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循环流动离子交换床

发布时间:2025-06-15 17:54:45

❶ 如何预防树脂层被污染

离子交换树脂具有化学稳定性好、机械强度高、交换能力大等优点,因而在锅炉用水处理及除盐水、纯净水的生产中得到了广泛的应用。但在使用过程中,常出现清洗水不断增加,出水水质差,周期性制水量不断下降,颜色变深,树脂交换容量不断下降等现象。根据以上现象,可认定为树脂受到污染。如果不及时采取合理措施使其再生,就会造成树脂失效,甚至报废,影响正常生产。

笔者结合生产实践,谈谈造成树脂污染的原因、预防措施及处理方法。离子交换树脂表面被有机物等杂质覆盖或树脂内部的交换孔道被堵塞而使树脂的工作容量明显降低,但树脂结构无变化的现象叫树脂的污染

1 污染原因分析

1.1有机物引起的污染有机物主要是存在天然水中的腐殖酸、相对分子量从500~5000的高分子化合物及多元有机羧酸等,这些物质在水中往往带有负电,成为阴离子交换树脂污染的主要物质。这类污染从COD的监测中可检出。

1.2 油脂引起的污染水中往往含有油类物质,形成膜状物,堵塞或包裹了树脂的微孔,阻碍微孔中的活性集团进行离子交换。

1.3 胶体物质引起的污染水中胶体颗粒常带负离子,使阴离子树脂受到污染。胶体物质中以胶体硅对树1脂的危害最大,它吸附并聚合在树脂的表面上阻止交换。

1.4高价金属离子引起的污染水中的高价金属离子(如混凝剂中高价金属离子的后移等),如Al+、Fe3+等扩散进入阳离子交换树脂的内部,由于这些高价金属离子的交换势能高,与树脂中的固定离子SO3-牢固结合形成Al(SO3)

3、Fe(SO3)3等,从而使这些固定离子失去作用,丧失了离子交换能力。

1.5 再生剂不纯引起的污染再生剂往往混有很多杂质,如Fe3+、NaCI、Na2CO3等,对阴离子交换树脂的影响最为严重。

2 污染鉴别方法

2.1 查看树脂外观发生污染的树脂,从外观上看,颜色由透明的黄色(阳离子树脂)或乳白色(阴离子树脂)明显变深甚至成为黑色。

2.2 化验指标阴床出水电导率逐渐增加,pH值逐渐下降(可低至5.4-5.7)。因为再生时未除去的有机物,在恢复运行时会游离出来而进入水中。

2.3 分析树脂中的铁含量由于铁污染最为常见,可分析树脂中的铁含量,如果Fe<0.01%,没有受到铁污染;如果Fe>0.1%,表示受到严重污染。

2.4 浸泡检验用清水浸泡树脂,观察水面“颜色”,如果有“彩色”出现,说明受到油类物质的污染。 由于树脂受污染的因素不是单独存在的,往往是交叉互现,多种原因累积叠加,所以出现问题时,要进行全方位的检查鉴别,防止顾此失彼;同时,在采取再生措施时,也应考虑全面,认真检查各个环节,确保没有纰漏。

3 防止污染的措施要防止树脂遭受污染,必须控制好各项水处理工艺指标,层层把关,严格注意以下问题:

3.1 混凝剂的选择要搞好混凝澄清处理,必须正确选择混凝剂,并由实验确定药剂最佳投放量,防止铝盐、铁盐后移,严格控制砂滤器、活性炭过滤器出水中的浊度。Al3+、Fe3+要小于0.3 mol/L;化学需氧量COD小于1 mol/L。并通过活性炭过滤来吸附有机物质。

3.2 控制氯的含量搞好预处理的杀菌灭藻工作,控制好进入阳离子交换器前的余氯量。

3.3 防止再生剂被污染为了防止再生剂中的杂质对树脂引起污染,除了选用优质的再生剂外,对再生剂的运输和储存过程中的容器要采取防腐措施,防止铁锈、有机涂层脱落污染。

3.4 防止油污染对于可能接触树脂的压缩空气,要净化除油,防止带入油雾;对水源吸水口附近,防止油污染。3.5 吹吸树脂定期用压缩空气吹洗树脂,以除去悬浮物、有机物和铁等。

4 再生处理方法虽然可以采用各种措施来防止树脂受到污染,但经过一段时间运行后,树脂有时还会受到污染,这是除盐水处理中常见的,这时可采取以下方法对其进行再生

4.1 阴离子树脂的再生实际生产中,阴离子树脂最容易受污染,污染程度也最为严重。当阴离子树脂受污染时,可用碱性食盐水进行处理,其操作参数要求见表1。

表1 阴离子再生操作参数指标编号项目参数值1食盐水浓度10%2pH值103浸泡方式35-45;48h4循环流动方式流速2.6m/h;24h 碱性食盐水法处理过程中加入烧碱可以增加腐殖酸之类物质的溶解度,并以NaCl与NaOH之比为5的配方来调节pH值为10,此法能除去95%以上的有机物质,如能适当加热,效果更好。当严重污染时,在碱性食盐水的溶液中加入适量的次氯酸钠(一般浓度小于0.5%),来氧化腐殖酸有机物,使其分解。

4.2 阳离子树脂的再生如是阳离子树脂受到污染,可用酸或食盐水除去污染物,其操作参数要求见表2:表2 阳离子再生操作参数指标编号项目参数值再生液浓度10%HCI15% NaCI2浸泡方式8 h32 h3循环流动方式流速2m/h;4h流速2m/h;16h

4.3 受铁质污染的树脂再生当受到铁杂质污染时,可采用盐酸-食盐-亚硫酸钠再生法:将4%的盐酸、4%的食盐和0.08%的亚硫酸钠混合液加入铁中毒树脂中充分浸泡。盐酸与食盐的作用同上。Na2SO3中的SO32-把Fe3+还原成Fe2+从而减少树脂对Fe3+的结合,且反应生成的H+又能促进Fe2O3·xH2O的溶解,反应式为:SO32- + 2Fe3+ + H2O = SO42- + 2Fe3+ + 2H+ 最后再将氢钠混合型树脂转化成钠型树脂即可投入使用。需要注意的是,Na2SO3的浓度应由实验确定,一般其质量分数不应大于 0.1%,因为Na2SO3浓度过高,易产生SO2气体,此外产生的SO42—浓度增大,会产生CaSO4沉淀。

❷ 什么叫做移动床

移动床
流体和固体颗粒同时进入反应器,它们互相接触,一面进行反应,一面颗粒移动,这种反应床层叫做移动床。
移动床原理
流动相在床层内通过循环泵不断自下而上循环流动,而吸附剂颗粒依靠重力向下移动,与进料逆流接触。床层中部连续进料,弱吸附组分从床层顶部流出,而强吸附组分在固定相作用下从床层底部流出,逐步完成吸附、精制和解吸的过程。

模拟移动床
是一种利用吸附原理进行液体分离操作的传质设备。它是以逆流连续操作方式,通过变换固定床吸咐设备的物料进出口位置,产生相当于吸附剂连续向下移动,而物料连续向上移动的效果。这种设备的生产能力和分离效率比固定吸附床高,又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流。

❸ 离子交换的基本原理和装置运行方式

离子交换是利用固体离子交换剂中的离子与溶液中的离子进行交换的过程,广泛应用于水处理等领域。以下是关于离子交换基本原理和装置运行方式的详细介绍:
1.1 离子交换的基本原理
在水处理中,主要采用离子交换树脂和磺化煤进行离子交换。离子交换树脂具有多种类型,包括凝胶型、大孔型和等孔型,以及苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等。根据交换基团的性质,可分为强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。
离子交换树脂由空间网状结构骨架和活性基团构成。活性基团遇到水时会电离,分为固定离子和可交换离子。固定离子与骨架牢固结合,不能自由移动;可交换离子能在一定范围内自由移动,并与其他同性离子进行交换反应。
此外,离子交换树脂的基本性能包括外观、交联度、含水率、溶胀性、密度、交换容量、有效PH范围、选择性和离子交换平衡等。这些性能对树脂的应用和性能评价具有重要意义。
1.2 离子交换装置运行方式
离子交换装置按运行方式不同,主要分为固定床和连续床。
固定床是离子交换装置中最基本和常用的类型,其特点是交换与再生两个过程均在交换器中进行。根据交换器内装填树脂种类及交换时树脂在交换器中的位置不同,可分为单层床、双层床和混合床。
连续床是为克服固定床缺点而开发的,主要包括移动床和流动床。移动床的特点是树脂颗粒处于连续的循环运动过程中,树脂用量可减少三分之一至二分之一,设备单位容积的处理水量还可得到提高。流动床是运行完全连续的离子交换系统,但在废水处理中较少应用。
总之,离子交换技术在水处理等领域具有重要作用。了解其基本原理和装置运行方式有助于提高离子交换效果,延长设备使用寿命。

软水器和除垢剂的作用分别是什么

除垢剂通常都是按比例直接加到水箱里。有试纸可以测验浓度是否超标。软水器我在装载机上没见过。就只见过水滤芯
我没买过锅炉除垢剂 - -

❺ 成都力拓环保设备有限公司LTFN-全自动钠离子交换器

成都力拓环保设备有限公司的LTFN系列全自动钠离子交换器,以其高效节能的性能,为众多工业和民用领域提供软化水解决方案。该设备主要包括两根交替工作的交换柱、多功能旋转阀、微电脑控制器和两个盐罐,采用浮动满式床工艺,阳离子树脂确保了对原水的软化效果。通过微电脑控制,实现液体流动方向和大小的精确切换,盐罐内的再生剂溶液在稀释后逆流再生,废液则经旋转阀排出,显著节省了运行成本。

LTFN系列适用于广泛的场合,包括工业蒸汽锅炉、热水锅炉、换热器、中央空调和循环冷却系统等。设备规格如下:流量范围1至300m/h(可按需求定制),进水压力0.15-0.35MPa,再生和交换流速分别为2-5m/h和30-60m/h,工作温度5-45°C,盐耗比1.2-1.5:1,自耗水率小于3%。出水残硬控制在0.03mmol/L以下,电源为220V 50HZ,进水水质要求硬度不超过10mmol/L,悬浮物、余氯和铁含量也有严格限制。

对于LTFN-H混床脱盐系统,它采用阳、阴离子交换树脂与惰性树脂的混合,实现彻底的离子交换,脱盐率极高。该混床可用于纯水或超纯水的制备。主要技术数据包括流量范围1至450m/h,工作压力0.15-0.40MPa,交换和再生流速分别为40-60m/h和3-5m/h,酸碱耗比1.05~1.2:1,压缩空气压力0.1-0.15MPa,树脂类型为强酸强碱混床,压缩空气流量2.0~3.0m/(m.s),自耗水率低至1~2%,出水电导率控制在0.1~0.2µs/cm,SiO2含量≤10µg/L,控制方式可选手动或PLC全自动控制,电压为~380V 50HZ。

❻ 离子交换的基本原理和装置运行方式

离子交换的基本原理和装置运行方式

借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。下面一起来了解一下离子交换的基本原理和装置运行方式:

1.1离子交换的基本原理

水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。其中离子交换树脂应用广泛,种类多,而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。

离子交换树脂按结构特征,分为:凝胶型、大孔型和等孔型;

按树脂母体种类,分为:苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;

按其交换基团性质,分为:强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。

⑴离子交换树脂的构造

是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离,分成两部分:固定部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移动,构成所谓固定离子,活动部分,能在一定范围内自由移动,并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应,称为可交换离子。

⑵基本性能

①外观

呈透明或半透明球形,颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等,

②交联度

指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响,一般水处理中树脂的交联度为7%~10%.

③含水率

指每克湿树脂所含水分的百分率,一般为50%,交联度越大,孔隙越小,含水率越少。

④溶胀性

指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说,交联度越小,活性基团越容易电离,可交换离子的水合离子半径越大,则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高,树脂溶胀率就越小。

在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期,减少再生次数,以延长树脂的使用寿命。

⑤密度

分为干真密度、湿真密度和湿视密度

⑥交换容量

是树脂最重要的性能,是设计离子交换过程装置时所必须的数据,定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容量。

⑦有效PH范围

由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱,所以水的PH值对其电离会产生影响,影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。

⑧选择性

即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外,还与水中湿度和离子浓度有关。

⑨离子交换平衡

离子交换反应是可逆反应,服从质量作用定律和当量定律。经过一定时间,离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到平衡,其平衡常数也称为离子交换选择系数。降低反应生成物的浓度有利于交换反应的进行。

⑩离子交换速率

主要受离子交换过程中离子扩散过程的影响。

其他性能:如溶解性、机械强度和耐冷热性等。离子交换树脂理论上不溶于水,机械强度用年损耗百分数表示,一般要求小于3%~7%/年。另外,温度对树脂机械强度和交换能力有影响。温度低则树脂的机械强度下降,阳离子比阴离子耐热性能好,盐型比酸碱型耐热好。

⑶树脂层离子交换过程

以离子交换柱中装填钠型树脂,从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例,以交换柱的深度为横坐标,以树脂的饱和度为纵坐标,可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言,树脂层的变化可分为三个阶段。

1.2离子交换装置运行方式

离子交换装置按运行方式不同,分为固定床和连续床

⑴固定床的构造与压力滤罐相似,是离子交换装置中最基本的也是最常用的一种型式,其特点是交换与再生两个过程均在交换器中进行,根据交换器内装填树脂种类及交换时树脂在交换器中的.位置的不同,可分为单层床、双层床和混合床。

单层床是在离子交换器中只装填一种树脂,如果装填的是阳树脂,称为阳床;如果装填的是阴树脂,称为阴床。

双层床是离子交换器内按比例装填强、弱两种同性树脂,由于强、弱两种树脂密度的不同,密度小的弱型树脂在上,密度大的强型树脂在下,在交换器内形成上下两层。

混合床则是在交换器内均匀混杂的装填阴、阳两种树脂,由于阴、阳树脂混杂,因此原水流经树脂层时,阴、阳两种离子同时被树脂所吸附,其产物氢离子和氢氧根离子又因反应生成水而得以降低,有利于交换反应进行的彻底,使得出水水质大大提高。但其缺点是再生的阴、阳树脂很难彻底分层。于是又发明了三层混床新技术,保证在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。

根据固定床原水与再生液的流动方向,又分为两种形式,原水与再生液分别从上而下以同一方向流经离子交换器的,称为顺流再生固定床,原水与再生液流向相反的,称为逆流再生固定床。

顺流再生固定床的构造简单,运行方便,但存在几个缺点:在通常生产条件下,即使再生剂单位耗量二至三倍于理论值,再生效果也不太理想;树脂层上部再生程度高,而下部再生程度差;工作期间,原水中被去除的离子首先被上层树脂所吸附,置换出来的反离子随水流流经底层时,与未再生好的树脂起逆交换反应,上一周期再生时未被洗脱出来的被去除的离子,作为泄漏离子出现在本周期的出水中,所以出水剩余被去除的离子较大;而到了了工作后期,由于树脂层下半部原先再生不好,交换能力低,难以吸附原水中所有被去除的离子,出水提前超出规定,导致交换器过早地失效,降低了工作效率。因此,顺流再生固定床只选用于设备出水较小,原水被去除的离子和含盐量较低的场合。

逆流再固定床的再生有两种操作方式:一是水流向下流的方式,一是水流向上流的方式,逆流再生可以弥补顺流再生的缺点,而且出水质量显著提高,原水水质适用范围扩大,对于硬度较高的水,仍能保证出水水质,所以目前采用该法较多。

总起来说,固定床有出水水质好等优点,但固定床离子交换器存在三个缺点:一是树脂交换容量利用率低,二是在同设备中进行产水和再生工序,生产不连续,三是树脂中的树脂交换能力使用不均匀,上层的饱和程度高,下层的低。

为克服固定床的缺点,开发出了连续式离子交换设备,即连续床。

⑵连续床又分为移动床和流动床

移动床的特点是树脂颗粒不是固定在交换器内,而是处于一种连续的循环运动过程中,树脂用量可减少三分之一至二分之一,设备单位容积的处理水量还可得到提高,如双塔移动床系统和三塔移动床系统。

流动床是运行完全连续的离子交换系统,但其操作管理复杂,废水处理中较少应用。

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