硫酸与氢型强酸性阳离子交换树脂的再生_申丽

硫酸与氢型强酸性阳离子交换树脂的再生

申 丽

(扬州化工学校,江苏 扬州225002)

摘要:离子交换除盐水处理中,离子交换树脂的再生是关键的一步。用HCl 再生氢型强酸性阳离子交换树脂存在着一些不足之处,因此可考虑采用H 2SO 4代替HCl 作再生液。本文就此阐述了H 2SO 4再生氢型强酸性阳离子交换树脂的工艺步骤,并针对在再生过程中出现的CaSO 4结晶,确定了适宜的操作条件。关键词:硫酸;氢型强酸性阳离子交换树脂;再生

中图分类号:T Q 425.22+1文献标识码:A 文章编号:1008-3693(2001)02-0036-03

Sulfuric Acid and the Recovery of

Hydro -S trong Acidic Cation Exchange Resin

Shen Li

(Yangzhou Chemical Engineering School,Yangzhou 225002,Jiangsu,China;)Abstract:The recovery of ion exchange resin is a v ital step in the process of w ater treatment

that uses ion exchange to get rid of salt from w ater.Apply ing hydrochloric acid to recover the hydro -strong acidic cation ex change resin has some defects,so w e can use sulfuric acid to take the place of hydrochloric acid.This paper illustrates the process of the recovery of hydro -strong acidic cation exchange resin w ith sulfuric acid and decides the suitable w orking conditions in ac -cordance w ith the crystallizing of calcium sulfate.

Key words:sulfuric acid;hydro -strong acidic cation exchange resin;recovery

为确保锅炉安全、可靠、经济而稳定运行,以及产出合格的蒸汽或热水,锅炉用水常需要除盐。离子交换除盐水处理是一种比较经济的方法,将氢型强酸性阳离子交换树脂柱与氢氧型强碱性阴离子交换树脂柱串联起来,水流过两种树脂床时水中的盐即被完全除去,其中离子交换树脂的再生是制取合格无盐水关键的一步。目前一般采用HCl 和NaOH 来分别再生氢型强酸性阳离子交换树脂与氢氧型强碱性阴离子交换树脂。

用HCl 再生氢型强酸性阳离子交换树脂操作简单,再生后树脂的工作交换容量比较高;但HCl 的腐蚀性较强,配酸系统防腐要求高,尤其当使用不慎时有可能使水中Cl -

浓度

收稿日期:2001-03-30

作者简介:申丽,女,扬州化工学校,硕士生

第5卷第2期2001年6月

扬州职业大学学报

Journal of Yangzhou Polytechnic College Vol.5 No.2Jun.2001

增加,高浓度Cl -会加速破坏不锈钢表面的钝化膜,增加不锈钢腐蚀反应的速度,引起不锈钢设备缝隙腐蚀、孔蚀等形态的严重的局部腐蚀。那么能否采用其它的溶液代替H Cl 作再生液呢?理论上H 2SO 4也可以作为再生液,如果采用H 2SO 4作为再生液,由于碳钢耐浓H 2SO 4腐蚀,故浓H 2SO 4可直接用碳钢制贮槽存放、运输,而且配酸系统防腐措施较H Cl 亦易解决。但浓H 2SO 4在再生过程中易产生CaSO 4白色结晶沉淀(CaSO 4在25e 的溶度积为9.1@10-6

),因此应根据原水中及树脂上吸附的Ca 2+

含量控制H 2SO 4的浓度、不能用高浓度H 2SO 4再生;此外CaSO 4形成饱和液后隔一定的时间才出现沉淀,因此加快再生液流速可以在一定程度上防止CaSO 4结晶吸附在树脂上。可见,适宜的浓度和流速是H 2SO 4再生工艺的关键[1]。

1 实验方法

1.1 实验装置

氢型强酸性阳离子交换柱d=1.0m,内装填1.5m 3氢型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。

工业硫酸计量槽及配酸用计量输送装置。1.2 实验步骤

[1,2,3]

放尽氢型强酸性阳离子交换器中的全部交换水,对压实层进行小反洗约15m in ~20min,除去压实层中机械杂质和沉淀物并松动树脂层以利于再生,检验反洗水为澄清、无悬浮颗粒。排水、压缩空气顶压压实层以防止树脂乱层。以一定流量逆流进一定浓度的H 2SO 4再生液,直至进出交换器的硫酸浓度相同。用去离子水逆流冲洗交换器内的树脂约30min~40m in,流量为3m 3/h 左右,直至排出水浊度<5m g/L 、[H +]<5mmol/L 。用自来水对压实层进行小反洗25min(或小正洗10min~15min)以冲淡树脂层中过多的酸液,流量为4.5m 3/h~5.5m 3/h,检验排水pH U 2~3。再进行大正洗,开始流量为3m 3/h~4m 3/h 、约15min 后增加到5.5m 3/h~6.5m 3/h,检验阳离子交换器出口水是否符合质量指标要求:

[4]

[H +

]<0.10mmol/L~0.15mmol/L [YD]<3umol/L C Na +<350ug/L

2 实验结果与讨论

在实验过程中,对原水进行了检测[1,5],其质量指标为:

[YD]=1mmol/L C Na +U 5mg/L~10mg/L 可溶性SiO 2<5mmol/L C Cl -U 2.48mg/L C Fe 3+U 0.03mg/L pH =7~7.5

2.1 H 2SO 4的浓度对再生的影响

改变再生液H 2SO 4的浓度进行多次实验比较,实验数据如表1。

表1 H 2SO 4的浓度对再生的影响

H 2SO 4/%

HCl */%

0.5~1.0

3~4>53流量/m 3#h -1

4~5.54~5.54~5.53再生接触时间/min 120503040~50使用周期/h

32

80~90

70

80~100

*HCl 逆流再生氢型强酸性阳离子交换树脂时其浓度为2%~5%,流量为3m 3/h~5m 3/h [1]。

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第2期申 丽:硫酸与氢型强酸性阳离子交换树脂的再生