离子交换系统的工作过程是利用树脂的反应基交换原溶液中呈溶解状态的离子。运行一个周期后,用一定浓度的药剂溶液来再生树脂,以除去交换出来的离子。若再生不当,被交换出来的离子不能充分除去,从而使树脂交换容量下降,性能变差,且树脂交换能力难以恢复,造成离子交换运行周期缩短、水质变差、耗盐量增大。 阳离子交换树脂再生 按再生过程所处的状态可分为静态再生和动态再生,下面从反应中离子浓度的变化来分析。 静态再生过程。反应开始由于树脂中Ca2+、Mg2+浓度较大,反应速度最快,随着反应的进行,树脂中Ca2+、Mg2+的浓度以及盐溶液中Na+的浓度逐渐减小,反应速度随之减小;同时,随着溶液中Ca2+、Mg2+浓度的增大,二者与树脂中的Na+的可逆反应速度也随之增大,反应最终达到平衡状态。因此,树脂中残留有相当数量的Ca2+、Mg2+,致使再生反应进行不彻底。动态再生过程。再生液在树脂层中缓慢流动,与树脂接触的时间较长,当交换反应发生时,再生液中浓度较大的Na+,把树脂中的Ca2+、Mg2+交换出来后,Na+被吸附在树脂上,而交换出来的Ca2+、Mg2+则随着再生液的排出而排掉,不再与树脂中Na+发生反应,从而使树脂反应基中Ca2+、Mg2+的残留量达到最低,甚至接近于零,使反应更彻底。 阴离子交换树脂再生 再生用碱的质量对阴离子交换树脂的再生性能有很大的影响,国内很少采用高纯碱再生阴离子交换树脂.用高纯碱再生阴离子交换树脂的经验表明,不仅除盐水系统的周期制水量提高了16%,年再生费用也减少了约50%,同时电厂热力系统水汽品质还有了明显的改善.
❷ 离子交换树脂在使用过程中应该注意哪些问题
1.树脂对进水有一定的要求,具体的进水要求需要根据不同的型号来决定,一般使用说明上会说明,如果进水不能达到使用要求,会对树脂造成不可逆的伤害,通常会在树脂罐前面加入预处理装置。
2. 离子交换树脂内含有一定量地水份,在储运及应用过程中应保持这部分水份。如不慎树脂失水,应先用浓食盐水(约10%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接加水,以免树脂急剧膨胀而破碎。
3.树脂在装填之前,通常需要对树脂进行预处理,将运输、储存时的杂质去除,防止在使用时对树脂造成污染。
4.树脂装填时,不能直接用手接触,以免引起皮肤过敏,若直接用手接触,需要及时用清水冲洗干净。
5.树脂在使用中,要避免与金属、有机分子微生物、强氧化剂等接触,避免导致离子交换能力降低。
6. 离子交换树脂的使用温度不能超过使用说明上规定的温度,如果使用温度过高,树脂的性能可能会受到一定的影响,一般使用温度在20-30℃之间效果最佳。
7.树脂在使用时,应避免与油脂、微生物、有机物、金属离子等物质接触,这些物质过多会吸附在树脂上,将树脂的孔径堵塞,也就是我们常说的污染、中毒,树脂严重污染将无法继续使用。
8.树脂饱和之后,要及时的进行再生,再生之后不能使用自来水浸泡,要及时的用干净的水清洗干净。如果有条件的话,可以定期对树脂进行吹洗,能够有效的去除树脂表面的杂质。
9.树脂再生时使用的再生剂,如果有条件可以使用质量好一些的再生剂,一些劣质再生剂中含有大量的铁离子,铁离子会对树脂造成污染。
10.树脂再生时使用的方法非常重要,影响到树脂的再生交换容量,一般的树脂使用顺流再生即可,比较特殊的树脂可以采用逆流再生。
11.再生完之后的树脂需要进行检测,必须要达到产水标准才能够投入使用,在使用之前要保证树脂罐内没有再生时使用的化学物质残留。
❸ 离子交换树脂有哪几种影响离子交换树脂的因素有哪些
离子交换树脂的种类:
1.强酸性阳离子交换树脂
通常用于水软化和脱矿质应用。强酸性阳离子树脂是一种相对安全且成本有效的方法,用于去除水垢和硬度,例如钙和镁,因为它们可以用浓盐溶液如氯化钠盐水再生。当用氢气循环与硫酸或盐酸(HCl)作为再生剂时,强酸性阳离子树脂对脱矿质也非常有效。
2.弱酸性阳离子交换树脂
是脱碱应用的经济有效的选择,其中给水具有高比例的硬度与碱度。弱酸性阳离子树脂通过除去二价阳离子(例如钙)并根据工艺条件用氢/钠代替它来实现这一点。根据工艺需要,可以在离子交换过程之后进行脱气和pH调节。弱酸性阳离子树脂也是高盐度流软化的理想选择。
3.强碱阴离子交换树脂
有多种类型,必须对其特性进行称重,以确定最适合特定应用的树脂。离子交换树脂有利于二氧化硅的去除,特别是对于游离无机酸(FMA)含量低的物流。强碱阴离子交换树脂的其他优异用途包括去除铀。强碱阴离子交换树脂对于去除硝酸盐(NO 3)也是有效的,但如果进料水含有高浓度的硫酸盐,则过量的再生循环可能会影响效率。最后,强碱阴离子交换树脂能够与卤素结合。
4.弱碱阴离子交换树脂
对于不需要除去二氧化碳(CO 2)和/或二氧化硅(SiO 2)的去离子应用是有效的。弱碱阴离子交换树脂对酸吸收也有效,因为它们可以中和强无机酸。
5.螯合树脂
最常见的特种树脂类型,用于选择性去除某些金属,盐水软化和其他物质。特殊树脂官能团根据手头的应用而广泛变化,并且可包括硫醇,亚氨基二乙酸或氨基膦酸等。螯合树脂广泛用于稀释溶液中的金属浓缩和去除,例如钴(Co 2+)和汞(Hg 2+)。
6.抛光混床树脂
混合床单元由于流含量的波动而更容易受到树脂结垢和较差的系统功能的影响,因此通常在其他处理工艺的后端使用,使用抛光混床树脂制备纯水/超纯水。
❹ 关于离子交换树脂的介绍
离子交换树脂可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。
强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个 离子交换树脂
反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。 树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。 这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。
弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液 离子交换树脂
中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
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❻ 离子交换树脂灌肠的原理是什么
离子交换抄树脂原理
即是离子交换树袭把溶液中的盐分脱离出来的过程:
离子交换树脂作用环境中的水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中。
❼ 请给我介绍一下离子交换树脂
知识:离子交换树脂
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为
2R—SO3H+Ca2+ (R—SO3)2Ca+2H+
这也是硬水软化的原理。
阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为
R—N(CH3)3OH+Cl- R—N(CH3)3Cl+OH-
由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。
离子交换树脂的用途很广,主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。
❽ 离子交换树脂简介
lí zǐ jiāo huàn shù zhī
离子交换树脂是结构上带有可离子化基团的一类高分子。
离子交换现象早在18世纪中期就为汤普森(Thompson)所发现。直至1935年亚当斯(Aclams)和霍姆斯(Holmes)研究合成了具有离子交换功能的高分子材料,即第一批离子交换树脂——聚酚醛系强酸性阳离子交换树脂和聚苯胺醛系弱堿性阴离子交换树脂。离子交换树脂的大发展主要是在第二次世界大战以后。当时美国和英国一些公司成功地地合成了聚苯乙烯系阳离子交换树脂,在此基础上又陆续开发了交换容量高、物理化学稳定性好的其他聚苯乙烯系离子树脂,相继又开发了聚丙烯酸系阳离子树脂。
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为
2R—SO3H+Ca2+ (R—SO3)2Ca+2H
这也是硬水软化的原理。
阴离子交换树脂含有季胺基[N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NR′H)等堿性基团。它们在水中能生成OH离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为
R—N(CH3)3OH+Cl R—N(CH3)3Cl+OH
由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或堿进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。
❾ 离子交换柱的工作原理
离子交换柱的工作原理:
采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除。
以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、阴离子交换树脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
离子交换柱(ion exchange column)是用来进行离子交换反应的柱状压力容器。充填有离子交换树脂的细长管柱。可由玻璃、不锈钢、有机玻璃等不被所用的流动相腐蚀的材料制成。离子交换柱(混床)的分类:混床按再生方式分可分为体内再生混床、体外再生混床、阴树脂外移再生混床三种。
离子交换柱的分类:
混床按再生方式分可分为体内再生混床、体外再生混床、阴树脂外移再生混床三种。
1、体外再生混床适合小流量、对环保有严格要求的企业。但由于体外再生式混床配套设备多,操作复杂,现在已很少使用。
2、体内再生混床和阴树脂外移再生混床适合大流量,有专门的水处理操作人员及废水处理的场合。体内再生混床在运行及整个再生过程均在混床内进行,再生时树脂不移出设备以外,且阳、阴树脂同时再生,因此所需附属设备少,操作简便。
3、阴树脂外移再生混床:阴树脂外移再生式混合床及其配套的阴树脂再生柱基本构造与小型逆流再生固定床大致相同,阴树脂再生柱厚度较混合床小,所需的膨胀高度为树脂层高度的50%~60%,故再生柱可较低,但一般为统一起见做成与混合床相同。