以下几个方面:
1. 水处理:离子交换树脂被广泛应用于水处理领域,如软化水、去除重金属污染物、去除有机物等。
2. 生物制药:离子交换树脂在生物制药中常用于纯化蛋白质、去除杂质离子等。
3. 食品加工:离子交换树脂可用于食品加工中的脱色、脱盐、去除金属离子等。
4. 化学工业:离子交换树脂在化学工业中常用于分离、纯化和回收溶液中的特定离子。
5. 废水处理:离子交换树脂可以用于废水处理过程中的离子去除和重金属的回收。
总的来说,离子交换树脂的电再生原理和应用使其成为一种重要的材料,在多个领域中都发挥着重要的作用。
离子交换树脂的再生方法
离子交换树脂的再生方法离子交换树脂是一种常用的水处理材料,它可以去除水中的离子,使水变得更加纯净。
但是,在使用一段时间后,树脂会被吸附的离子饱和,需要进行再生。
下面将介绍离子交换树脂的再生方法。
首先,需要了解离子交换树脂的类型。
通常分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
因此,在进行再生时需要针对不同类型的树脂采取不同的方法。
对于阴离子交换树脂,可以采用碱性溶液进行再生。
具体来说,将碱性溶液(如氢氧化钠)通过阴离子交换树脂床层,使其与吸附在树脂上的阴离子发生置换反应,从而将吸附在树脂上的阴离子清除掉。
在置换反应完成后,用水洗涤残留物质即可。
对于阳离子交换树脂,则可以采用酸性溶液进行再生。
具体来说,将酸性溶液(如盐酸)通过阳离子交换树脂床层,使其与吸附在树脂上的阳离子发生置换反应,从而将吸附在树脂上的阳离子清除掉。
在置换反应完成后,用水洗涤残留物质即可。
需要注意的是,在进行再生之前,需要先将离子交换树脂床层进行反冲洗。
这是为了去除床层中的杂质和污垢,以便更好地进行再生。
此外,在进行离子交换树脂的再生时,需要注意以下几点:1. 离子交换树脂的再生周期应该根据实际情况来定。
如果水中含有大量的离子,则需要更频繁地进行再生。
2. 在使用碱性溶液或酸性溶液进行再生时,需要注意安全问题。
这些溶液具有强酸性或强碱性,对人体有一定危害。
3. 在进行反冲洗和再生时,应该避免过度冲洗和过度置换。
否则会导致树脂失效或者影响其使用寿命。
综上所述,离子交换树脂是一种重要的水处理材料,在使用过程中需要注意进行再生。
通过正确的再生方法,可以有效地延长树脂的使用寿命,保证水的纯净度。
离子交换树脂再生办法
离子交换树脂再生方法一.阳床1.阳床再生(顺流再生)①配酸比重≥3,同时将阳床内水全部放空;②打开进酸阀、上排阀,其他阀门全部关闭,打开酸泵;③待进酸液面超过树脂以上20cm后,开启下排,下排流量和进酸流量相同,此时流量控制在600~1000L/h,进酸时间不低于40分钟。
1.阳床清洗进酸完毕后可直接进行清洗,先开启砂过滤,精密过滤,精密过滤处于上排上进状态。
放掉阳床进酸管道、上进管道内的残酸方法为:开启上进下进,下排开启进酸阀。
此时将精密过滤出水阀打开、关闭上排阀,将进酸管道内的残酸冲洗到酸槽后关闭进酸阀。
关闭阳床下进阀,开始进行清洗,清洗时打开阳床上排阀,阳床内的水须始终漫过树脂,注意不要使树脂失水。
清洗到下排阀出水PH值为7左右(接近中性)为止。
二.阴床1.阴床再生(水流再生)①配碱比重≥5,将阴床内水放空;②打开进碱阀、上排阀,其他阀门全部关闭,然后开启碱泵;③待碱液液面超过树脂20cm后,开启下排,下排流量与进碱流量一致,此时流量控制在600~1000L/h,进碱时间不得少于60min,进碱完毕后放空阴床内碱液。
2.阴床清洗清洗时打开中间水箱泵、风机,防止碱液倒流至中间水箱槽。
将进碱管道内残碱冲洗到碱槽内及即可以开始阴床清洗。
同阳床清洗一样,清洗到下排排出水PH值约为7(中性),测试电导率小于5即可。
三.混床1.混床再生①阴阳树脂同步再生。
首先对混床内树脂进行分层:开启清洗阀、上排阀并启动清洗泵,此时分层开始。
若分层困难,可进少量酸帮助树脂分层,在混床内树脂出现明显分层时分层完毕,再开启上进阀、中排阀(同时混床以前的阴、阳床正常开启运行)将阴离子交换树脂冲洗干净直至排出的水呈中性。
②进酸进碱配碱比重≥5、配酸比重≥3,碱液由上排进入,中排排出;酸液由下排进入、中排排出。
进酸进碱在同步进行时,必须保证各泵的流量一致,泵流量应保持在600~1000L/h,时间不低于30min。
阴、阳离子交换树脂再生完毕后进行清洗时清洗水分别从上排阀、下排阀进入,由中排阀排出,此时须确保清洗的同步进行以及进水流量的一致。
离子交换树脂再生原理
离子交换树脂再生原理离子交换树脂是一种能够吸附和释放离子的高分子化合物,广泛应用于水处理、化工、医药等领域。
然而,在长时间使用后,离子交换树脂会逐渐失去活性,需要进行再生以恢复其吸附能力。
离子交换树脂再生的原理是什么呢?接下来我们将详细介绍。
首先,离子交换树脂再生的原理基于其结构特点。
离子交换树脂通常由阳离子交换树脂和阴离子交换树脂组成,其结构中含有大量的功能基团,如硫酸基、羧基等。
这些功能基团能够与水中的离子发生置换反应,使得水中的离子被吸附到树脂上。
随着使用时间的增长,树脂表面的功能基团会逐渐被水中的离子所取代,导致其吸附能力下降。
其次,离子交换树脂再生的原理是通过化学方法恢复其吸附能力。
通常采用的再生方法包括酸再生和碱再生两种。
酸再生是指用稀酸溶液将树脂中吸附的阳离子释放出来,碱再生则是用稀碱溶液将树脂中吸附的阴离子释放出来。
在再生过程中,树脂与再生溶液进行接触,使得树脂表面的功能基团重新得到置换,恢复其原有的吸附能力。
另外,离子交换树脂再生的原理还包括物理方法。
物理方法主要是通过高温脱附和冲洗来恢复树脂的吸附能力。
高温脱附是指将树脂加热至一定温度,使得树脂中吸附的离子被释放出来,从而恢复其吸附能力。
而冲洗则是利用水或其他溶剂对树脂进行清洗,去除表面的杂质和残留物,以提高树脂的吸附效果。
最后,离子交换树脂再生的原理是一个循环往复的过程。
随着再生次数的增加,树脂的吸附能力会逐渐下降,直至无法再生为止。
因此,在实际应用中,需要根据树脂的使用情况和再生效果,及时更换或淘汰老化的树脂,以确保水处理和其他应用的效果。
综上所述,离子交换树脂再生的原理是基于其结构特点和化学、物理方法的相互作用,通过再生来恢复树脂的吸附能力。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的再生方法,并定期更换或淘汰老化的树脂,以保证其长期稳定的使用效果。
离子交换树脂填料如何再生即使用时的注意事项
离子交换树脂填料如何再生即使用时的注意事项离子交换树脂是一种多孔性固体聚合物,它在水处理、化学分离和提纯等领域有着广泛的应用。
在使用过程中,树脂会逐渐丧失其交换能力,需要进行再生以恢复其功能。
以下是关于离子交换树脂再生的一般步骤以及使用时的注意事项:再生步骤:1. 反冲洗:用清水从下向上逆向清洗树脂层,以去除树脂中的悬浮颗粒和破碎树脂。
2. 浸泡:将树脂放入合适的再生液中浸泡,如强酸或强碱溶液,以使树脂上的离子被新离子替换。
3. 正冲洗:用清水从上向下冲洗树脂层,以彻底清除残留的再生液。
4. 淋洗(可选):如果树脂用于生产高纯度水,可能需要进一步淋洗以减少可溶性杂质。
注意事项:安全防护:操作者应穿戴适当的防护设备,如橡胶手套、护目镜等,并避免直接接触皮肤和眼睛。
储存条件:树脂应储存在干燥的地方,避免暴露于阳光直射或极端温度下。
预处理:新树脂在使用前通常需要进行预处理,以去除制造过程中的杂质。
浓度控制:再生液的浓度要适当,浓度过高可能会损坏树脂,浓度过低则可能导致再生效果不佳。
时间控制:浸泡时间应根据实际情况调整,过短可能无法充分再生,过长则可能对树脂造成损伤。
水质监测:定期检查出水质量,当水质下降到一定水平时,应及时进行再生。
再生剂选择:选择适当的再生剂,例如阳离子树脂一般用硫酸或盐酸再生,阴离子树脂一般用氢氧化钠再生。
特定类型树脂的再生:对于不同的应用和树脂类型,再生方法可能有所不同。
例如:强酸性阳离子树脂用于钠离子交换器制取软水时,可用10%盐水反复浸泡3~4次,每次浸泡约1小时,然后完全再生。
制取纯水时,强酸性阳离子交换树脂依次用4~5%的HCl浸泡并水洗、4%的NaOH浸泡并水洗、4~5%的HCl浸泡并水洗,每次浸泡不少于1小时。
强碱型阴离子交换树脂依次用4%的NaOH浸泡并水洗、4~5%的HCl浸泡并水洗、4%的NaOH浸泡并水洗,每次浸泡不少于1小时。
离子交换树脂的再生意义
离子交换树脂的再生意义
离子交换树脂是一种用于去除水中离子的重要工具,它们可以去除水中的硬水离子(如钙和镁),以及其他有害离子(如铅、汞等),从而改善水的质量。
然而,随着时间的推移,离子交换树脂会逐渐饱和,导致其去除离子的效率下降。
因此,再生离子交换树脂具有重要的意义。
首先,再生离子交换树脂可以延长其使用寿命。
通过再生,树脂中的吸附离子可以被洗去,从而恢复其原始的去离子能力。
这样可以减少更换树脂的频率,节约成本,并减少对环境的影响。
其次,再生离子交换树脂有利于资源的可持续利用。
离子交换树脂通常是以有机高分子材料制成的,再生离子交换树脂可以减少对原材料的需求,有利于资源的节约和可持续利用。
此外,再生离子交换树脂也有利于减少废物的产生。
如果使用过的离子交换树脂被丢弃,其中吸附的有害离子可能会对环境造成污染。
通过再生,这些有害物质可以被有效地处理,减少对环境的负面影响。
最后,再生离子交换树脂对于保护水资源和改善水质具有重要
意义。
水资源是人类生存和发展的基础,再生离子交换树脂的使用
可以帮助去除水中的有害离子,保护水资源,提高供水质量,从而
造福人民。
综上所述,再生离子交换树脂具有延长使用寿命、资源可持续
利用、减少废物产生和保护水资源的重要意义。
通过再生离子交换
树脂,我们可以更加有效地利用这一重要的水处理工具,实现经济、环保和可持续发展的目标。
软化树脂的再生原理及再生方式介绍
软化树脂的再生原理及再生方式介绍软化树脂是一种软化硬水是使用的专用树脂,它可以通过离子交换技术将水中超量的矿物质成分置换掉,形成硬度小于50 mg/L(CaCO3)的水。
但是,软化树脂采用的是钠型离子交换的方法,经过软化树脂制出的水中会含有少量钠离子,所以不宜饮用。
当然,在比较精确的情况下还是可以使用的。
当软水树脂置换了水中一定量的钙镁等的硬度离子后,将无法再软化水,此时就需要软水机进行树脂再生,也就是树脂钙污染后的还原再生法。
(1)用Na溶液再生强阳离子交换树脂时,宜采取分步再生法。
开始以低浓度Na溶液再生,因为此时从树脂上解吸下来的Ca2+浓度高,但Na浓度较低,即使形成少量Ca2+Na沉淀也会被溶液冲走。
然后逐步提高Na浓度,此时从树脂上解吸下来的Ca2+浓度低,不会形成Na沉淀。
(2)由于弱阳离子交换树脂是用强阳离子交换树脂的再生废液进行再生的。
因此,在进酸的同时,弱阳离子交换器必须进稀释水(JF9201滤后水),进水量以液位不超过交换器进酸口为宜。
另外注意观察弱阳离子交换器排出的再生废液颜色,如呈白色浑浊物,即使调节进酸浓度。
(3)进酸完后,弱阳离子交换器必须立即进JF9201滤后水置换清洗,强阳离子交换器必须立即进精制水置换清洗。
(4)冬季由于再生液温度低,更易出现钙污染。
因此在再生前,弱阳离子交换器必须擦洗反洗,弱阳离子交换器必须与强阳离子交换器之间再生废液的管道必须反冲,做到防患于未然。
此过程在家用软水机内需要2-3个小时,通常称为软水机反冲洗再生。
会根据软水机型号不同而需要一定量的树脂再生剂(Na)或工业盐。
软水树脂由软水机的内置树脂罐,在水通过时将水中的硬度离子进行置换。
就是通常所说的“离子交换软化法”其原理如下:离子交换水处理是指采用离子交换剂,使交换剂中和水溶液中可交换离子产生符合等物质的量规则的可逆性交换,导致水质改善而交换剂的结构并不发生实质性(化学的)变化的水处理方式。
阳离子交换树脂的处理再生操作规程
阳离子交换树脂的处理再生操作规程1、适用范围:1号、2号、3号、树脂罐。
2、职责:树脂处理再生人员严格按照本标准处理。
3、工作原理:离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基因,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,功能基因与镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度降低,硬水变成软水,这是软化水设备的工作过程。
当树脂上的大量功能基因与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能集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。
4、工作流程:4.1、小反洗:再生前应对中间排液管上面进行小反洗,洗去进水时积聚在中间排液装置上的污物,小反洗是先关闭进水阀及出水阀,再打开小反洗进水阀及反洗排水阀直至冲洗干净,小反洗结束后关闭小反洗进水阀及反洗排水阀。
4.2、大反洗:打开大反洗进水阀,使水从树脂底部流入,顶部流出,这样可以把顶部拦截的污物冲走,排除破碎的树脂和树脂中的气泡,这个过程一般需要5-15分钟。
4.3、吸盐(再生):即将盐水注入树脂罐的过程,用盐泵将浓度为3%-8%的盐水从罐的底部进入,缓缓流过树脂层,从顶部阀门排出,进盐大约1小时左右,可适当延长浸泡时间。
4.4、慢冲洗(置换):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,由于这个冲洗过程仍有大量的功能集团上的钙离子、镁离子被钠离子置换,这个过程是再生的主要过程,这个过程一般与吸盐的过程一样,一般大约1小时左右。
4.5、快冲洗:为了将残留的盐彻底冲洗干净,用于实际工作相当的流速对树脂进行冲洗,直到冲出符合规定的软化水。
4.6、产水:当树脂罐产出符合规定的软化水时,投入正常运行,应在用前,使用中、使用后,随时检测软化水的硬度,防止不合格水进入生产用水。
5、注意事项5.1、离子交换树脂罐一定保持一定水分,切勿脱水。
阳离子树脂再生的方法 -回复
阳离子树脂再生的方法-回复阳离子树脂是一种常见的离子交换树脂,常用于水处理、制药、食品工业等领域。
随着时间的推移,阳离子树脂会因为吸附了大量的杂质而逐渐失去其离子交换能力。
为了保证阳离子树脂的长期使用效果,必须对其进行再生。
下面将详细介绍阳离子树脂再生的方法。
第一步:准备工作在进行阳离子树脂再生之前,首先需要做好准备工作。
首先,将需要再生的阳离子树脂通过退流水冲洗以去除表面附着的杂质。
然后,将阳离子树脂置于再生装置中,并确保装置与树脂接触充分。
第二步:反洗反洗是阳离子树脂再生的第一步。
通过反洗过程,可以将吸附在阳离子树脂上的杂质清除掉。
通常,反洗可以使用盐酸、硫酸、氢氧化钠等溶液。
选择合适的反洗溶液可以根据树脂吸附的杂质种类来确定。
反洗溶液与阳离子树脂的接触时间一般为30-60分钟,可以通过循环流动或静态渗透来实现。
第三步:再生再生则是指将阳离子树脂恢复其原有的离子交换性能。
再生过程中,通常会使用盐酸、硫酸或盐水等溶液。
这些溶液中含有一种能与阳离子树脂吸附的杂质反应生成溶解物或不能吸附的物质,从而实现再生。
此时,可以通过循环流动或静态渗透等方式,让溶液与阳离子树脂进行充分接触。
再生时间一般为2-4小时,具体时间可以根据需求调整。
第四步:洗涤洗涤的目的是将再生过程中使用的溶液从阳离子树脂中洗掉,以防止残留物对后续使用产生负面影响。
通常,洗涤可以使用纯水进行,通过循环流动或静态渗透,将阳离子树脂表面的残留溶液彻底清洗干净。
洗涤时间一般为1-2小时。
第五步:中和中和是阳离子树脂再生过程中的最后一步。
在再生过程中,基于酸和碱反应的反洗和再生溶液会使阳离子树脂的PH值发生偏离。
此时,需要通过中和来恢复树脂的PH值。
通常,可以使用氢氧化钠或盐酸来进行中和,直到达到适当的PH值为止。
第六步:水洗在进行完中和后,需要进行最后的一次水洗。
目的是将中和过程中使用的中和剂和其他残留物彻底清除。
水洗时间一般为30分钟到1小时。
离子交换树脂再生方法
离子交换树脂再生方法
离子交换树脂是一种用于对水质中离子进行去除或浓缩的方法。
当树脂饱和或吸附了大量离子后,需要进行再生以恢复树脂的吸附能力。
离子交换树脂再生一般分为两种方法:物理再生和化学再生。
1. 物理再生:物理再生是通过改变树脂的条件来恢复其吸附能力,常见的物理再生方法包括:
- 背流冲洗(Backwashing):将水反向通过树脂床,以去除吸附在树脂上的悬浮颗粒和污垢。
- 疏水冲洗(Water rinsing):使用纯水冲洗树脂床,以去除吸附在树脂上的离子和溶解物。
- 热水再生(Hot water regeneration):使用热水冲洗树脂床,以去除吸附在树脂上的离子。
- 挤出冲洗(Squeeze rinsing):将树脂床挤压,以去除吸附在树脂内部的溶解物。
2. 化学再生:化学再生是通过使用化学物质来恢复树脂的吸附能力,常见的化学再生方法包括:
- 盐酸再生(Hydrochloric acid regeneration):使用盐酸溶液冲洗树脂床,以去除吸附在树脂上的离子。
- 碱再生(Alkaline regeneration):使用碱溶液冲洗树脂床,以去除吸附
在树脂上的离子。
- 盐再生(Salt regeneration):使用盐水溶液冲洗树脂床,以将吸附在树脂上的离子替换为盐离子。
再生方法的选择取决于离子交换树脂的类型、水质和需求,以及实际操作的可行性和经济性。
在实际应用中,常常结合多种再生方法使用,以达到最好的再生效果。
离子交换树脂的再生
离子交流树脂的再生之公保含烟创作一、常规的再生处理离子交流树脂使用一段时间后,吸附的杂质接近饱和状态,就要停止再生处理,用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去,使之恢恢复来的组成和性能.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,通常控制性能恢复水平为 70~80% .如果要到达更高的再生水平,则再生剂量要少量增加,再生剂的应用率则下降.树脂的再生应当依据树脂的种类、特性,以及运行的经济性,选择适当的再生药剂和任务条件.树脂的再生特性与它的类型和构造有密切关系.强酸性和强碱性树脂的再生比拟困难,需用再生剂量比实际值高相当多;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实际值.此外,年夜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响时间.再生剂的种类应依据树脂的离子类型来选用,并适外地选择价钱较低的酸、碱或盐.例如:钠型强酸性阳树脂可用 10%NaCl 溶液再生,用药量为其交流容量的 2 倍 (用NaCl 量为117g/ l 树脂 );氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要避免被树脂吸附的钙与硫酸反响生成硫酸钙沉淀物.为此,宜先通入 1~2% 的稀硫酸再生.氯型强碱性树脂,主要以 NaCl 溶液来再生,但参加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150~ 200g NaCl ,及 3~4g 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响是树脂原先的交流吸附的逆反响.按化学反响平衡原理,提高化学反响某一方物质的浓度,可增进反响向另一方停止,故提高再生液浓度可减速再生反响,并到达较高的再生水平.为减速再生化学反响,通常先将再生液加热至 70~80℃.它通过树脂的流速一般为 1~ 2 BV/h .也可采用先快后慢的办法,以充沛发扬再生剂的效能.再生时间约为一小时.随后用软水顺流冲刷树脂约一小时 ( 水量约4BV) ,待洗水排清之后,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) 宜在微酸性下任务.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.树脂在使用较长时间后,由于它所吸附的一局部杂质( 特别是年夜分子有机胶体物质 ) 不容易被常规的再生处理所洗脱,逐渐积聚而将树脂污染,使树脂效能降低.此时要用特殊的办法处理.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;阴离子树脂受有机物污染,可提高碱盐溶液中的 NaOH 浓度至0.5~1.0%,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重复处理,如先用 10%NaCl +1%NaOH 碱盐溶液溶解有机物,再用 4%HCl 或辨别用 10%NaOH 及 1%HCl 溶解无机物,随后再用 10%NaCl +1%NaOH 处理,在约 70℃下停止.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 2~4BV/h ,通过量 10~20BV ,随即用水洗涤,再用盐水处理.应当注意,氧化处理能够将树脂构造中的年夜分子的衔接键氧化,造成树脂的降解,膨胀度增年夜,容易碎裂,故不宜常常使用.通常使用 50 周期后才停止一次氧化处理.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,酿成氯型,这还可避免处理进程中的pH 值变卦,并使氧化作用比拟稳定.三、再生废液的处理糖厂用树脂脱色,树脂再生的废液含有少量的色素和有机物,颜色很深.用原糖生产精糖时,每 100 吨糖的再生废液量约为 6~9m3 .要经过处理才华排放 (或循环),这也是一个难题.Bento 详细研究了用化学办法处理再生液,使色素和其他有机物沉淀,除去杂质后再循环使用,增加排放,并充沛应用其中的氯化钠.由于再生液中色素的浓度比糖汁中高 10 倍以上,液体数量较小,没有糖液的粘性,并能容许强烈的条件如强碱性和低温等而无需顾忌糖的分解,用化学处理比拟方便.再生液参加 5~10% 容积的石灰乳 ( 浓度为含CaO100g/ l ) ,加热到60℃并轻微搅拌,少量的有色物沉淀析出.再参加碳酸钠或二氧化碳、磷酸钠或磷酸并坚持碱性,都可使较多的有色物沉淀.处理后的液体添加少量食盐可返回作树脂的初级再生液,其后再用新的盐水再生.对废液的处理还研究过多种办法:用颗粒活性炭吸附,用次氯酸钠、次氯酸钙、氯气或臭氧将它氧化,用超越滤或反渗透法别离它的有机物,或用粉状树脂吸附等.最近 Guimaraes 等研究用微生物将它的有色物降解,取得较好效果钠型阳离子交流树脂使用寿命及任务原理,阴阳离子交流树脂,全自动软化水设备时间:2010-08-21 13:40:17 来源:西南亚水网作者:中国软水机网钠型阳离子交流树脂使用寿命及任务原理,阴阳离子交流树脂,全自动软化水设备国际目前常常使用的优级阳离子软化树脂为中英合资生产的“漂莱特”钠型阳离子交流树脂,厂家提供的软化水树脂使用年限工业上为5-8年(实际值),实际运行傍边,树脂受原水影响的主要原因为:A、原水管路一般为碳钢管道,水与管路发作氧化反响,生成铁离子,进入树脂后,随运行时间的延长,树脂的功用交流基团下降,其表现为耗盐量高,再生水质差.B、树脂重复再生:由于树脂的长时间频繁再生,每次再生时,树脂间都做相互擦洗运动,受水压及树脂间的机械磨损,树脂的交联值(机械强度)逐渐下降,骨架变形,运行中其表现为出水有时为黄褐色,产水周期明显缩短,再生效果不理想.C、树脂的理化值:聚合物骨架-----------------------------------------------聚苯乙烯-二乙烯苯功用基------------------------------------------------------聚苯乙烯磺酸基出厂型式---------------------------------------------------钠型外观---------------------------------------------------------浅色球壮颗粒水份(钠型)---------------------------------------------46--50%粒度----------------------------------------------------+1.2<5%; -0.3mm<1%全交(钠型)-----------------------------------------------≥1.9eq/L湿树脂----------------------------------------------≥4.5eq/kg干树脂膨胀率(Na+→H+)-------------------------------------≤5%pH稳定性----------------------------------------------------0-14比重(钠型)-----------------------------------------------1.27把持温度(钠型)---------------------------------------------≤150℃离子交流法的任务原理钠离子交流软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交流树脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交流,从而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水失掉软化.如以RNa代表钠型树脂,其交流进程如下:2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+即水通过钠离子交流器后,水中的Ca+、Mg+被置换成Na+.当钠离子交流树脂失效之后,为恢复其交流能力,就要停止再生处理.再生剂为价廉货广的食盐溶液.再生进程反响如下:R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2为了使您易于了解承受,以下的说法是尽量通俗的说法,与标准工具书的说法能够不尽一致(但不会呈现技术性毛病).离子交流树脂是一种聚合物,带有相应的功用基团.一般情况下,常规的钠离子交流树脂带有少量的钠离子.当水中的钙镁离子含量高时,离子交流树脂可以释放出钠离子,功用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.硬水就酿成软水,这是软化水设备的任务进程.当树脂上的少量功用基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功用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流能力,这个进程叫作“再生”.由于实际任务的需要,软化水设备的标准任务流程主要包括:任务(有时叫做产水,下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲刷(置换)、快冲刷五个进程.分歧软化水设备的所有工序十分接近,只是由于实际工艺的分歧或控制的需要,能够会有一些附加的流程.任何以钠离子交流为根底的软化水设备都是在这五个流程的根底上开展来的(其中,全自动软化水设备会增加盐水重注进程).反洗:任务一段时间后的设备,会在树脂上部阻拦很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交流树脂才华完全曝露出来,再生的效果才华失掉担保.反洗进程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部阻拦下来的污物冲走.这个进程一般需要5-15分钟左右.吸盐(再生):行将盐水注入树脂罐体的进程,传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即可).在实际任务进程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比纯真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办法再生,这个进程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响.慢冲刷(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刷洁净的进程叫慢冲刷,由于这个冲刷进程中仍有少量的功用基团上的钙镁离子被钠离子交流,依据实际经历,这个进程中是再生的主要进程,所以很多人将这个进程称作置换.这个进程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右.快冲刷:为了将残留的盐完全冲刷洁净,要采用与实际任务接近的流速,用原水对树脂停止冲刷,这个进程的最后出水应为达标的软水.一般情况下,快冲刷进程为5-15分钟.3、特点管路简化,节省占地空间;运行稳定牢靠;浪费再生用盐;运行费用低;免维护.适用性广:可用于工业锅炉、热交流器、中央空调及食品、制药、电子等行业4、技术要求原水硬度:3-10mmol/L;出水残存硬度:≤0.03mmol/L;任务压力:0.2-0.6MPa;任务温度:2 -50℃;自控电源:220V 50Hz;耗电量:10W;树脂型号:001×7型强酸性阳离子交流树脂;入口压力低于0.2MPa需加装管道泵;设备总压损:0.03MPa.PH范围:1-14最高使用温度:钠型≤120°C型变膨胀率%:(H+-Na+)8-10再生液浓度:NaCl:3-10%;HCl:4-5%;NaOH:4-5%再生液用量:NaCl:(8-10%);体积:树脂体积=1.5-2:1HC1(4-5%)体积:树脂体积=2-3:1NaOH(4-5%);体积:树脂体积=2-3:1再生液流速:5-8m/h;再生接触时间:30-60min正洗流速:10-20m/h;正洗时间:约30min运行流速:10-40m/h钠型阳离子交流树脂使用寿命及任务原理,阴阳离子交流树脂,全自动软化水设备。
离子交换树脂再生步骤
离子交换树脂再生步骤
嘿,朋友们!今天咱们来好好聊聊离子交换树脂的再生步骤,这可有趣啦!
想象一下,离子交换树脂就像是一群勤劳的小工人,一直在努力工作,为我们处理各种物质。
但是呢,工作久了它们也会累,这时候就需要咱们来给它们“充充电”,让它们重新活力满满,这就是再生啦!
第一步,咱们得把这些“小工人”从工作岗位上请下来,也就是把用过的离子交换树脂从设备里取出来。
这可得小心点儿,别把它们弄疼啦!
取出来之后,就到了清洗环节。
这就好比给它们洗个舒服的澡,把身上沾的那些脏东西都冲掉。
用清水好好冲冲,让它们干干净净的。
加完再生剂,就让它们安安静静地待一会儿,好好吸收这些营养。
这时候咱们别去打扰它们,就像人吃饭需要时间消化一样,它们也需要时间来完成这个过程。
等它们吸收得差不多了,就再用清水冲洗一下。
这一步是把多余的再生剂冲掉,免得影响后面的工作。
你看,离子交换树脂的再生步骤其实并不复杂,只要咱们用心对待,它们就能一直为我们服务,帮我们解决很多问题。
是不是很有趣呀?
所以呀,朋友们,以后遇到离子交换树脂需要再生的时候,别害怕,按照这些步骤来,轻松就能搞定!让咱们和这些勤劳的“小工人”一起,把工作做得漂漂亮亮的!。
离子交换树脂的再生
离子交换树脂的再生(河池化工股份有限公司,联系qq254907860)摘要离子交换法除盐在锅炉给水除盐工艺中有广泛地应用,离子交换树脂的再生是一个复杂的过程,再生浓度、流速和时间等都会影响再生的效果。
本文在总结广西河池化工股份有限公司除盐水系统再生经验的基础上,对再生工艺进行了研究,为采用离子交换法除盐的企业提供借鉴。
关键词离子交换树脂再生工艺0 导言离子交换树脂在除盐处理工艺中用来交换水中的离子,阳离子交换树脂释放出氢离子(H+),失效后用盐酸或硫酸再生,置换出生产过程中吸附的Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子;阴离子交换树脂释放出氢氧根离子(OH-),失效后用烧碱再生,置换出生产过程中吸附的Cl-、SO42-、HCO3-等阴离子。
离子交换树脂的吸附和再生是一个可逆的过程,再生剂的浓度、流速和再生时间都会影响再生效果;同样设备状况也会影响再生效果,不同的设备状况和树脂性能适用不同的再生工艺。
根据离子树脂的特性,交换设备和树脂的状况选择适当的再生工艺,将有助于提高再生效率,降低再生剂的消耗,对降低制水成本及系统的稳定运行具有重要的意义。
1 原再生工艺及存在问题1.1 再生液浓度根据离子交换设备厂家的推荐,一般阳离子交换树脂的再生浓度为3-5%,阴离子交换树脂的再生浓度为2-3%,整个再生过程中维持不变。
河池化工除盐水系统的再生浓度分别为3.4%和2.4%。
再生过程之所以选择较高的浓度,基于离子交换树脂对不同离子的不同吸附能力。
再生过程是树脂吸附H+(阳树脂)和OH-(阴树脂)的过程,而树脂对二者的吸附能力与Ca2+、SO42-相比较弱,因而必需以高浓度的再生液维持浓差才能获得较好的再生效果,浓度越高,再生越彻底,而根据工作层理论,浓度越大,工作层越厚,再生液也越容易穿透树脂层造成浪费【1】。
再生过程中,树脂相的失效离子(Ca2+、SO42-)的浓度不断下降,随再生进程改变再生浓度既可保持浓差又可以使工作层变薄,从而减少再生液的穿透,提高利用率。
钙型阳离子交换树脂 将氢交换成钙
钙型阳离子交换树脂将氢交换成钙钙型阳离子交换树脂:氢与钙的交换之旅。
钙型阳离子交换树脂在化学领域可是个很有趣的存在呢!咱们就来好好唠唠它把氢交换成钙这件事儿。
一、钙型阳离子交换树脂是啥?钙型阳离子交换树脂啊,就像是一个超级小的魔法城堡,里面住着好多可以交换离子的小卫士。
它本身有着特殊的结构,这种结构就允许它和其他离子玩交换的游戏。
它可不是随随便便就能和离子交换的,这里面可有着严格的化学规则呢。
这种树脂在很多地方都能派上用场,比如说在水处理方面,它就像是一个小清洁工,把水里一些不需要的离子给替换掉,让水变得更干净、更适合我们使用。
二、氢和钙在树脂里的交换。
想象一下,氢原子就像一个个调皮的小不点,在溶液里到处乱窜。
而钙型阳离子交换树脂就对这些氢小不点说:“小家伙们,来我这儿玩交换游戏呀。
”然后呢,树脂里的钙离子就和溶液里的氢离子开始了交换。
这个过程就像是一场小小的接力赛,钙离子从树脂的小城堡里跑出来,氢离子则开开心心地跑进去。
这个交换过程是很有意义的哦。
因为在很多化学反应或者工业生产中,我们可能需要把溶液中的氢离子换成钙离子,这样就能改变溶液的性质啦。
比如说在某些制药的过程中,这种交换可以让药品的成分更加稳定,就像给药品穿上了一层坚固的保护衣。
三、这个交换过程的影响因素。
1. 浓度因素。
溶液里氢离子和钙离子的浓度可是很关键的呢。
如果氢离子的浓度特别高,就像是一群特别多的小不点在外面等着,那它们冲进树脂城堡的可能性就更大。
相反,如果钙离子的浓度很高,那它们从城堡里跑出来去交换氢离子的机会也就更多啦。
这就好比是一场拔河比赛,哪边的人数多,哪边就更有优势。
2. 温度的影响。
温度就像是一个大环境的指挥家。
当温度升高的时候,离子们就像被打了兴奋剂一样,运动得更快了。
这样一来,交换的速度可能就会变快。
但是温度也不能太高啦,要是太高了,树脂这个小城堡可能会被破坏,那就没法好好玩交换游戏了。
就像我们人一样,太热了也会不舒服,树脂也是有它的承受极限的呢。
阳离子交换树脂再生剂 盐酸 铬 钙离子-概述说明以及解释
阳离子交换树脂再生剂盐酸铬钙离子-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述阳离子交换树脂是一种常见的水处理材料,被广泛应用于工业和家庭领域。
它能够吸附和去除水中的阳离子,如铁、铜、锰等,并将它们与树脂上的其他离子交换,从而起到净化水质的作用。
盐酸,化学名称为氯化氢,是一种常见的无机酸。
它具有强酸性,可以在水中迅速溶解并释放出氢离子。
因此,盐酸常被用作调节水质酸度的重要工业化学品,在水处理过程中起到重要作用。
铬是一种重要的金属元素,在许多工业和生活领域都有广泛应用。
然而,在水体中过多的铬离子含量会对人类健康和环境造成严重影响。
因此,对含铬水体进行处理和去除铬成为了重要的环境问题。
钙离子是水中常见的阳离子之一。
在水处理过程中,钙离子具有很大的影响,在高浓度下会形成沉淀,导致水垢和管道堵塞。
因此,钙离子的去除和控制是保持水质稳定和设备运行良好的关键。
本文将重点介绍阳离子交换树脂再生剂对盐酸、铬和钙离子的处理和去除效果。
首先详细介绍阳离子交换树脂的原理和结构特点,然后分析盐酸、铬和钙离子在水处理过程中的问题和挑战。
接着,介绍阳离子交换树脂再生剂在处理盐酸、铬和钙离子方面的应用和效果,并对未来研究方向进行展望。
通过本文的研究和分析,希望能够为相关领域的实际应用提供参考和指导,提高水质处理效果,保护环境健康。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述和分析:第一部分,引言,目的是为了介绍文章的研究背景和意义。
在概述部分,将对阳离子交换树脂再生剂的基本概念和特点进行阐述。
在引言的文章结构部分,将详细说明本文的组织结构,并对各个部分的内容进行简要概括。
第二部分,正文,将对阳离子交换树脂、盐酸、铬和钙离子进行详细阐述。
在阳离子交换树脂部分,将介绍其工作原理、结构特点以及应用领域等内容。
在盐酸部分,将探讨盐酸在阳离子交换树脂再生中的作用、效果以及相关的实验研究。
在铬和钙离子部分,将分别介绍它们在阳离子交换树脂再生中的应用和影响因素。
钙型强阳离子交换树脂的再生
一、交换能力氢型阳离子交换树脂在水中可解离出氢离子(H+),当遇到金属离子或其它阳离子,就发生互相交换作用,但交换后的树脂,就不再是氢型树脂了。
例如,当水中的阳离子如钙离子、镁离子的浓度相当大时,磺酸型的阳离子交换树脂中的氢离子,可和钙、镁离子进行交换,而形成「钙型」或「镁型」的阳离子交换树脂,如下式:2R-SO3H +Ca2+ →(R-SO3)2Ca +2H+ (钙型强酸性阳离子交换树脂)2R-SO3H +Mg2+ →(R-SO3)2Mg +2H+(镁型强酸性阳离子交换树脂)氢型阳离子交换树脂的交换能力与被交换的阳离子的价数有密切关系。
在常温下,低浓度水溶液中,交换能力随离子价数增加而增加,即价数越高的阳离子被交换的倾向越大。
此外,若价数相同,离子半径越大的阳离子被交换的倾向也越大。
如果以自来水中经常出现阳离子列为参考对象,则氢型阳离子交换树脂的交换能力顺序可表示如下:强酸性:Fe3+>Fe 2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+ 弱酸性:H+>Fe3+>Fe 2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+ 由上述交换能力顺序可知:强酸性与弱酸性阳离子交换树脂的母体,对阳离子交换能力顺序完全相同,唯一的差异是:两者对H+的交换能力不同,强酸性对氢离子的亲和力最弱,弱酸性对氢离子的亲和力最强,这个特性可能会深深影响它们在水草缸的作用与功能。
虽然氢型弱酸性阳离子交换树脂对氢离子的亲合力最强,但氢离子(H+)与氢氧离子(OH-)结合成水(H2O)的亲合力更强,所以在碱性水质中,弱酸性阳离子交换树脂中的H+会快速被OH-所消耗,OH-主要来自KH 硬度(HCO3-)的水解反应:HCO3- +H2O ←→H2CO3 +OH- H+所遗留之「活性位置」再改由其它阳离子如Fe3+>Fe 2+>Mn2+>Ca2+>M g2+……等依序取代,一直持续到HCO3-完全被消除为止(KH=0)。
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一、交换能力氢型阳离子交换树脂在水中可解离出氢离子(H+),当遇到金属离子或其它阳离子,就发生互相交换作用,但交换后的树脂,就不再是氢型树脂了。
例如,当水中的阳离子如钙离子、镁离子的浓度相当大时,磺酸型的阳离子交换树脂中的氢离子,可和钙、镁离子进行交换,而形成「钙型」或「镁型」的阳离子交换树脂,如下式:2R-SO3H +Ca2+ →(R-SO3)2Ca +2H+ (钙型强酸性阳离子交换树脂)2R-SO3H +Mg2+ →(R-SO3)2Mg +
2H+(镁型强酸性阳离子交换树脂)氢型阳离子交换树脂的交换能力与被交换的阳离子的价数有密切关系。
在常温下,低浓度水溶液中,交换能力随离子价数增加而增加,即价数越高的阳离子被交换的倾向越大。
此外,若价数相同,离子半径越大的阳离子被交换的倾向也越大。
如果以自来水中经常出现阳离子列为参考对象,则氢型阳离子交换树脂的交换能力顺序可表示如下:强酸性:Fe3+>Fe 2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+ 弱酸性:H+>Fe3+>Fe 2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+ 由上述交换能力顺序可知:强酸性与弱酸性阳离子交换树脂的母体,对阳离子交换能力顺序完全相同,唯一的差异是:两者对H+的交换能力不同,强酸性对氢离子的亲和力最弱,弱酸性对氢离子的亲和力最强,这个特性可能会深深影响它们在水草缸的作用与功能。
虽然氢型弱酸性阳离子交换树脂对氢离子的亲合力最强,但氢离子(H+)与氢氧离子(OH-)结合成水(H2O)的亲合力更强,所以在碱性水质中,弱酸性阳离子交换树脂中的H+会快速被OH-所消耗,OH-主要来自KH 硬度(HCO3-)的水解反应:HCO3- +H2O ←→H2CO3 +OH- H+所遗留之「活性位置」再改由其它阳离子如Fe3+>Fe 2+>Mn2+>Ca2+>M g2+……等依序取代,一直持续到HCO3-完全被消除为止(KH=0)。
因此弱酸性阳离子交换树脂的主要作用区间是在于pH=5 ~ 14的水质。
由于HCO3 -为暂时硬度的阴离子,因此当HCO3-完全被消除后,它的「当量阳离子」,如如钙、镁等离子也同时完全被取代,故能消除所有暂时硬度的「当量阳离子」。
氢型强酸性阳离子交换树脂对氢离子(H+)的亲合力最弱,使它在任何pH之下,它都具有交换能力,因此可以完全除去GH硬度(暂时硬度及永久硬度)。
二、交换容量离子交换树脂进行离子的交换反应的性能,主要由「交换容量」表现出来。
所谓交换容量是指每克干树脂所能交换离子的毫克当量数,以m mol/g为单位。
当离子为一价时(如K+),其毫克当量数即为其毫克分子数,对于二价(如Ca2+)或更多价离子(如Fe3+),其毫克当量数即为其毫克分子数乘以其离子价数。
交换容量又分为「总交换容量」、「操作交换容量」和「再生容量」等三种表示方法。
「总交换容量」表示每克干树脂所能进行离子交换反应的化学基总量,属于理论性计量。
「操作交换容量」表示每克干树脂在某一定条件下的离子交换能力,属于操作性计量,它与树脂种类、总交换容量,以及具体操作条件(如接触时间、温度)等因素有关,可用于显示操作效率。
「再生容量」表示每克干树脂在一定的再生剂量条件下,所取得的再生树脂之交换容量,可用于显示树脂再生效率。
由于树脂的结构不同(主要是活性基数目不同),强酸性与弱酸性阳离子交换树脂的交换容量也不相同。
一般而言,弱酸性的活性基数目通常多于于强酸性,故总交换容量较高约7.0 ~ 10.5 m mol/g,相形之下,强酸性仅约3.2 ~ 4.5m mol/g而已,但在实际应用中,弱酸性的操作交换容量却不一定高于强酸性,例如,pH值低于5时,弱酸性的操作交换容量为零,根本无交换作用。
在pH值为6.5时,两者的操作交换容量相似;但在碱性
溶液中,弱酸性远高于强酸性。
在再生容量方面,弱酸性则通常高于强酸性,故弱酸性的使用寿命会更长一些。
三、再生离子相对浓度高低对树脂的交换性质会产生很大的影响。
当水溶液中氢离子的浓度相当大时,钙型或镁型的阳离子交换树脂中的钙离子或镁离子,可与氢离子进行交换,重新成为氢型阳离子交换树脂。
换言之,交换反应也可以反方向进行。
由于离子交换过程是可逆的,因此当交换树脂交换了一定量的离子后,可用相对浓度较高的氢离子再取代下来,使之一再重复被循环使用,这种作用称为再生(regeneration)。
其反应式如下:(R-SO3)2Ca +2H+ →2R-SO3H +Ca2+ (R-COO)2Ca +2H+ →2R-COOH +Ca2+ 当氢型树脂中的氢离子,都被其它硬度离子交换后,这些树脂就没有软化水质作用,此时之状态称为「饱和」状态。
再生操作主要目的就是将已经达到「饱和」状态的树脂,利用「再生剂」洗出所交换来的阳离子,让树脂重新再回复到原有的交换容量,或所期望的容量程度,或原有的树脂型态等。
无论是强酸性或弱酸性阳离子交换树脂,都可以使用稀硫酸或稀盐酸作为再生剂,但一般认为以稀硫酸作为再生剂,效果可能会好一些。
因为树脂若吸附有机物的话,稀硫酸较稀盐酸更能解析出有机物,所以一般工艺多采用稀硫酸为再生剂。
不过实际应用时,可能因为硫酸的取得较为困难,所以多使用盐酸作为再生剂居多。
四、影响再生特性的主要因素氢型树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系,强酸性氢型树脂的再生比较困难,需要的再生酸液的剂量比理论值高许多,而且必须较长的接触时间。
相形之下,弱酸性氢型树脂的再生则比较容易,需要的再生酸液的剂量仅比理论值高一些,也不需要长的接触时间。
一般认为,在硫酸或盐酸的用量为其总交换容量的二倍时,每次再生树脂与再生酸液浸泡接触时间是:强酸性约30 ~ 60分;弱酸性约30 ~ 45分。
此外,氢型树脂的再生特性也与它们的「交联度」有关。
所谓交联度乃是定量树脂中所含的交联剂(如苯乙烯)的质量百分率。
通常交联度低的树脂,其特征是聚合密度较低,内部空隙较多,网孔大,对水的溶胀性好,但对离子选择较弱,交换反应速度快,较易再生,因此每次再生树脂与再生酸液浸泡接触时间较短。
反之,交联度高的树脂,则需要较长再生酸液与树脂接触的时间。
无论强酸性或弱酸性氢型树脂的「交联度」均可以在制造时控制。
由于氢型树脂的网孔不仅提供了良好的离子交换条件,而且也像活性碳一般,能产生分子吸附作用,也可能吸附各种有机物,因此容易受到有机物污染,而影响其操作效率,也使得其再生操作发生困难。
如果树脂在使用过程中,吸附了有机物,特别是大分子有机物,再生接触时间必须更久,而且通常要提高温度(70 ~ 80℃)才能除去大部分有机物,以免其效能降低太快,同时在高温下操作,也可以加速再生反应时间,使浸泡接触时间得以因而缩短。
在这方面应用的再生剂,以硫酸较佳,理由是硫酸在加热时相当安定,盐酸则可能会产生有毒的氯化氢气体。
五、再生液浓度与再生效率的关系树脂再生的化学反应是它原先交换的逆反应,按化学反应的平衡原理,提高反应物浓度,可促进反应向另一边进行,故提高酸液浓度可加速再生反应速率,进而提高再生效率。
但是,这并不表示酸液浓度越高越好,假如没有经过实验去评估交换树脂所需要的酸量,就会发生「过犹不及」的问题。
虽然再生酸液浓度不足时,使树脂的再生率降低,将多少会影响后续的硬水软化功能。
相反地,若所用酸液过多,平日浪费了酸液,增加了再
生的成本,也是不划算的。
为了让消费者了解再生酸液的剂量问题,有些服务较好的厂商,都会主动提供最适合的浓度供人参考。
有,如果水还中酸液氢离子浓度超过1mol/l以上时,再生反应速率可能会受到网孔扩散作用的限制,因此网孔较小的树脂,不宜使用高浓度酸液再生,否则可能也会造成浪费酸液的现象。
此外,尽管硫酸是很好的再生剂,但仍要防止被树脂吸收的钙离子与硫酸反应,而在树脂中生成硫酸钙沉淀物,若要避免此问题发生,可在第一次操作时,先倒入1 ~ 2﹪硫酸浸泡洗脱一次,在第二次操作时,再使用较高浓度硫酸处理。
最后,如果打算仅使用「一次操作再生」即要完成再生作业,无妨斟酌提高酸液的操作浓度,以增加其再生效率。
虽然这种操作方式最方便,但再生效率将不如将该相同剂量酸液稀释,分两二次或多次浸泡处理来得好。
不过,要进行多次操作,还得考虑为了多增加一点再生效率,值不值得发花力气去处理。
两种氢型阳离子交换树脂重要性质作一归纳:一般强酸性树脂可在所有pH 值范围内操作,但其交换容量较小,而必须经常再生,此外又因再生效率较差,所需再生剂费较高,但可以除去所有硬度离子,或调节pH。
弱酸性树脂具有较高的交换容量,再生效率较高,所需再生剂较少,但仅能在有限的pH值范围内操作,以及仅能除去暂时硬度离子。