❶ 影響樹脂工作交換容量的因素有哪些
王運湖千里之行,始於足下影響樹脂工作交換容量的因素,除了與所用的離子交換內樹脂本身容的性能有關外,還與以下的因素有關:
(1)
再生方式:逆流再生比順流再生的工作交換容量大。
(2)
進水中離子的濃度及交換終點的控制指標:進水及出水中離子濃度越高,則工作交換容量越大。
(3)
樹脂層的高度:樹脂層越高,則工作交換容量越大。
(4)
水流速度:流速太快或太慢不利於離子交換,故流速要適中。
(5)
水溫:水溫高有利於離子交換,一般在25C~50C為宜。
❷ 影響離子交換樹脂再生的因素有哪些
1、再生劑的質量
再生劑純度越高,樹脂的再生度越高,出水的離子泄露量越少,因此提高再生劑純度及運用軟化水溶液可提高再生度。
2、再生劑的用量
從理論分析,再生劑用量應與樹脂工作交換容量相當,但實際上由於交換反應是可逆的,再生劑用量需遠遠超過理論用量才能滿足足夠的再生度要求,再生劑的比耗增加,可以提高交換樹脂的再生程度,但當比耗增加到一定程度後,再繼續增加比例,再生程度提高很少,所以用過高的比耗是不經濟的,因此,實際操作過程中通常再生劑用量為理論用量的3-4倍,樹脂的工作交換容量可以恢復到原來的70%-80%。
3、再生劑的濃度
一般而言,再生劑的濃度越大,再生程度越高,但當再生劑的用量一定時,再生劑濃度增高,會使再生液的體積流量減少,與樹脂的接觸時間縮短而且可能產生不均勻的再生反應,再生效果下降,導致制水周期縮短,再生次數增加,酸鹼用量增大,所以生產上需要合理的控制再生劑的濃度。
4、再生劑的流速
再生劑的流速應控制適宜以保證再生反應充分,再生反應流速主要取決於離子的擴散速度,但同時與離子的價態有關,一般價態越高所需反應時間越長,再生劑流速過快,有利於離子的擴散,但卻減少再生劑與樹脂的接觸時間,再生效果反而可能降低,流速太小則不利於離子擴散,再生效果也會受到影響
5、再生液的溫度
提高再生液的溫度,能同時加快內擴散和外擴散,雖然對提高樹脂再生效果有利,同時提高溫度能大大改善對樹脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質的清除程度,但由於樹脂熱穩定性的限制,再生劑的溫度不宜過高,一般控制在25-40度為宜。
6、樹脂層的高度
全自動鈉離子交換器罐體樹脂層越低,因流速對其交換能力的影響就越大,當樹脂層高度達到30英尺(762mm)時,樹脂層高度造成的流速對其交換能力的影響可降到比較低的程度。因此一般建議樹脂層高度大於30英尺(762mm) 。
7、再生液的流量
通常再生液流量越小獲得的再生效果越好。但過低的再生液流量會使再生時間過長,易使再生劑繞過樹脂表面再生。因此一般要求再生液流量在0.25-0.9gpm/ft3(或順洗流量4-6m/h,逆流再生2-3m/h)。
8、再生液的濃度
根據離子平衡原理,再生液濃度提高,可以使樹脂的交換能力提高, 但再生劑用量一定的條件下,再生液濃度過高,會縮短再生液與樹脂的接觸時間,從而降低了再生效果.一般鹽液濃度控制在10%左右為宜。
9、水與樹脂的接觸時間
水與樹脂的接觸時間越長,交換越充分,但相對單位樹脂的產水能力下降,接觸的時間越短,交換越充分,單位樹脂的交換能力下降,而單位樹脂的產水能力提高。因此合理的接觸時間對於軟化器的經濟運行非常重要。一般建議1.0-5.0gpm/ft3樹脂或8-4bv/h。(每小時流量為樹脂裝載量的八至四十倍)。
❸ 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。
❹ 離子交換樹脂有哪幾種影響離子交換樹脂的因素有哪些
離子交換樹脂的種類:
1.強酸性陽離子交換樹脂
通常用於水軟化和脫礦質應用。強酸性陽離子樹脂是一種相對安全且成本有效的方法,用於去除水垢和硬度,例如鈣和鎂,因為它們可以用濃鹽溶液如氯化鈉鹽水再生。當用氫氣循環與硫酸或鹽酸(HCl)作為再生劑時,強酸性陽離子樹脂對脫礦質也非常有效。
2.弱酸性陽離子交換樹脂
是脫鹼應用的經濟有效的選擇,其中給水具有高比例的硬度與鹼度。弱酸性陽離子樹脂通過除去二價陽離子(例如鈣)並根據工藝條件用氫/鈉代替它來實現這一點。根據工藝需要,可以在離子交換過程之後進行脫氣和pH調節。弱酸性陽離子樹脂也是高鹽度流軟化的理想選擇。
3.強鹼陰離子交換樹脂
有多種類型,必須對其特性進行稱重,以確定最適合特定應用的樹脂。離子交換樹脂有利於二氧化硅的去除,特別是對於游離無機酸(FMA)含量低的物流。強鹼陰離子交換樹脂的其他優異用途包括去除鈾。強鹼陰離子交換樹脂對於去除硝酸鹽(NO 3)也是有效的,但如果進料水含有高濃度的硫酸鹽,則過量的再生循環可能會影響效率。最後,強鹼陰離子交換樹脂能夠與鹵素結合。
4.弱鹼陰離子交換樹脂
對於不需要除去二氧化碳(CO 2)和/或二氧化硅(SiO 2)的去離子應用是有效的。弱鹼陰離子交換樹脂對酸吸收也有效,因為它們可以中和強無機酸。
5.螯合樹脂
最常見的特種樹脂類型,用於選擇性去除某些金屬,鹽水軟化和其他物質。特殊樹脂官能團根據手頭的應用而廣泛變化,並且可包括硫醇,亞氨基二乙酸或氨基膦酸等。螯合樹脂廣泛用於稀釋溶液中的金屬濃縮和去除,例如鈷(Co 2+)和汞(Hg 2+)。
6.拋光混床樹脂
混合床單元由於流含量的波動而更容易受到樹脂結垢和較差的系統功能的影響,因此通常在其他處理工藝的後端使用,使用拋光混床樹脂制備純水/超純水。
❺ 探討影響離子交換工作層厚度的主要因素有哪些
摘要 (1)運行速度。水通過離子交換劑的速度愈大,保護層愈厚。
❻ 離子交換樹脂的交換原理
離子交換樹脂的內部結構,由三部分組成,分別是:
1、高分子骨。
由交聯的高分子聚合物組成;
2、離子交換基團。
它連在高分子骨架上,帶有可交換的離子(稱為反離子)的離子型官能團或帶有極性的非離子型官能團;
3、孔。
它是在干態和濕態的離子交換樹脂中都存在的高分子結構中的孔(凝膠孔)和高分子結構之間的孔(毛細孔)。
在交聯結構的高分子基體(骨架)上,以化學鍵結合著許多交換基團。這些交換基團也是由兩部分組成:固定部分和活動部分。
交換基團中的固定部分被束縛在高分子的基體上,不能自由移動,所以稱為固定離子;交換基團的活動部分則是與固定離子以離子鍵結合的符號相反的離子,稱為反離子或可交換離子。反離子在溶液中可以離解成自由移動的離子,在一定條件下,它能與符號相同的其他反離子發生交換反應。
1、離子交換的選擇性定義:
離子交換劑對於某些離子顯示優先活性的性質。離子交換樹脂吸附各種離子的能力不一,有些離子易被交換樹脂吸附,但吸著後要置換下來就比較困難;而另一些離子很難被吸著,但被置換下來卻比較容易,這種性能稱為離子交換的選擇性。離子交換樹脂對水中不同離子的選擇性與樹脂的交聯度、交換基團、可交換離子的性質、水中離子的濃度和水的溫度等因素有關。
離子交換作用即溶液中的可交換離子與交換基團上的可交換離子發生交換。一般來說,離子交換樹脂對價數較高的離子的選擇性較大。對於同價離子,則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中,原子序數較大的離子其水合半徑較小,陽離子交換樹脂對其的選擇性較大。對於強酸性陽離子交換樹脂來說,它對一些離子的選擇性順序為:Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。離子交換反應是可逆反應,但是這種可逆反應並不是在均相溶液中進行的,而是在固態的樹脂和溶液的接觸界面間發生的。這種反應的可逆性使離子交換樹脂可以反復使用。
2、以001×7強酸陽離子交換樹脂為例說明:
001×7強酸陽離子交換樹脂是一種凝膠型離子交換樹脂,其內部的網狀結構中有無數四通八達的孔道,孔道裡面充滿了水分子,在孔道的一定部位上分布著可提供交換離子的交換基團。當原水當中的Ca2+,Mg2+等陽離子-擴散到樹脂的孔道中時,由於該樹脂對Ca2+,Mg2+等陽離子選擇性強於對H+的選擇性,所以H+就與進入樹脂孔道中的Ca2+,Mg2+等陽離子發生快速的交換反應,Ca2+,Mg2+等陽離子被固定到樹脂交換基團上面,被交換下來的H+向樹脂的孔道中-擴散,最終擴散到水中。
(1)邊界水膜內的擴散
水中的Ca2+,Mg2+等陽離子向樹脂顆粒表面遷移,並擴散通過樹脂表面的邊界水膜層,到達樹脂表面;
(2)交聯網孔內的擴散(或稱孔道擴散)
Ca2+,Mg2+等陽離子進入樹脂顆粒內部的交聯網孔,並進行擴散,到達交換點;
(03)離子交換
Ca2+,Mg2+等陽離子與樹脂基團上的可交換的H+進行交換反應;
(4)交聯網孔內的擴散
被交換下來的H+在樹脂內部交聯網孔中向樹脂表面擴散。
(5)邊界水膜內的擴散
最終擴散到水中。
鑒於離子交換樹脂反應的可逆性,反應後的樹脂通過處理,重新轉化為原來的離子交換樹脂,這樣又可以進入下一循環,其循環次數視所用樹脂類型不同而定。
❼ 影響離子交換樹脂再生的因素有哪些
影響離子交換樹脂再生的因素:
1.再生劑的純度:
再生劑的純度越高,樹脂的再專生度就越高,因此提高屬再生劑純度及運用軟化水溶液可提高再生度。
2.再生劑的用量:
從理論上來說,再生劑的用量應該與工作交換容量相當,但是恢復到一定的比例之後,再生程度很難提高,考慮到實用性,一般控制性能恢復程度為70~80%左右。
3.再生劑的流速:
樹脂在再生時,需要嚴格的控制流速,保證樹脂能夠反應充分,流速不能太快,防止樹脂反應不充分,降低了樹脂再生的效果。
4.再生液的溫度:
提高再生液的溫度,能夠有效的提高再生度,並且能夠去除樹脂中含有的鐵、銅等雜質,但是由於樹脂的熱穩定性,溫度一般在20-40℃之間。
5.樹脂層的高度:
流速對樹脂的再生影響比較大,一般情況下樹脂層高度在30英尺以上,流速對再生的影響能夠降到最低,所以一般樹脂層高度要高於30英尺。
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❽ 離子交換樹脂有哪幾種影響離子交換樹脂的因素有哪些
離子交換樹脂按性能可分為七類:
1.陽離子交換樹脂。這類樹脂的活性交換基團為酸性,它的陽離子可被溶液中的陽離子所交換。
2.陰離子交換樹脂。這類樹脂的活性交換基團為鹼性,它的陰離子可被溶液中的陰離子所交換。
3.螯合樹脂。這類樹脂特殊的活性基團,可與某些金屬離子形成螯合物,在交換過程中能選擇性地交換某些金屬離子,所以對化學分離又重要意義。
4.大孔樹脂。這類樹脂是在聚合時加入適當的致孔劑,使在網狀固化和鏈節單元形成的過程中,填墊惰性分子,預先留下孔道,它們不參與反應,在股價形成後提出致孔劑,留下永久孔道。
5.氧化還原樹脂。這類樹脂含可逆的氧化還原基團,可與溶液中離子發生電子轉移,主要用於氧化還原而不引入雜質,提高產品純度,除去溶液中溶解的氧氣。
6.萃淋樹脂。也稱萃取樹脂,使一種含有液態萃取劑的樹脂,是以苯乙烯-二乙烯苯為股價的大孔結構和有機萃取劑的共聚物,兼有離子交換法和萃取法的優點。
7.纖維交換劑。天然纖維素上的羥基進行酯化、磷酸化、羧基化後,可製成陽離子交換劑;經過胺化後製成陰離子交換劑。
參考資料:分析化學
❾ 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0.1mm,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.
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❿ 概述那些因素影響離子交換劑的工作交換容量,為什麼
概述那些因素影響源離子交換劑的工作交換容量,為什麼
水處理方面 離子交換劑 通常指的是離子交換樹脂 影響其工作交換率的原因通常是樹脂受污染,污染的原因有鐵污染 有機物污染等.原因是當樹脂受到高價離子污染時(如鐵離子等)這部分離子是無法用一般再生方法置換出來 導致部分受污染的樹脂失去置換能力 所以當污染步步加深的同時產生大量失效樹脂 影響制水量且會大量消耗再生液.解決方法有很多 請翻閱相關資料或聯系我.(鐵污染可用酒石胺等清洗樹脂)