阳离子交换树脂吸附交换原理
强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
其实阳离子交换树脂在我们实际使用过程中,一般都是将树脂变味其他离子形式进行运行,以满足各种场景使用需求。例如经常会将强酸性的阳离子交换树脂和NaCl一起转变为钠型的树脂后再投入使用,当树脂置换过程中就会放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。
而且这类树脂以钠型状态运行使用后,可直接用盐水对树脂进行再生(不用强酸)。
B. 工业水处理中树脂起什么作用
工业水处理树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂,阳离子树脂又细分为钠型和氢型,钠型树脂将水中的钙镁离子交换成钠离子,使水变软.氢型树脂是将水中的钙镁离子交换成氢离子使水软化.
阴离子树脂中含被可置换的氢氧根离子,能置换出水中的酸根离子.
同时使用阴离子树脂和氢型阳离子树脂可以将水变为纯净水. 阴、阳混合离子交换器
【设备概述】
阴、阳混合离子交换器(混合床)是用于初级纯水的进一步精制。一般设置于阴、阳离子交换器之后 ,也可设置在电渗析或反渗透后串联使用,出水水质可达含二氧化硅≤0.02毫克/升,导电度≤0.02us/cm。处理后的高纯水可供高压锅炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。
【工作原理】
混合床离子交换法,就是把阴 、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中,将它们混合,所以可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳通过该交换器,则被树脂交换,而得到高纯度的水。
在混合床中,由于阴、阳树脂是相互均匀的,所以其阴、阳离子的交换反应几乎同时进行。或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。 经H型交换所产生的H和OH都不能积累起来,基本上消除了反离子的影响,交换进行的比较彻底。
本混合床采用体内再生法。再生时利用两种树脂的比重不同,用反洗使阴、阳离子交换树脂完全分离,阳树脂沉积在下,阴树脂浮在上面,然后阳树脂用盐酸(或硫酸)再生,阴树脂用烧碱再生。
【出水水质】
SiO2 < 20μg/L
导电度(25℃) < 0.15μs/cm
【结构简述】
1. 进水装置:
在交换器上部设有布水装置,使进水能均匀分布。
2. 再生装置:
在阴离子交换树脂上方设有进液母管,管上开小孔布液,管外包覆不锈钢梯形绕丝。阴离子交换树脂再生用碱液即由该进液母管送入。再生阳离子交换树脂用的酸液由底部排水装置进入,再生酸、碱废液均由中排口排出。
3. 中排装置:
中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上,用于排泄再生时酸、碱废液和冲洗液,型式为支管母管式,孔管外包覆不锈钢梯形绕丝。
4. 排水装置:
均采用多孔板上装设排水帽,多孔板材采用钢衬胶。
另外,在阴、阳树脂分界面外、树脂表面处及最大反洗膨胀高度处各设视窥镜一个,用以观察树脂表面及反洗树脂的情况。
筒体上部设树脂输入口,要筒体下部近多孔板处设树脂卸出口,考虑了树脂输入和卸出采用水输送的可能。
【使用说明】
当树脂失效后可用以下方法进行再生:
混床的再生过程为两步法再生,具体为:反冲洗、静置(分层)、进碱、置换、反洗、分层、进酸、置换、正洗、混脂、正洗等步骤。也可采用一步法再生,即同时进酸碱。
混床中装填两种不同性能均匀混合的离子交换树脂,因此要将两种树脂尽可能完全分层,才能对阳阴树脂分别再生。反洗的目的就是使阴阳树脂分层。通过反洗使树脂均匀地松驰膨胀开来,在静置时树脂在水中自由下落,因阳树脂比重为1.23~1.28,而阴树脂比重为1.06~1.11,两种树脂比重差别较大,就很容易分层。通过反洗也可排出一些杂质异物,保证下一周期的正常运行。打开下进水阀、反洗排水阀,反洗至出水清亮为止。反洗毕,静置,开上排阀、放水至树脂层表面10厘米以上。
混合离交换器的再生剂拟用30%的NaOH和30%HCl,因混合离子交换器需较长时间才再生一次,不设置专门的酸、碱贮罐,由酸、碱计量箱直接通过喷射器进行再生。再生的控制由再生剂浓度、再生时间、再生液流量综合控制酸、碱计量箱及吸收器的设置满面足规程规定的储存量。
[树脂预处理]
将准备装柱使用的新树脂,先用热水(清洁的自来水即可)反复清洗,阳离子交换树脂可用70-80°C的热水,阴离子交换树脂的耐热性能较差一些,可用50-60°C热水。开始浸洗时,每隔约15分钟换水一次,浸洗时要不时搅动,换水4-5次后,可隔约30分钟换水一次,总共换水7-8次,浸洗至浸洗水不带褐色,泡沫很少时为止。
水洗后,再经酸碱处理,阳离子交换树脂可按下述步骤处理:
1、用1N盐酸缓慢流过树脂,用量约为强酸阳树脂体积的2-3倍,弱酸阳树脂的3-5倍,每小时1.5倍床层体积流过。
2、用水冲洗,出水PH为5左右,用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂,流速与1相同。
3、用1N NaOH流过树脂,用量及流速与1相同。
4、用水冲洗至出水PH为9左右。
5、用1N盐酸或硫酸,将树脂转成H-型,用量为树脂体积的3-5倍,流速与1相同。
6、酸流完后,用去离子水冲洗至出水PH值为6以上时,即可投入使用。
对于阴离子交换树脂水洗后的酸、碱处理次序,可采用碱→酸→碱次序,酸、碱用量及流速,强碱树脂与强酸树脂相对应,弱碱树脂与弱酸树脂相对应。
工业级的离子交换树脂中,常含有少量低聚物和未参加聚合反应的单体等有机杂质和其他诸如铁、铝、铜等无机杂质。当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述可溶性杂质就会转入溶液而影响水质,所以新树脂在使用前要进行处理。
C. 市售的阳离子交换树脂大多为钠型的,为何做实验要改为氢型
这个需要多方面进行处理的才可以
D. 树脂的作用有哪些﹖
可以用来制作树脂发光字,玻璃钢防雨板,也可以制作树脂工艺品等。
经树脂处理的织物能达到抗皱,防皱即洗可穿的功效。普通的衣服,洗涤后会变皱,而经过免烫整理后的衣服,洗后也不会折皱。
在水处理上面,树脂一般用于去离子。
E. 什么是钠型树脂和氢型树脂
钠型树脂和氢型树脂是指阳离子交换树脂的两种型态
比如强酸阳树脂001x7,用于锅炉软化水处理时,采用NaCl溶液再生,此时再生态即为Na型,而运行失效态即为钙型,镁型;而用于除盐水制备时,则采用HCl溶液再生,此时再生态即为H型,而运行失效态即为Na型。
比如弱酸阳树脂D113,用于高浓盐水软化水处理时,采用HCl溶液再生,然后用NaOH溶液转型,此时再生态即为H型,而运行态是Na型,失效态即为钙型,镁型;而用于碱度较高的除碱软化水制备时,则采用HCl溶液再生,此时再生态即为H型,H离子与水中碱度(碳酸钠,碳酸氢钠,氢氧化钠发生第一步反应,Na离子被交换到弱酸阳树脂官能团上,置换下来的H离子与氢氧根生成水,与碳酸根,碳酸氢根生产二氧化碳和水,从而去除原水中的碱度。但是因为原水中还有硬度的存在,此时交换上去的Na离子还会与原水中的钙镁发生二步反应,钙镁离子被交换上去,置换下Na离子,从而达到去除碱度的同时,还能去除与碱度等当量的硬度。
希望我这样根据不同使用工况的交换原理分析,更能让网友们理解树脂不同型态下的交换原理和不同型态的交换作用。
F. 钠型阳离子交换树脂和氢型阳离子交换树脂一样吗
你好朋友,钠型和氢型的阳离子交换树脂是完全不一样的,树脂的离子形式不同在使用当中回差别是完全不答同的。比如说钠型阳树脂,主要适用于硬水的软化去除钙镁离子;而氢型的阳树脂主要使用于纯水制备和超纯水的制备等。
G. 氢型阳离子交换树脂能除去水中的什么杂质
故名思义:氢型阳离子交换树脂就是吸咐水中阳离子物质。同样氢氧型阴离子交换树脂能吸咐水中阴离子物质。有一点你得清楚,阴,阳离子交换树脂需有机组合在一起使用…。华粼水质