交換容量

離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的性能，表現(xiàn)在它的“離子交換容量”，即每克干樹(shù)脂或每毫升濕樹(shù)脂所能交換的離子的毫克當(dāng)量數(shù)，meq/g（干）或 meq/mL（濕）；當(dāng)離子為一價(jià)時(shí)，毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)（對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子，前者為后者乘離子價(jià)數(shù)）。0M/H的流速通過(guò)樹(shù)脂層，再采用體積為樹(shù)脂體積的1-2倍、濃度為2。它又有“總交換容量”、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式。1、總交換容量，表示每單位數(shù)量（重量或體積)樹(shù)脂能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)的總量。離子交換樹(shù)脂塔2、工作交換容量，表示樹(shù)脂在某一定條件下的離子交換能力，它與樹(shù)脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關(guān)。3、再生交換容量，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹(shù)脂的交換容量，表明樹(shù)脂中原有化學(xué)基團(tuán)再生復(fù)原的程度。通常，再生交換容量為總交換容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交換容量為再生交換容量的30～90%（對(duì)再生樹(shù)脂而言），后一比率亦稱為樹(shù)脂的利用率。在實(shí)際使用中，離子交換樹(shù)脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹(shù)脂結(jié)構(gòu)不同而異?，F(xiàn)仍未能分別進(jìn)行計(jì)算，在具體設(shè)計(jì)中，需憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并在實(shí)際運(yùn)行時(shí)復(fù)核之。離子樹(shù)脂交換容量的測(cè)定一般以無(wú)機(jī)離子進(jìn)行。這些離子尺寸較小，能自由擴(kuò)散到樹(shù)脂體內(nèi)，與它內(nèi)部的全部交換基團(tuán)起反應(yīng)。而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，溶液中常含有高分子有機(jī)物，它們的尺寸較大，難以進(jìn)入樹(shù)脂的顯微孔中，因而實(shí)際的交換容量會(huì)低于用無(wú)機(jī)離子測(cè)出的數(shù)值。這種情況與樹(shù)脂的類型、孔的結(jié)構(gòu)尺寸及所處理的物質(zhì)有關(guān)。

影響離子交換樹(shù)脂再生的因素有哪些

離子交換樹(shù)脂再生長(zhǎng)度的好壞,和許多因素有關(guān),再生劑用量、濃度、溫度和流速等都是影響再生過(guò)程的主要因素.﹨x0d（1）再生劑的用量﹨x0d從理論分析,再生劑用量應(yīng)與樹(shù)脂工作交換容量相當(dāng),但實(shí)際上由于交換反應(yīng)是可逆的,再生劑用量需遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)理論用量才能滿足足夠的再生度要求,再生劑的比耗增加,可以提高交換樹(shù)脂的再生程度,但當(dāng)比耗增加到一定程度后,再繼續(xù)增加比例,再生程度提高很少,所以用過(guò)高的比耗是不經(jīng)濟(jì)的,因此,實(shí)際操作過(guò)程中通常再生劑用量為理論用量的3-4倍,樹(shù)脂的工作交換容量可以恢復(fù)到原來(lái)的70%-80%.﹨x0d（2）再生劑濃度﹨x0d一般而言,再生劑的濃度越大,再生程度越高,但當(dāng)再生劑的用量一定時(shí),再生劑濃度,會(huì)使再生液的體積流量減少,與樹(shù)脂的接觸時(shí)間縮短而且可能產(chǎn)生不均勻的再生反應(yīng),再生效果下降,導(dǎo)致制水周期縮短,再生次數(shù)增加,酸堿用量增大,所以生產(chǎn)上需要合理的控制再生劑的濃度.﹨x0d（3）再生劑的流速﹨x0d再生劑的流速應(yīng)控制適宜以保證再生反應(yīng)充分,再生反應(yīng)流速主要取決于離子的擴(kuò)散速度,但同時(shí)與離子的價(jià)態(tài)有關(guān),一般價(jià)態(tài)越高所需反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),再生劑流速過(guò)快,有利于離子的擴(kuò)散,但卻減少再生劑與樹(shù)脂的接觸時(shí)間,再生效果反而可能降低,流速太小則不利于離子擴(kuò)散,再生效果也會(huì)受到影響,﹨x0d（4）再生液溫度﹨x0d提高再生液的溫度,能同時(shí)加快內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散,雖然對(duì)提高樹(shù)脂再生效果有利,同時(shí)提高溫度能大大改善對(duì)樹(shù)脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質(zhì)的清除程度,但由于樹(shù)脂熱穩(wěn)定性的限制,再生劑的溫度不宜過(guò)高,一般控制在25-40度為宜.

離子交換樹(shù)脂的裝填

樹(shù)脂的裝填 

1、離子交換器在裝填樹(shù)脂前要徹底清理和檢查。確保所有接受樹(shù)脂的容器在裝樹(shù)脂前是清潔的并用去離子水淋洗過(guò)。

 2、用去離子水將樹(shù)脂裝入再生塔中，在再生塔中加入去離子水，以使下部排水管免受樹(shù)脂的沖擊。2、鈉型強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂可用10%NaCl溶液再生，用藥量為其交換容量的2倍(用NaCl量為117g/l樹(shù)脂)。建議用水力引入器將混合水的樹(shù)脂裝入容器。也可以“倒”入容器，但是要始終將液面保持在樹(shù)脂層上面。不要用機(jī)械泵裝填樹(shù)脂。速率z1ui大不超過(guò)1m/s,水和樹(shù)脂的混合比例>2:1。 

3、確信去離子水的液面至少高于已經(jīng)裝入的樹(shù)脂床的0.5m以上。舉例來(lái)說(shuō),一價(jià)離子和二價(jià)離子相比較,一價(jià)電子不易被吸附,而二價(jià)離子則相對(duì)容易被吸附。然后將樹(shù)脂浸泡在去離子水中至少2小時(shí)。浸泡時(shí)間越長(zhǎng)越好，對(duì)樹(shù)脂無(wú)害。（對(duì)于弱堿性和中堿性樹(shù)脂（Lewatit MP 62，MonoPlus MP 64等）必須過(guò)夜使之浸泡透，防止反洗時(shí)損失樹(shù)脂。

 4、浸泡結(jié)束后，仔細(xì)并徹底反洗樹(shù)脂約30min。一旦發(fā)現(xiàn)硫酸鈣沉淀時(shí)，可采用5～10％的鹽酸溶液浸泡1—2天，或改用鹽酸再生數(shù)次。除去所有的樹(shù)脂細(xì)顆粒以及在裝填過(guò)程中帶入的外界雜質(zhì)?？赡軙?huì)有一些細(xì)樹(shù)脂，也可能沒(méi)有。反洗出口處不應(yīng)該有視窗，其會(huì)妨礙樹(shù)脂細(xì)顆粒的去除。所有的細(xì)顆粒必須反洗出容器。小心不要將好的樹(shù)脂也反洗出容器。陽(yáng)樹(shù)脂的反洗流出液開(kāi)始的時(shí)候可能是棕色的，不必?fù)?dān)心，這是磺酸樹(shù)脂的共有特點(diǎn)，繼續(xù)反洗，一直到反洗液澄清無(wú)細(xì)顆粒。推薦分步反洗，每次反洗50％的樹(shù)脂，反洗速率根據(jù)各樹(shù)脂的技術(shù)資料。陰樹(shù)脂和陽(yáng)樹(shù)脂z1ui好使用兩個(gè)不同的反洗塔，防止交叉污染。

 5、在所有的過(guò)程中，需要使用去離子水，如果沒(méi)有去離子水，先用原水反洗陽(yáng)離子樹(shù)脂，然后用陽(yáng)離子樹(shù)脂軟化后的原水，反洗和裝填陰樹(shù)脂。

 6、第yi次使用樹(shù)脂前，使用倍量再生劑，再生樹(shù)脂。注意：只需要增加再生劑的量，不要增加再生劑的濃度。

 7、由于樹(shù)脂在再生過(guò)程中會(huì)膨脹，所以推薦先裝填90％的樹(shù)脂，再生，淋洗，然后根據(jù)樹(shù)脂的膨脹程度補(bǔ)填剩余的樹(shù)脂

新樹(shù)脂常含有溶劑、未參加聚合反應(yīng)的物質(zhì)和少量低聚合物，還可能吸著鐵、鋁、鋼等重金屬離子。當(dāng)樹(shù)脂與水、酸、堿或其他溶液相接觸時(shí)，上述可溶性雜質(zhì)就會(huì)轉(zhuǎn)入溶液中，在使用初期污染出水水質(zhì)。所以，新樹(shù)脂在投運(yùn)前要進(jìn)行預(yù)處理。1、 陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理步驟如下：　　首先使用飽和的食1鹽水。取其量約等于被處理樹(shù)脂體積的兩倍，將樹(shù)脂置于10%食1鹽溶液中浸泡18-20小時(shí)，然后放出食1鹽水，用清水漂洗凈，使排出水不帶黃色；強(qiáng)酸性樹(shù)脂的離解能力很強(qiáng)，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。其次再用2%-4%NaOH溶液，其量與上相同，在其中浸泡2-4小時(shí)（或作小流量清洗），放出堿液后，重洗樹(shù)脂直至排出水接近中性為止；后用5%HCI溶液，其量亦與上述相同，浸泡4-8小時(shí)后放出酸液，用清水洗至中性待用。2、 陰樹(shù)脂的預(yù)處理步驟如下：　　其預(yù)處理方法中的di一步與陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理方法中的di一步相同;而后用5%HCI浸泡4-8小時(shí)，然后放出酸液，用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小時(shí)后，放堿液用清水漂洗至中性待用。