陽(yáng)離子交換樹(shù)脂混床陰離子樹(shù)脂
陽(yáng)離子交換樹(shù)脂混床陰離子樹(shù)脂
陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂樹(shù)脂的貯存:
離子交換樹(shù)脂肪內(nèi)含有一定量的水份,在運(yùn)輸及貯存過(guò)程中應(yīng)盡量保持這部分水。如貯存過(guò)程中樹(shù)脂脫了水,應(yīng)先用濃食鹽水(-10%)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接放于水中,以免樹(shù)脂急劇膨脹而破碎。在長(zhǎng)期貯存中,強(qiáng)型樹(shù)脂應(yīng)轉(zhuǎn)變成鹽型,弱型樹(shù)脂可轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的氫型或游離堿型也可轉(zhuǎn)為鹽型,然后浸泡在潔凈的水中。樹(shù)脂在貯存或運(yùn)輸過(guò)程中,應(yīng)保持在5-40C的溫度環(huán)境中,避免過(guò)冷或過(guò)熱,影響質(zhì)量。若冬季沒(méi)有保溫設(shè)備時(shí),可將樹(shù)脂貯存在食鹽水中,食鹽水的溫度可根據(jù)氣溫而定。
新樹(shù)脂的預(yù)處理:
新樹(shù)脂常含有溶劑、未參加聚合反應(yīng)的物質(zhì)和少量低聚合物,還可能吸著鐵、鋁、銅等重金屬離子。當(dāng)樹(shù)脂與水、酸、堿或其他溶液相接觸時(shí),上述可溶性雜質(zhì)就會(huì)轉(zhuǎn)入溶液中,在使用初期污染出水水質(zhì)。所以,新樹(shù)脂在投運(yùn)前要進(jìn)行預(yù)處理。
陽(yáng)樹(shù)脂的預(yù)處理
陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理步驟如下:
首先使用飽和食鹽水,取其量約等于被處理樹(shù)脂體積的兩倍,將樹(shù)脂置于食鹽溶液中浸泡18-20小時(shí),然后放盡食鹽水,用清水漂洗凈,使排出水不帶黃色;其次再用2%-4%NaOH溶液,其量與上相同,在其中浸泡2-4小時(shí)(或作小流量清洗),放盡堿液后,沖洗樹(shù)脂直至排出水接近中性為止。后用5%HCL溶液,其量亦與上述相同,浸泡4-8小時(shí),放盡酸液,用清水漂流至中性待用。
陰樹(shù)脂的預(yù)處理
其預(yù)處理方法中的步與陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理方法中的步相同;而后用
5%HCL浸泡4-8小時(shí),然后放盡酸液,用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小時(shí)后,放盡堿液,用清水洗至中性待用。
陽(yáng)離子交換樹(shù)脂混床陰離子樹(shù)脂
復(fù)床樹(shù)脂與混床樹(shù)脂相比,其體外電再生器的區(qū)別在于:復(fù)床樹(shù)脂電再生器膜對(duì)構(gòu)成中增添了雙極膜,這相當(dāng)于在混床樹(shù)脂電再生室中間插了雙極膜,將其一分為二,一變?yōu)閺?fù)床中陽(yáng)床樹(shù)脂電再生室,另一變?yōu)閺?fù)床中陰床樹(shù)脂電再生室。
在直流電場(chǎng)作用下,水電離所產(chǎn)生的H+和OH-離子,分別進(jìn)入各自的陽(yáng)、陰離子再生室,與相應(yīng)的失效樹(shù)脂發(fā)生交換反應(yīng),使失效樹(shù)脂相應(yīng)轉(zhuǎn)化為H型和OH型,實(shí)現(xiàn)電再生。同時(shí),又避免發(fā)生對(duì)樹(shù)脂電再生過(guò)程有危害的副反應(yīng),因?yàn)閺?fù)床位于脫鹽系統(tǒng)的前端,失效陽(yáng)床樹(shù)脂除了吸著了水中所含的大部分離子外,還吸著了水中所含的全部Ca2+ 和Mg2+ 離子,如果將這種樹(shù)脂送入原來(lái)的混床電再生室中,那么電再生時(shí)水電離所生成的H+ 離子可與樹(shù)脂上所含Ca2+、Mg2+和Na+ 離子交換,交換下來(lái)的Ca2+和Mg2+離子就可能與水電離所生成的OH-離子發(fā)生反應(yīng),生成Ca(OH)2或Mg(OH)2沉淀,覆蓋在樹(shù)脂或膜的表面,堵塞孔道,影響后續(xù)的離子遷移、擴(kuò)散和交換過(guò)程,zui終使樹(shù)脂電再生難以持續(xù)下去。
所謂雙極膜是由陰離子交換樹(shù)脂層、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂層和中間界面親水層所組成,在直流電場(chǎng)的作用下,它能將水直接電離為H+和OH-離子,并受電場(chǎng)力作用形成彼此反向的離子流。因此將一張雙極膜插在原一個(gè)混床樹(shù)脂再生室中間,就可將其分成復(fù)床再生用陰、陽(yáng)床樹(shù)脂各自再生的兩個(gè)電再生室。只要將失效陽(yáng)床的陽(yáng)樹(shù)脂和失效陰床的陰樹(shù)脂,分別送入各自的陰、陽(yáng)樹(shù)脂體外電再生室,經(jīng)一定再生時(shí)間,就能獲得再生程度與酸堿化學(xué)再生相媲美的新鮮再生樹(shù)脂。
復(fù)床樹(shù)脂動(dòng)態(tài)體外電再生原理示意圖
1#陰膜;2#陽(yáng)膜;3#下部失效陽(yáng)樹(shù)脂;4#中部已部分再生的陽(yáng)樹(shù)脂;5#上部已再生陽(yáng)樹(shù)脂;6#雙極膜; 7#上部已再生陰樹(shù)脂;8#中部已部分再生的陰樹(shù)脂;9#下部失效陰樹(shù)脂。
【津達(dá)正通化工】樹(shù)脂的密度
樹(shù)脂密度分為干密度和濕密度。干密度是在溫度115℃真空干燥后的密度。
干真密度=干樹(shù)脂重/干樹(shù)脂顆粒的體積g/cm3
濕密度又分濕真密度和濕視密度。
(1)濕真密度一。是樹(shù)脂在水中充分膨脹后的質(zhì)量與自身所占體積(不含樹(shù)脂顆粒的空隙)的比值(g/ cm3,不同類型樹(shù)脂,濕真密度不同。
濕真密度=濕樹(shù)脂重/濕樹(shù)脂顆粒的體積g/cm3
即使同一類型的陽(yáng)樹(shù)脂或陰樹(shù)脂,由于所含交換離子種類不同,濕真密度大小也不相同,此值一般在1.04~1.3之間,陽(yáng)樹(shù)脂常比陰樹(shù)脂濕真密度大。
(2)濕視密度。濕視密度又稱堆積密度,是指樹(shù)脂在水中充分溶脹后,單位體積樹(shù)脂所具有的質(zhì)量。
濕視密度=濕樹(shù)脂質(zhì)量/濕樹(shù)脂的堆積體積g/cm3}
樹(shù)脂的密度與它的交聯(lián)度和交換基團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)。交聯(lián)度高的樹(shù)脂密度較高,強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性樹(shù)脂的密度高于弱酸或弱堿性,大孔型樹(shù)脂的密度則較低。例如,苯乙烯系凝膠型強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹(shù)脂的真密度為1. 26g/mL,視密度為0. 85g/mL;丙烯酸系凝膠型弱酸陽(yáng)離子樹(shù)脂的真密度為1. 19g/mL,視密度為0. 75g/mL。.
此值一般在0.60~0.85之間,實(shí)際采用濕視密度(堆積密度)來(lái)計(jì)算離子交換器內(nèi)填充樹(shù)脂的質(zhì)量。
樹(shù)脂的溶解性
離子交換樹(shù)脂應(yīng)為不溶性物質(zhì),但樹(shù)脂在合成過(guò)程中夾雜的聚合度較低的物質(zhì)及樹(shù)脂使用過(guò)程中受高溫影響或被氧化會(huì)化學(xué)降解而生成的物質(zhì),會(huì)在運(yùn)行時(shí)溶解出來(lái),稱為膠溶。交聯(lián)度較低和含活性基團(tuán)多的樹(shù)脂,溶解傾向較大。離子交換器剛投入運(yùn)行時(shí)發(fā)生出水帶色現(xiàn)象就是樹(shù)脂膠溶現(xiàn)象。
膨脹度
離子交換樹(shù)脂含有大量親水基團(tuán),與水接觸即吸水膨脹。溶液中電解質(zhì)濃度越大,樹(shù)脂內(nèi)外溶液的滲透壓差反而減小,樹(shù)脂的溶脹就小,所以對(duì)于“失水”的樹(shù)脂,應(yīng)將其先浸泡在飽和食鹽水中,使樹(shù)脂緩慢膨脹,不致破碎。當(dāng)樹(shù)脂中的離子變換時(shí),如陽(yáng)離子樹(shù)脂由H+轉(zhuǎn)為Na十,陰樹(shù)脂由C1-OH-轉(zhuǎn)為OH-,都因離子直徑增大而發(fā)生膨脹,增大樹(shù)脂的體積。通常,交聯(lián)度低的樹(shù)脂的膨脹度較大。在設(shè)計(jì)離子交換器本體高度與再生裝置及配水裝置時(shí),必須考慮樹(shù)脂的轉(zhuǎn)型膨脹率體積改變率(見(jiàn)表3-3、表3-4),以適應(yīng)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)樹(shù)脂層中的離子轉(zhuǎn)型發(fā)生的樹(shù)脂體積變化。樹(shù)脂轉(zhuǎn)型體積改變率越小越好,在浮動(dòng)床中這樣容易控制樹(shù)脂層裝填高樹(shù)脂層度及填床率,使落床、成床時(shí)樹(shù)脂層基本不亂。此外,對(duì)固定床的中排再生裝置設(shè)計(jì)有利。