Ⅰ 離子交換設備的離子交換設備
離子交換設備介紹
離子交換的基本原理:
採用離子交換方法,可以把水中陽、陰離子去除。以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應式:
1.陽離子交換柱:R-H+Na+=R–Na+H+2.陰離子交換柱:R–OH+Cl-=R–Cl+OH-
陽、陰離子交換柱串聯以後稱為復合床,其總的反應式:
R-H+R-OH+NaCl=R-Na+R-Cl+H2O
由此得出,水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物為H2O,故達到了去除水中鹽的作用。
3.混合離子交換柱(混床):將陽、陰床尚未交換的剩餘鹽類進一步除去,由於通過混合離子交換後進入水中的H+和OH-立即生成電離度很低(H2O),幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象,使交換反應進行得十分徹底,因而混合床的出水水質優於陽、陰離子交換柱串聯組成的復床所能達到的水質,能製取純度相當高的成品水。
4.離子交換設備是通過離子交換樹脂在電解質溶液中進行的,可去除水中的各種陰、陽離子,是制備高純水工藝流程中不可替代的手段。離子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。 當原水通過離子交換柱時,水中的陽離子和水中的陰離子(HCO-等離子)與交換柱中的陽樹脂的H+離子和陰樹脂的OH-離子進行交換,從而達到脫鹽的目的。陽、陰混柱的不同組合可使水質達到更高的要求。
應用領域:
1)水處理-離子交換設備
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產量的90%,用於水中的各種陰陽離子的去除。離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上,其次是原子能、半導體、電子工業等。
2)食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如:高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後,再經水解反應,產生葡萄糖與果糖,而後經離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。
3)制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。
4)合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼,同樣可進行上述反應,且優點更多。如樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環境,反應容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應而成,代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。
5)環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。
6)濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
Ⅱ 離子交換柱的工作原理是什麼
離子復交換柱的原理制
採用離子交換方法,可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除,以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達:
1、陽離子交換樹脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、陰離子交換樹脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物只有H2O,故達到了去除水中鹽的作用。
3、混合離子交換柱(混床):混床是裝陽、陰樹脂按一定比例(一般為1:2,以便陽、陰樹脂同時達到交換終點而同時再生)裝入混合柱而成,實際上它組合成了水中的H+和OH-立即生成電離度很小的水分子(H2O),幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象,故可以使交換反應進行得十分徹底,因而混合床的出水水質優於陽、陰床串聯組成的復床所能達到的水質,能製取純度相當高的成品水。
Ⅲ 離子交換器工作原理
離子交換器的工作原理是基於離子的交換過程。在運行時,陽樹脂(H-R)與陽離子(M+)結合,形成(M-R)和氫離子(H+),而陰樹脂(OH-R)與陰離子(X-)結合,生成(X-R)和氫氧根離子(OH-)。這個過程的逆過程即為樹脂的再生。
在離子交換除鹽水處理中,常見的是一級復床系統,由陽床和陰床組成。單元制系統中,陽床和陰床會同時再生當其中任意一方失效;而在母管制系統中,陽床與陽床或陰床與陰床並聯運行,失效時只需再生對應失效的交換器。
檢測和控制離子交換器的失效主要依據侍鄭樹脂層的保護層穿透。陽離子交換器通過監測鈉離子(Na+)的泄漏來判斷失效,因為Na+的吸附能力最弱;陰離子交換器則通過監測硅離子(HSiO3-)的泄漏,HSiO3-的吸附能力最弱。其反應方程分別描述了這兩個過程。
控制點和方法上,母管制系統的優勢在於能更高雹喚效地使用樹脂和提高出水能力。以成都生物製品研究所的純水站為例,該系統採用了母管制結構,通過單元失效控制策略,實現了對系統失效的有效管理。
至於出水水質,一級復床處理後的水,其電導率在25℃時低於10μS/cm,硅含量低於100μg/L,這表明系統的除鹽效果顯著,能滿足大部分應用需求。
離子交換器鈉離子交換器、陰陽床、混合床等種類。鈉離子交換器是源談凱用於去除水中鈣離子、鎂離子,製取軟化水的離子交換器。有機玻璃離子交換裝置耐腐蝕與無色透明、適用於食品、醫葯、製糖及電子工業小規模純水制備。
Ⅳ 化學水流程到 至除氧器,都經過哪些設備
化學車間水處理流程:化學生水箱→生水泵→
纖維過濾器
→清水箱→
清水泵
→
超濾裝置
→超濾水箱→超濾水泵→
保安過濾器
→加
阻垢劑
→RO
反滲透裝置
→淡水箱→
除碳器
→淡水泵→
陽床
→陰床→
混床
→除鹽水箱
除鹽水箱出來去汽機房:除鹽水泵→凝補水箱→大機
凝汽器
→
凝結水泵
→
軸封加熱器
→
低壓加熱器
→
除氧器
除氧器出口後續的還有:
給水泵
→高壓加熱器→
省煤器
Ⅳ 離子交換樹脂如何脫鹽
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂內作用環境中的容水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+ 進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
Ⅵ 離子交換設備的工作原理
抄離子交換系統是通過陰陽離子樹脂對水中的陰陽離子進行置換的處理工藝,離子交換設備中的陰陽離子交換樹脂按照不同的比例進行搭配,組成離子交換陽床系統、離子交換陰床系統和離子混床系統三種。混床系統是在反滲透處理工藝後用來製取超純水。離子交換設備採用離子交換方法,把水中的陰陽離子清除,用氯化鈉代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應方程式如下:
陽離子交換樹脂:R—H+Na+ R—Na+H+
陰離子交換樹脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應式為:
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
從而看出,水中的氯化鈉已分別被樹脂上的氫離子和氫氧根離子所取代,生成水,達到清除水中鹽的作用。
Ⅶ 離子交換器的工作原理
工作原理就是離子的交換。
運行時:陽樹脂(H-R)+(M+)-->:(M-R)+(H+)
陰樹脂(OH-R)+(X-)-->:(X-R)+(OH-)
其中M+為金屬離子,X-為陰離子。
再生過程為其逆過程。
離子交換器的失效控制
離子交換除鹽水處理最簡單的流程為 陽床-陰床 組成的一級復床除鹽系統。有的一級復床除鹽系統採用單元制,即每套一級復床除鹽系統包括 陽床、(除碳器)、陰床各一台,在離子交換除鹽運行過程中,無論是陽床還是陰床先失效,都是同時再生;還有的一級復床除鹽系統採用母管制,即陽床與陽床或陰床與陰床是並聯運行的,哪一台交換器失效就再生哪一台。
1 檢測和控制原理
強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序為:Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ;由此可知,水中金屬離子Na+被吸附的能力最弱,所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,H+.最後被其他陽離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是最下層的Na+;因此監督陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的;其反應方程為(A代表金屬陽離子,R為樹脂基團):
An+ +nRH=RnA+n H+
HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
強鹼性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為:SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力最弱,所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,OH-.被其他陰離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是最下層的HSiO3-;因此監督陰離子交換器失效是以漏硅為標準的;其反應方程為(B代表酸根陰離子,R為樹脂基團):
Bm- +mROH=RmB+mOH-
2 控制點和控制方法
由於母管制系統包含了單元制系統,而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸鹼消耗等優點,我們在研究中主要討論以這種結構為基礎的離子交換除鹽水處理系統。
以成都生物製品研究所蛋白分離車間純水站為例,該系統為母管制水處理系統,系統的結構為:砂濾-活性炭過濾-粗濾-陽床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐,系統產水能力為5 t/h,在系統的失效控制研究中,我們提出單元失效控制概念,也就是充分利用了母管制制水系統的優點對系統進行失效控制。
(1)RO對各有機溶質的去除率大於NF膜。(2)不同有機溶質的去除率不相同,有的甚至相差很大(例如,RO和NF膜對乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%,而對苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%)。
3 出水水質
原水經一級復床除鹽後,電導率(25℃)低於10μS/cm,水中硅含量低於100μg/L。
Ⅷ 陽床為什麼要設置在除鹽系統的前邊
反洗是將陽、陰、混床平時運行時經由上層樹脂的懸浮物反沖洗掉(假設運內行時水流是自上而容下的),一般在再生(陽床用鹽酸、陰床用氫氧化鈉、混床交替用鹽酸、氫氧化鈉)前需要將這些懸浮物沖洗去,防止影響使用酸、鹼的再生效率(這些懸浮物經運行後被壓縮的很緻密,反洗也可以松動這些懸浮物和陽、陰樹脂),而用除鹽水就能保證不污染樹脂,用其他水,例如自來水或原水(河水、井水)都會污染樹脂(等於在離子交換(工作狀態)),這樣會影響再生的質量(因為反洗一般是逆流方向,等於污染了下層樹脂,再生後運行時就會影響出水水質!),因此,一般均採用除鹽水進行反洗,也是保證再生質量的一步工序。