陽離子交換樹脂吸附交換原理
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
其實陽離子交換樹脂在我們實際使用過程中,一般都是將樹脂變味其他離子形式進行運行,以滿足各種場景使用需求。例如經常會將強酸性的陽離子交換樹脂和NaCl一起轉變為鈉型的樹脂後再投入使用,當樹脂置換過程中就會放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附,除去這些離子。反應時沒有放出H+,可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。
而且這類樹脂以鈉型狀態運行使用後,可直接用鹽水對樹脂進行再生(不用強酸)。
B. 工業水處理中樹脂起什麼作用
工業水處理樹脂分為陽離子樹脂和陰離子樹脂,陽離子樹脂又細分為鈉型和氫型,鈉型樹脂將水中的鈣鎂離子交換成鈉離子,使水變軟.氫型樹脂是將水中的鈣鎂離子交換成氫離子使水軟化.
陰離子樹脂中含被可置換的氫氧根離子,能置換出水中的酸根離子.
同時使用陰離子樹脂和氫型陽離子樹脂可以將水變為純凈水. 陰、陽混合離子交換器
【設備概述】
陰、陽混合離子交換器(混合床)是用於初級純水的進一步精製。一般設置於陰、陽離子交換器之後 ,也可設置在電滲析或反滲透後串聯使用,出水水質可達含二氧化硅≤0.02毫克/升,導電度≤0.02us/cm。處理後的高純水可供高壓鍋爐、電子、醫葯、造紙、化工和石油等工業部門。
【工作原理】
混合床離子交換法,就是把陰 、陽離子交換樹脂放置在同一個交換器中,將它們混合,所以可看成是由無數陰、陽交換樹脂交錯排列的多級式復床。水中所含鹽類的陰、陽通過該交換器,則被樹脂交換,而得到高純度的水。
在混合床中,由於陰、陽樹脂是相互均勻的,所以其陰、陽離子的交換反應幾乎同時進行。或者說,水的陽離子交換和陰離子交換是多次交錯進行的。 經H型交換所產生的H和OH都不能積累起來,基本上消除了反離子的影響,交換進行的比較徹底。
本混合床採用體內再生法。再生時利用兩種樹脂的比重不同,用反洗使陰、陽離子交換樹脂完全分離,陽樹脂沉積在下,陰樹脂浮在上面,然後陽樹脂用鹽酸(或硫酸)再生,陰樹脂用燒鹼再生。
【出水水質】
SiO2 < 20μg/L
導電度(25℃) < 0.15μs/cm
【結構簡述】
1. 進水裝置:
在交換器上部設有布水裝置,使進水能均勻分布。
2. 再生裝置:
在陰離子交換樹脂上方設有進液母管,管上開小孔布液,管外包覆不銹鋼梯形繞絲。陰離子交換樹脂再生用鹼液即由該進液母管送入。再生陽離子交換樹脂用的酸液由底部排水裝置進入,再生酸、鹼廢液均由中排口排出。
3. 中排裝置:
中排裝置設置在陰、陽樹脂的分界面上,用於排泄再生時酸、鹼廢液和沖洗液,型式為支管母管式,孔管外包覆不銹鋼梯形繞絲。
4. 排水裝置:
均採用多孔板上裝設排水帽,多孔板材採用鋼襯膠。
另外,在陰、陽樹脂分界面外、樹脂表面處及最大反洗膨脹高度處各設視窺鏡一個,用以觀察樹脂表面及反洗樹脂的情況。
筒體上部設樹脂輸入口,要筒體下部近多孔板處設樹脂卸出口,考慮了樹脂輸入和卸出採用水輸送的可能。
【使用說明】
當樹脂失效後可用以下方法進行再生:
混床的再生過程為兩步法再生,具體為:反沖洗、靜置(分層)、進鹼、置換、反洗、分層、進酸、置換、正洗、混脂、正洗等步驟。也可採用一步法再生,即同時進酸鹼。
混床中裝填兩種不同性能均勻混合的離子交換樹脂,因此要將兩種樹脂盡可能完全分層,才能對陽陰樹脂分別再生。反洗的目的就是使陰陽樹脂分層。通過反洗使樹脂均勻地松馳膨脹開來,在靜置時樹脂在水中自由下落,因陽樹脂比重為1.23~1.28,而陰樹脂比重為1.06~1.11,兩種樹脂比重差別較大,就很容易分層。通過反洗也可排出一些雜質異物,保證下一周期的正常運行。打開下進水閥、反洗排水閥,反洗至出水清亮為止。反洗畢,靜置,開上排閥、放水至樹脂層表面10厘米以上。
混合離交換器的再生劑擬用30%的NaOH和30%HCl,因混合離子交換器需較長時間才再生一次,不設置專門的酸、鹼貯罐,由酸、鹼計量箱直接通過噴射器進行再生。再生的控制由再生劑濃度、再生時間、再生液流量綜合控制酸、鹼計量箱及吸收器的設置滿面足規程規定的儲存量。
[樹脂預處理]
將准備裝柱使用的新樹脂,先用熱水(清潔的自來水即可)反復清洗,陽離子交換樹脂可用70-80°C的熱水,陰離子交換樹脂的耐熱性能較差一些,可用50-60°C熱水。開始浸洗時,每隔約15分鍾換水一次,浸洗時要不時攪動,換水4-5次後,可隔約30分鍾換水一次,總共換水7-8次,浸洗至浸洗水不帶褐色,泡沫很少時為止。
水洗後,再經酸鹼處理,陽離子交換樹脂可按下述步驟處理:
1、用1N鹽酸緩慢流過樹脂,用量約為強酸陽樹脂體積的2-3倍,弱酸陽樹脂的3-5倍,每小時1.5倍床層體積流過。
2、用水沖洗,出水PH為5左右,用3倍樹脂體積5%的NaCl溶液流過樹脂,流速與1相同。
3、用1N NaOH流過樹脂,用量及流速與1相同。
4、用水沖洗至出水PH為9左右。
5、用1N鹽酸或硫酸,將樹脂轉成H-型,用量為樹脂體積的3-5倍,流速與1相同。
6、酸流完後,用去離子水沖洗至出水PH值為6以上時,即可投入使用。
對於陰離子交換樹脂水洗後的酸、鹼處理次序,可採用鹼→酸→鹼次序,酸、鹼用量及流速,強鹼樹脂與強酸樹脂相對應,弱鹼樹脂與弱酸樹脂相對應。
工業級的離子交換樹脂中,常含有少量低聚物和未參加聚合反應的單體等有機雜質和其他諸如鐵、鋁、銅等無機雜質。當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時,上述可溶性雜質就會轉入溶液而影響水質,所以新樹脂在使用前要進行處理。
C. 市售的陽離子交換樹脂大多為鈉型的,為何做實驗要改為氫型
這個需要多方面進行處理的才可以
D. 樹脂的作用有哪些﹖
可以用來製作樹脂發光字,玻璃鋼防雨板,也可以製作樹脂工藝品等。
經樹脂處理的織物能達到抗皺,防皺即洗可穿的功效。普通的衣服,洗滌後會變皺,而經過免燙整理後的衣服,洗後也不會折皺。
在水處理上面,樹脂一般用於去離子。
E. 什麼是鈉型樹脂和氫型樹脂
鈉型樹脂和氫型樹脂是指陽離子交換樹脂的兩種型態
比如強酸陽樹脂001x7,用於鍋爐軟化水處理時,採用NaCl溶液再生,此時再生態即為Na型,而運行失效態即為鈣型,鎂型;而用於除鹽水制備時,則採用HCl溶液再生,此時再生態即為H型,而運行失效態即為Na型。
比如弱酸陽樹脂D113,用於高濃鹽水軟化水處理時,採用HCl溶液再生,然後用NaOH溶液轉型,此時再生態即為H型,而運行態是Na型,失效態即為鈣型,鎂型;而用於鹼度較高的除鹼軟化水制備時,則採用HCl溶液再生,此時再生態即為H型,H離子與水中鹼度(碳酸鈉,碳酸氫鈉,氫氧化鈉發生第一步反應,Na離子被交換到弱酸陽樹脂官能團上,置換下來的H離子與氫氧根生成水,與碳酸根,碳酸氫根生產二氧化碳和水,從而去除原水中的鹼度。但是因為原水中還有硬度的存在,此時交換上去的Na離子還會與原水中的鈣鎂發生二步反應,鈣鎂離子被交換上去,置換下Na離子,從而達到去除鹼度的同時,還能去除與鹼度等當量的硬度。
希望我這樣根據不同使用工況的交換原理分析,更能讓網友們理解樹脂不同型態下的交換原理和不同型態的交換作用。
F. 鈉型陽離子交換樹脂和氫型陽離子交換樹脂一樣嗎
你好朋友,鈉型和氫型的陽離子交換樹脂是完全不一樣的,樹脂的離子形式不同在使用當中回差別是完全不答同的。比如說鈉型陽樹脂,主要適用於硬水的軟化去除鈣鎂離子;而氫型的陽樹脂主要使用於純水制備和超純水的制備等。
G. 氫型陽離子交換樹脂能除去水中的什麼雜質
故名思義:氫型陽離子交換樹脂就是吸咐水中陽離子物質。同樣氫氧型陰離子交換樹脂能吸咐水中陰離子物質。有一點你得清楚,陰,陽離子交換樹脂需有機組合在一起使用…。華粼水質