如果你只想去除原水中的硬度,那么采用钠型阳树脂即可,工作原理如下
Na型强酸性阳树脂与原水中硬度(即Ca2+、Mg2+离子)的交换反应为:
Ca2+ + 2RNa → R2Ca + 2Na+
Mg2+ + 2RNa → R2Mg + 2Na+
如果你要制备一级除盐水,那么应该采用氢型阳树脂和氢氧型阴树脂
1.1 氢型阳树脂的交换反应(阳床交换反应)
H型强酸性阳树脂与原水中阳离子的交换反应为:
Ca2+ + 2RH → R2Ca + 2H+
Mg2+ + 2RH → R2Mg + 2H+
Na+ + RH → RNa + H+
1.2 氢氧型阴树脂的交换反应(阴床交换反应)
OH型强碱性阴树脂与原水中阴离子的交换反应为:
Cl- + ROH → RCl + OH-
HSO4- + ROH → RHSO4 + OH-
SO42- + 2ROH → R2SO4 + 2OH-
HCO3- + ROH → RHCO3 + OH-
HSiO3- + ROH → RHSiO3 + OH-
OH型弱碱性阴树脂的交换反应为:
H+ + Cl- + RNHOH → RNHCl + H2O
H+ + HSO4- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
经过上述交换反应,水中的阳离子和阴离子各自与H型阳树脂和OH型阴树脂反应,分别形成H+和OH-,并结合成水,其反应如下:
H+ + OH- → H2O
在阳离子交换后,水中大量存在的H+和HCO3-结合生成难解离的H2CO3。它可以通过和强碱性阴离子交换生成H2O,也可以用真空脱碳器除去。和前者相比,后者具有操作简单、节约运行费用的优点,因此在化学除盐系统中,一般均设有脱碳器。
❷ 离子交换树脂的原理
离子交换树脂是人工合成的颗粒状有机高分子化合物,有交换剂本体(有机高聚物内,用R表示)和交换容基团两部分组成。可以分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类
可以通过硬水处理的过程来理解。硬水先后通过分别装有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的离子交换柱。硬水中的Ca2+ Mg2+等阳离子和Clˉ等阴离子先后与交换树脂中德H+和OHˉ起例子交换作用,从而软化硬水。例子方程式为
阳离子交换树脂的原理 2RSO3H+ Ca2+ = (RSO3)2Ca +2H+
阴离子交换树脂的原理 RN(CH3)3OH +Clˉ = RN(CH3)3Cl + OHˉ
❸ 离子交换柱交换过程化学方程式
强酸型阳离子交换树脂:R-SO3H (有许多SO3H基团)
强碱型阴离子交换树脂:[R4N]OH (有许多内OH基团)
R-SO3H + M(+) = RSO3M + H(+) 将所有阳离容子吸附到树脂上,释放出H(+);
[R4N]OH + X(-) = [R4N]X + OH(-) 将所有阴离子吸附到树脂上,释放出OH(-);
H(+) + OH(-) = H2O 阳离子交换产生的H(+)与阴离子交换产生的OH(-)结合成水。
❹ 离子交换柱的工作原理
离子交换柱的工作原理是通过离子交换树脂来去除水中的离子态阳离子和阴离子。其基本过程可用以下两个方程式概括:阳离子交换树脂(R-H+Na+)与氯化钠(NaCl)反应为R-Na+H+,阴离子交换树脂(R-OH+Cl-)则转变为R-Cl+OH+。合并后,NaCl被树脂上的H+和OH-取代,生成的只是水(H2O),从而实现去盐效果。
离子交换柱是一种柱状压力容器,内置离子交换树脂。常见的材料包括耐腐蚀的玻璃、不锈钢或有机玻璃。根据再生方式,离子交换柱主要分为三种类型:体内再生混床,体外再生混床,和阴树脂外移再生混床。
- 体外再生混床适合处理小流量且对环保要求高的情况,但因其设备复杂、操作繁琐,使用较少。
- 体内再生混床和阴树脂外移再生混床适用于大流量场合,需要专门的操作人员和废水处理设施。体内再生混床操作简单,再生过程在混合床内进行,所需附属设备较少。
- 阴树脂外移再生混床则类似小型逆流再生固定床,阴树脂再生柱的构造与混合床相似,但再生柱厚度较小,便于操作。
总结来说,离子交换柱通过树脂的离子交换作用,有效地去除水中的盐分,根据不同再生方式,满足不同规模和需求的水质处理。