如果你只想去除原水中的硬度,那麼採用鈉型陽樹脂即可,工作原理如下
Na型強酸性陽樹脂與原水中硬度(即Ca2+、Mg2+離子)的交換反應為:
Ca2+ + 2RNa → R2Ca + 2Na+
Mg2+ + 2RNa → R2Mg + 2Na+
如果你要制備一級除鹽水,那麼應該採用氫型陽樹脂和氫氧型陰樹脂
1.1 氫型陽樹脂的交換反應(陽床交換反應)
H型強酸性陽樹脂與原水中陽離子的交換反應為:
Ca2+ + 2RH → R2Ca + 2H+
Mg2+ + 2RH → R2Mg + 2H+
Na+ + RH → RNa + H+
1.2 氫氧型陰樹脂的交換反應(陰床交換反應)
OH型強鹼性陰樹脂與原水中陰離子的交換反應為:
Cl- + ROH → RCl + OH-
HSO4- + ROH → RHSO4 + OH-
SO42- + 2ROH → R2SO4 + 2OH-
HCO3- + ROH → RHCO3 + OH-
HSiO3- + ROH → RHSiO3 + OH-
OH型弱鹼性陰樹脂的交換反應為:
H+ + Cl- + RNHOH → RNHCl + H2O
H+ + HSO4- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
經過上述交換反應,水中的陽離子和陰離子各自與H型陽樹脂和OH型陰樹脂反應,分別形成H+和OH-,並結合成水,其反應如下:
H+ + OH- → H2O
在陽離子交換後,水中大量存在的H+和HCO3-結合生成難解離的H2CO3。它可以通過和強鹼性陰離子交換生成H2O,也可以用真空脫碳器除去。和前者相比,後者具有操作簡單、節約運行費用的優點,因此在化學除鹽系統中,一般均設有脫碳器。
❷ 離子交換樹脂的原理
離子交換樹脂是人工合成的顆粒狀有機高分子化合物,有交換劑本體(有機高聚物內,用R表示)和交換容基團兩部分組成。可以分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類
可以通過硬水處理的過程來理解。硬水先後通過分別裝有陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂的離子交換柱。硬水中的Ca2+ Mg2+等陽離子和Clˉ等陰離子先後與交換樹脂中德H+和OHˉ起例子交換作用,從而軟化硬水。例子方程式為
陽離子交換樹脂的原理 2RSO3H+ Ca2+ = (RSO3)2Ca +2H+
陰離子交換樹脂的原理 RN(CH3)3OH +Clˉ = RN(CH3)3Cl + OHˉ
❸ 離子交換柱交換過程化學方程式
強酸型陽離子交換樹脂:R-SO3H (有許多SO3H基團)
強鹼型陰離子交換樹脂:[R4N]OH (有許多內OH基團)
R-SO3H + M(+) = RSO3M + H(+) 將所有陽離容子吸附到樹脂上,釋放出H(+);
[R4N]OH + X(-) = [R4N]X + OH(-) 將所有陰離子吸附到樹脂上,釋放出OH(-);
H(+) + OH(-) = H2O 陽離子交換產生的H(+)與陰離子交換產生的OH(-)結合成水。
❹ 離子交換柱的工作原理
離子交換柱的工作原理是通過離子交換樹脂來去除水中的離子態陽離子和陰離子。其基本過程可用以下兩個方程式概括:陽離子交換樹脂(R-H+Na+)與氯化鈉(NaCl)反應為R-Na+H+,陰離子交換樹脂(R-OH+Cl-)則轉變為R-Cl+OH+。合並後,NaCl被樹脂上的H+和OH-取代,生成的只是水(H2O),從而實現去鹽效果。
離子交換柱是一種柱狀壓力容器,內置離子交換樹脂。常見的材料包括耐腐蝕的玻璃、不銹鋼或有機玻璃。根據再生方式,離子交換柱主要分為三種類型:體內再生混床,體外再生混床,和陰樹脂外移再生混床。
- 體外再生混床適合處理小流量且對環保要求高的情況,但因其設備復雜、操作繁瑣,使用較少。
- 體內再生混床和陰樹脂外移再生混床適用於大流量場合,需要專門的操作人員和廢水處理設施。體內再生混床操作簡單,再生過程在混合床內進行,所需附屬設備較少。
- 陰樹脂外移再生混床則類似小型逆流再生固定床,陰樹脂再生柱的構造與混合床相似,但再生柱厚度較小,便於操作。
總結來說,離子交換柱通過樹脂的離子交換作用,有效地去除水中的鹽分,根據不同再生方式,滿足不同規模和需求的水質處理。