影響離子交換劑的離子交換能力

Ⅰ 什麼是離子交換過程，影響離子交換過程的因素有哪些

離子交換是藉助於固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換,以達到提取或去除溶液中某些離子的目的。它是一種屬於傳質分離過程的單元操作。

離子交換法
一、前言
離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應，當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。

離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀，其大小約為0.1~1mm，其離子交換能力依其交換能力特徵可分：

1.
強酸型陽離子交換樹脂：主要含有強酸性的反應基如磺酸基（－SO3H），此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子。

2.
弱酸型陽離子交換樹脂：具有較弱的反應基如羧基（－COOH基），此離子交換樹脂僅可交換弱鹼中的陽離子如Ca2+、Mg2+，對於強鹼中的離子如Ca2+、K+等無法進行交換。

3.
強鹼型陰離子交換樹脂：主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3，在氫氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出，以進行交換，強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。

4.
弱鹼型陰離子交換樹脂：具有較弱的反應基如氨基，僅能去除強酸中的陰離子如SO42-，Cl－或NO3－，對於HCO3－，CO32－或SiO42－則無法去除。

不論是離子交換樹脂或是沸石，都有其一定的可交換基濃度，稱為離子交換容量(ion exchange capacity)。對陽離子交換樹脂而言，大約在200~500meq/100g。因為陽離子交換為一化學反應，故必須遵守質量平衡定律。離子交換樹脂的一般方程式可以表示如下：
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離子交換的基本知識
為了除去水中離子態雜質,現在採用得最普遍的方法是離子交換。這種方法可以將水中離子態雜質清除得以較徹底，因而能製得很純的水。所以，在熱力發電廠鍋爐用水的制備工藝中，它是一個必要的步驟。

離子交換處理，必須用一種稱做離子交換劑的物質（簡稱交換劑）來進行。這種物質遇水時，可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號的離子相互交換，離子交換劑的種類很多，有天然和人造、有機和無機、陽離子型和陰離子型等之分，大概情況如表所示。此外，按結構特徵來分，還有大孔型和凝膠型等。
全文請看：
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Ⅱ 交換容量的影響因素

影響交換容量的因素很多，主要可以分為兩個方面，一方面是離子交換劑顆粒大小、顆粒內孔隙大小以及所分離的樣品組分的大小等的影響。這些因素主要影響離子交換劑中能與樣品組分進行作用的有效表面積。樣品組分與離子交換劑作用的表面積越大當然交換容量越高。一般離子交換劑的孔隙應盡量能夠讓樣品組分進入，這樣樣品組分與離子交換劑作用面積大。分離小分子樣品，可以選擇較小孔隙的交換劑，因為小分子可以自由的進入孔隙，而小孔隙離子交換劑的表面積大於大孔隙的離子交換劑。對於較大分子樣品，可以選擇小顆粒交換劑，因為對於很大的分子，一般不能進入孔隙內部，交換只限於顆粒表面，而小顆粒的離子交換劑表面積大。本文來自:博研聯盟論壇
另一些影響因素如實驗中的離子強度、pH值等主要影響樣品中組分和離子交換劑的帶電性質。一般pH對弱酸和弱鹼型離子交換劑影響較大，如對於弱酸型離子交換劑在pH較高時，電荷基團充分解離，交換容量大，而在較低的pH時，電荷基團不易解離，交換容量小。同時pH也影響樣品組分的帶電性。尤其對於蛋白質等兩性物質，在離子交換層析中要選擇合適的pH以使樣品組分能充分的與離子交換劑交換、結合。一般來說，離子強度增大，交換容量下降。實驗中增大離子強度進行洗脫，就是要降低交換容量以將結合在離子交換劑上的樣品組分洗脫下來。本文來自:博研聯盟論壇

Ⅲ [原創]離子交換器在運行過程中，工作交換能力降低的主要原因有哪些

本廣告位全面優惠招商！歡迎大家投放廣告！廣告投放聯系方式 答案：離子回交換器在答運行過程中的工作交換能力降低，可能原因有以下幾個方面：(1)新樹脂開始投入運行時，工作交換容量較高，隨著運行時間的增加，工作交換容量逐漸降低，經過一段時間後，可趨於穩定。(2)交換劑顆粒表面被懸浮物污染，甚至發生粘結。(3)原水中含有 Fe2+、 Fe3+、 Mn2+等離子，使交換劑中毒，顏色變深。(4)再生劑劑量小，再生不夠充分。(5)運行流速過大。(6)枯水季節原水中的含鹽量、硬度過大。(7)樹脂層太低或樹脂逐漸減少。(8)再生劑質量低劣，含雜質太多。(9)配水裝置、排水裝置、再生液分配裝置堵塞或損壞，引起偏流。(10)離子交換器反洗時，反洗強度不夠，樹脂層中積留較多的懸浮物，與樹脂粘結一起，形成泥球或泥餅，使水偏流

Ⅳ 什麼是離子交換過程，影響離子交換過程的因素有哪些

離子交換過程歸納為如下幾個過程
1. 水中離子在水溶液中向樹脂表面擴散
2. 水中離子進入樹脂顆粒的交聯網孔，並進行擴散
3. 水中離子與樹脂交換基團接觸，發生復分解反應，進行離子交換
4. 被交換下來的離子，在樹脂的交聯網孔內向樹脂表面擴散
5. 被交換下來的離子，向水溶液中擴散

影響交換的主要因素有流速、原料液濃度、溫度等。
流速
原料液的流速實際上反映了達到反應平衡的時間，在交換過程中，離子進行擴散—交換—擴散一系列步驟，有效地控制流速很重要。一般，交換液流速大，離子的透析量就高，未來及交換而通過樹脂層流失的量增多。因此，應根據交換容量等選擇適宜的流速。

原料液濃度
樹脂中可交換的離子與溶液中同性離子既有可能進行交換，也有可能相斥，液相離子濃度高，樹脂接觸機會多，較易進入樹脂網孔內，液相濃度低，樹脂交換容量大時，則相反。但液相離子濃度過高，將引起樹脂表面及內部交聯網孔收縮，也會影響離子進入網孔。實驗證明，在流速一定時，溶液濃度越高，溶質的流失量液越大。

溫度
溫度越提高，離子的熱運動越劇烈。單位時間碰撞次數增加，可加快反應速率。但溫度太高，離子的吸附強度會降低，甚至還會影響樹脂的熱穩定性，經濟上不利，實際生產中採用室溫操作較宜。

Ⅳ 離子交換器常見故障及其消除方法有哪些

凈得瑞為您解答：
離子交換劑常見的故障有：交換劑工作交換能力降低，周期制水量減少；運行或再生反洗過程中有交換劑流失；整個軟化過程中，交換器出水總是有硬度；軟化水氯離子含量增加；軟化水或再生排廢水，有時呈黃色，即交換劑產生溶膠現象。1、交換劑工作交換能力降低，周期制水量減少其可能產生的原因有：
（1）原水中Fe3+、Al3+含量高，使交換劑「中毒」，這時樹脂顏色變深，呈暗紅色。處理方法是用酸清洗復甦交換劑。
（2）反洗不夠徹底，交換劑被懸浮物污染，有結塊現象，產生偏流。處理方法是徹底反洗或清洗交換劑層，盡量降低進水的懸浮物含量。
（3）再生劑用量太少活濃度太低；食鹽中鋼離子含量過低。處理方法是適當增加再生劑用量或提高再生液濃度，使用含鈉量高的工業鹽。
（4）交換劑層高度太低或交換劑逐漸減少。處理方法是適當增加交換劑層高度。（5）再生流速太快或再生方法不對。處理方法是嚴格按正確的再生方法操作。
（6）原水水質突然惡化，或運行流速太快。處理方法是掌握水質變化規律，適當降低運行流速。2、運行或再生反洗過程中有交換劑流失其可能產生的原因有：
（1）排水裝置如排水帽破裂。處理方法是檢修排水裝置，更換排水帽。
（2）反洗強度太大。處理方法是反洗時注意觀察樹脂膨脹高度，當樹脂膨脹接近頂部時，適當降低反洗強度。
3、整個軟化過程中，交換器出水總是有硬度其可能產生的原因有：
（1）反洗閥門或鹽水閥門泄漏，關不嚴。處理方法是及時檢修閥門。
（2）交換劑層高度不夠或運行流速太快。處理方法是添加交換劑，調整運行流速。（3）交換劑「中毒」變質，已失去交換能力。處理方法是處理或更換交換劑。（4）原水中硬度太高，或鈉鹽濃度太大。處理方法是採用二級軟化。
（5）化驗試劑中有硬度或指示劑失效。處理方法是檢查或更換試劑，正確進行化驗操作。4、軟化水氯離子含量增加其可能產生的原因有：
（1）再生時錯開出水閥或運行時誤開鹽閥。處理方法是謹慎操作，防止差錯。（2）鹽水閥或正在再生的交換器出水閥滲漏。處理方法是及時檢修閥門。
（3）再生後正洗不徹底，或水源水質變化。處理方法是正洗至進、出水氯根含量基本一致，監測原水氯根含量是否增加。