❶ 如何預防樹脂層被污染
離子交換樹脂具有化學穩定性好、機械強度高、交換能力大等優點,因而在鍋爐用水處理及除鹽水、純凈水的生產中得到了廣泛的應用。但在使用過程中,常出現清洗水不斷增加,出水水質差,周期性制水量不斷下降,顏色變深,樹脂交換容量不斷下降等現象。根據以上現象,可認定為樹脂受到污染。如果不及時採取合理措施使其再生,就會造成樹脂失效,甚至報廢,影響正常生產。
筆者結合生產實踐,談談造成樹脂污染的原因、預防措施及處理方法。離子交換樹脂表面被有機物等雜質覆蓋或樹脂內部的交換孔道被堵塞而使樹脂的工作容量明顯降低,但樹脂結構無變化的現象叫樹脂的污染
1 污染原因分析
1.1有機物引起的污染有機物主要是存在天然水中的腐殖酸、相對分子量從500~5000的高分子化合物及多元有機羧酸等,這些物質在水中往往帶有負電,成為陰離子交換樹脂污染的主要物質。這類污染從COD的監測中可檢出。
1.2 油脂引起的污染水中往往含有油類物質,形成膜狀物,堵塞或包裹了樹脂的微孔,阻礙微孔中的活性集團進行離子交換。
1.3 膠體物質引起的污染水中膠體顆粒常帶負離子,使陰離子樹脂受到污染。膠體物質中以膠體硅對樹1脂的危害最大,它吸附並聚合在樹脂的表面上阻止交換。
1.4高價金屬離子引起的污染水中的高價金屬離子(如混凝劑中高價金屬離子的後移等),如Al+、Fe3+等擴散進入陽離子交換樹脂的內部,由於這些高價金屬離子的交換勢能高,與樹脂中的固定離子SO3-牢固結合形成Al(SO3)
3、Fe(SO3)3等,從而使這些固定離子失去作用,喪失了離子交換能力。
1.5 再生劑不純引起的污染再生劑往往混有很多雜質,如Fe3+、NaCI、Na2CO3等,對陰離子交換樹脂的影響最為嚴重。
2 污染鑒別方法
2.1 查看樹脂外觀發生污染的樹脂,從外觀上看,顏色由透明的黃色(陽離子樹脂)或乳白色(陰離子樹脂)明顯變深甚至成為黑色。
2.2 化驗指標陰床出水電導率逐漸增加,pH值逐漸下降(可低至5.4-5.7)。因為再生時未除去的有機物,在恢復運行時會游離出來而進入水中。
2.3 分析樹脂中的鐵含量由於鐵污染最為常見,可分析樹脂中的鐵含量,如果Fe<0.01%,沒有受到鐵污染;如果Fe>0.1%,表示受到嚴重污染。
2.4 浸泡檢驗用清水浸泡樹脂,觀察水面「顏色」,如果有「彩色」出現,說明受到油類物質的污染。 由於樹脂受污染的因素不是單獨存在的,往往是交叉互現,多種原因累積疊加,所以出現問題時,要進行全方位的檢查鑒別,防止顧此失彼;同時,在採取再生措施時,也應考慮全面,認真檢查各個環節,確保沒有紕漏。
3 防止污染的措施要防止樹脂遭受污染,必須控制好各項水處理工藝指標,層層把關,嚴格注意以下問題:
3.1 混凝劑的選擇要搞好混凝澄清處理,必須正確選擇混凝劑,並由實驗確定葯劑最佳投放量,防止鋁鹽、鐵鹽後移,嚴格控制砂濾器、活性炭過濾器出水中的濁度。Al3+、Fe3+要小於0.3 mol/L;化學需氧量COD小於1 mol/L。並通過活性炭過濾來吸附有機物質。
3.2 控制氯的含量搞好預處理的殺菌滅藻工作,控制好進入陽離子交換器前的余氯量。
3.3 防止再生劑被污染為了防止再生劑中的雜質對樹脂引起污染,除了選用優質的再生劑外,對再生劑的運輸和儲存過程中的容器要採取防腐措施,防止鐵銹、有機塗層脫落污染。
3.4 防止油污染對於可能接觸樹脂的壓縮空氣,要凈化除油,防止帶入油霧;對水源吸水口附近,防止油污染。3.5 吹吸樹脂定期用壓縮空氣吹洗樹脂,以除去懸浮物、有機物和鐵等。
4 再生處理方法雖然可以採用各種措施來防止樹脂受到污染,但經過一段時間運行後,樹脂有時還會受到污染,這是除鹽水處理中常見的,這時可採取以下方法對其進行再生
4.1 陰離子樹脂的再生實際生產中,陰離子樹脂最容易受污染,污染程度也最為嚴重。當陰離子樹脂受污染時,可用鹼性食鹽水進行處理,其操作參數要求見表1。
表1 陰離子再生操作參數指標編號項目參數值1食鹽水濃度10%2pH值103浸泡方式35-45;48h4循環流動方式流速2.6m/h;24h 鹼性食鹽水法處理過程中加入燒鹼可以增加腐殖酸之類物質的溶解度,並以NaCl與NaOH之比為5的配方來調節pH值為10,此法能除去95%以上的有機物質,如能適當加熱,效果更好。當嚴重污染時,在鹼性食鹽水的溶液中加入適量的次氯酸鈉(一般濃度小於0.5%),來氧化腐殖酸有機物,使其分解。
4.2 陽離子樹脂的再生如是陽離子樹脂受到污染,可用酸或食鹽水除去污染物,其操作參數要求見表2:表2 陽離子再生操作參數指標編號項目參數值再生液濃度10%HCI15% NaCI2浸泡方式8 h32 h3循環流動方式流速2m/h;4h流速2m/h;16h
4.3 受鐵質污染的樹脂再生當受到鐵雜質污染時,可採用鹽酸-食鹽-亞硫酸鈉再生法:將4%的鹽酸、4%的食鹽和0.08%的亞硫酸鈉混合液加入鐵中毒樹脂中充分浸泡。鹽酸與食鹽的作用同上。Na2SO3中的SO32-把Fe3+還原成Fe2+從而減少樹脂對Fe3+的結合,且反應生成的H+又能促進Fe2O3·xH2O的溶解,反應式為:SO32- + 2Fe3+ + H2O = SO42- + 2Fe3+ + 2H+ 最後再將氫鈉混合型樹脂轉化成鈉型樹脂即可投入使用。需要注意的是,Na2SO3的濃度應由實驗確定,一般其質量分數不應大於 0.1%,因為Na2SO3濃度過高,易產生SO2氣體,此外產生的SO42—濃度增大,會產生CaSO4沉澱。
❷ 什麼叫做移動床
移動床
流體和固體顆粒同時進入反應器,它們互相接觸,一面進行反應,一面顆粒移動,這種反應床層叫做移動床。
移動床原理
流動相在床層內通過循環泵不斷自下而上循環流動,而吸附劑顆粒依靠重力向下移動,與進料逆流接觸。床層中部連續進料,弱吸附組分從床層頂部流出,而強吸附組分在固定相作用下從床層底部流出,逐步完成吸附、精製和解吸的過程。
模擬移動床
是一種利用吸附原理進行液體分離操作的傳質設備。它是以逆流連續操作方式,通過變換固定床吸咐設備的物料進出口位置,產生相當於吸附劑連續向下移動,而物料連續向上移動的效果。這種設備的生產能力和分離效率比固定吸附床高,又可避免移動床吸附劑磨損、碎片或粉塵堵塞設備或管道以及固體顆粒縫間的溝流。
❸ 離子交換的基本原理和裝置運行方式
離子交換是利用固體離子交換劑中的離子與溶液中的離子進行交換的過程,廣泛應用於水處理等領域。以下是關於離子交換基本原理和裝置運行方式的詳細介紹:
1.1 離子交換的基本原理
在水處理中,主要採用離子交換樹脂和磺化煤進行離子交換。離子交換樹脂具有多種類型,包括凝膠型、大孔型和等孔型,以及苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等。根據交換基團的性質,可分為強酸型、弱酸型、強鹼型和弱鹼型。
離子交換樹脂由空間網狀結構骨架和活性基團構成。活性基團遇到水時會電離,分為固定離子和可交換離子。固定離子與骨架牢固結合,不能自由移動;可交換離子能在一定范圍內自由移動,並與其他同性離子進行交換反應。
此外,離子交換樹脂的基本性能包括外觀、交聯度、含水率、溶脹性、密度、交換容量、有效PH范圍、選擇性和離子交換平衡等。這些性能對樹脂的應用和性能評價具有重要意義。
1.2 離子交換裝置運行方式
離子交換裝置按運行方式不同,主要分為固定床和連續床。
固定床是離子交換裝置中最基本和常用的類型,其特點是交換與再生兩個過程均在交換器中進行。根據交換器內裝填樹脂種類及交換時樹脂在交換器中的位置不同,可分為單層床、雙層床和混合床。
連續床是為克服固定床缺點而開發的,主要包括移動床和流動床。移動床的特點是樹脂顆粒處於連續的循環運動過程中,樹脂用量可減少三分之一至二分之一,設備單位容積的處理水量還可得到提高。流動床是運行完全連續的離子交換系統,但在廢水處理中較少應用。
總之,離子交換技術在水處理等領域具有重要作用。了解其基本原理和裝置運行方式有助於提高離子交換效果,延長設備使用壽命。
除垢劑通常都是按比例直接加到水箱里。有試紙可以測驗濃度是否超標。軟水器我在裝載機上沒見過。就只見過水濾芯。
我沒買過鍋爐除垢劑 - -
❺ 成都力拓環保設備有限公司LTFN-全自動鈉離子交換器
成都力拓環保設備有限公司的LTFN系列全自動鈉離子交換器,以其高效節能的性能,為眾多工業和民用領域提供軟化水解決方案。該設備主要包括兩根交替工作的交換柱、多功能旋轉閥、微電腦控制器和兩個鹽罐,採用浮動滿式床工藝,陽離子樹脂確保了對原水的軟化效果。通過微電腦控制,實現液體流動方向和大小的精確切換,鹽罐內的再生劑溶液在稀釋後逆流再生,廢液則經旋轉閥排出,顯著節省了運行成本。
LTFN系列適用於廣泛的場合,包括工業蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、換熱器、中央空調和循環冷卻系統等。設備規格如下:流量范圍1至300m/h(可按需求定製),進水壓力0.15-0.35MPa,再生和交換流速分別為2-5m/h和30-60m/h,工作溫度5-45°C,鹽耗比1.2-1.5:1,自耗水率小於3%。出水殘硬控制在0.03mmol/L以下,電源為220V 50HZ,進水水質要求硬度不超過10mmol/L,懸浮物、余氯和鐵含量也有嚴格限制。
對於LTFN-H混床脫鹽系統,它採用陽、陰離子交換樹脂與惰性樹脂的混合,實現徹底的離子交換,脫鹽率極高。該混床可用於純水或超純水的制備。主要技術數據包括流量范圍1至450m/h,工作壓力0.15-0.40MPa,交換和再生流速分別為40-60m/h和3-5m/h,酸鹼耗比1.05~1.2:1,壓縮空氣壓力0.1-0.15MPa,樹脂類型為強酸強鹼混床,壓縮空氣流量2.0~3.0m/(m.s),自耗水率低至1~2%,出水電導率控制在0.1~0.2µs/cm,SiO2含量≤10µg/L,控制方式可選手動或PLC全自動控制,電壓為~380V 50HZ。
❻ 離子交換的基本原理和裝置運行方式
離子交換的基本原理和裝置運行方式
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,是一種屬於傳質分離過程的單元操作。離子交換是可逆的等當量交換反應。下面一起來了解一下離子交換的基本原理和裝置運行方式:
水處理中主要採用離子交換樹脂和磺化煤用於離子交換。其中離子交換樹脂應用廣泛,種類多,而磺化煤為兼有強酸型和弱酸型交換基團的陽離子交換劑。
離子交換樹脂按結構特徵,分為:凝膠型、大孔型和等孔型;
按樹脂母體種類,分為:苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;
按其交換基團性質,分為:強酸型、弱酸型、強鹼型和弱鹼型。
⑴離子交換樹脂的構造
是由空間網狀結構骨架(即母體)與附屬在骨架上的許多活性基團所構成的不溶性高分子化合物。活性基團遇水電離,分成兩部分:固定部分,仍與骨架牢固結合,不能自由移動,構成所謂固定離子,活動部分,能在一定范圍內自由移動,並與其周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應,稱為可交換離子。
⑵基本性能
①外觀
呈透明或半透明球形,顏色有乳白色、淡黃色、黃色、褐色、棕褐色等,
②交聯度
指交聯劑占樹脂原料總重量的百分數。對樹脂的許多性能例如交換容量、含水率、溶脹性、機械強度等有決定性影響,一般水處理中樹脂的交聯度為7%~10%.
③含水率
指每克濕樹脂所含水分的百分率,一般為50%,交聯度越大,孔隙越小,含水率越少。
④溶脹性
指干樹脂用水浸泡而體積變大的現象。一般來說,交聯度越小,活性基團越容易電離,可交換離子的水合離子半徑越大,則溶脹度越大;樹脂周圍溶液電解質濃度越高,樹脂溶脹率就越小。
在生產中應盡量保證離子交換器有長的工作周期,減少再生次數,以延長樹脂的使用壽命。
⑤密度
分為干真密度、濕真密度和濕視密度
⑥交換容量
是樹脂最重要的性能,是設計離子交換過程裝置時所必須的數據,定量地表示樹脂交換能力的大小。分為全交換容量和工作交換容量。
⑦有效PH范圍
由於樹脂的交換基團分為強酸強鹼和弱酸弱鹼,所以水的PH值對其電離會產生影響,影響其工作交換容量。弱鹼只能在酸性溶液中以及弱酸在鹼性溶液中有較高的交換能力。
⑧選擇性
即離子交換樹脂對水中某種離子能優先交換的性能。除與樹脂類型有關外,還與水中濕度和離子濃度有關。
⑨離子交換平衡
離子交換反應是可逆反應,服從質量作用定律和當量定律。經過一定時間,離子交換體系中固態的樹脂相和溶液相之間的離子交換反應達到平衡,其平衡常數也稱為離子交換選擇系數。降低反應生成物的濃度有利於交換反應的進行。
⑩離子交換速率
主要受離子交換過程中離子擴散過程的影響。
其他性能:如溶解性、機械強度和耐冷熱性等。離子交換樹脂理論上不溶於水,機械強度用年損耗百分數表示,一般要求小於3%~7%/年。另外,溫度對樹脂機械強度和交換能力有影響。溫度低則樹脂的機械強度下降,陽離子比陰離子耐熱性能好,鹽型比酸鹼型耐熱好。
⑶樹脂層離子交換過程
以離子交換柱中裝填鈉型樹脂,從上而下通以含有一定濃度鈣離子的硬水為例,以交換柱的深度為橫坐標,以樹脂的飽和度為縱坐標,可繪得某一時刻的飽和度曲線。就整個交換過程而言,樹脂層的變化可分為三個階段。
離子交換裝置按運行方式不同,分為固定床和連續床
⑴固定床的構造與壓力濾罐相似,是離子交換裝置中最基本的也是最常用的一種型式,其特點是交換與再生兩個過程均在交換器中進行,根據交換器內裝填樹脂種類及交換時樹脂在交換器中的.位置的不同,可分為單層床、雙層床和混合床。
單層床是在離子交換器中只裝填一種樹脂,如果裝填的是陽樹脂,稱為陽床;如果裝填的是陰樹脂,稱為陰床。
雙層床是離子交換器內按比例裝填強、弱兩種同性樹脂,由於強、弱兩種樹脂密度的不同,密度小的弱型樹脂在上,密度大的強型樹脂在下,在交換器內形成上下兩層。
混合床則是在交換器內均勻混雜的裝填陰、陽兩種樹脂,由於陰、陽樹脂混雜,因此原水流經樹脂層時,陰、陽兩種離子同時被樹脂所吸附,其產物氫離子和氫氧根離子又因反應生成水而得以降低,有利於交換反應進行的徹底,使得出水水質大大提高。但其缺點是再生的陰、陽樹脂很難徹底分層。於是又發明了三層混床新技術,保證在反洗時將陰、陽樹脂分隔開來。
根據固定床原水與再生液的流動方向,又分為兩種形式,原水與再生液分別從上而下以同一方向流經離子交換器的,稱為順流再生固定床,原水與再生液流向相反的,稱為逆流再生固定床。
順流再生固定床的構造簡單,運行方便,但存在幾個缺點:在通常生產條件下,即使再生劑單位耗量二至三倍於理論值,再生效果也不太理想;樹脂層上部再生程度高,而下部再生程度差;工作期間,原水中被去除的離子首先被上層樹脂所吸附,置換出來的反離子隨水流流經底層時,與未再生好的樹脂起逆交換反應,上一周期再生時未被洗脫出來的被去除的離子,作為泄漏離子出現在本周期的出水中,所以出水剩餘被去除的離子較大;而到了了工作後期,由於樹脂層下半部原先再生不好,交換能力低,難以吸附原水中所有被去除的離子,出水提前超出規定,導致交換器過早地失效,降低了工作效率。因此,順流再生固定床只選用於設備出水較小,原水被去除的離子和含鹽量較低的場合。
逆流再固定床的再生有兩種操作方式:一是水流向下流的方式,一是水流向上流的方式,逆流再生可以彌補順流再生的缺點,而且出水質量顯著提高,原水水質適用范圍擴大,對於硬度較高的水,仍能保證出水水質,所以目前採用該法較多。
總起來說,固定床有出水水質好等優點,但固定床離子交換器存在三個缺點:一是樹脂交換容量利用率低,二是在同設備中進行產水和再生工序,生產不連續,三是樹脂中的樹脂交換能力使用不均勻,上層的飽和程度高,下層的低。
為克服固定床的缺點,開發出了連續式離子交換設備,即連續床。
⑵連續床又分為移動床和流動床
移動床的特點是樹脂顆粒不是固定在交換器內,而是處於一種連續的循環運動過程中,樹脂用量可減少三分之一至二分之一,設備單位容積的處理水量還可得到提高,如雙塔移動床系統和三塔移動床系統。
流動床是運行完全連續的離子交換系統,但其操作管理復雜,廢水處理中較少應用。
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