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鍋爐軟水樹(shù)脂國(guó)標(biāo)離子樹(shù)脂批發(fā)廠家

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。

鍋爐軟水樹(shù)脂國(guó)標(biāo)離子樹(shù)脂批發(fā)廠家 陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂預(yù)處理步驟　　離子交換樹(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、銅、鋁等金屬離子，當(dāng)樹(shù)脂與不、酸或其它溶液相接觸時(shí)，上述可溶性雜質(zhì)，就會(huì)轉(zhuǎn)入溶液中，在使用初期，污染出水的水質(zhì)。所以，新樹(shù)脂使用前要在離子交換設(shè)備中做好預(yù)處理。
　　1、陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理步驟：
　　首先使飽和食鹽水，取其量約等于被處理樹(shù)脂體積的3倍，將樹(shù)脂置于食鹽溶液中浸泡18-20小時(shí)，然后放凈食鹽水，用清水漂洗，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)(或作小容量清洗)，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，其量要與上述相同，浸泡4-8小時(shí)，放盡酸液，用清水漂洗至中性。
　　2、陰樹(shù)脂的預(yù)處理：
　　其處理方法中步與陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理的步相同，后用5%HCl浸泡4-8小時(shí)，然后放盡酸液，用水清洗至中性;后使用2%-4%NaoH溶液浸泡4-8小時(shí)后，放盡堿液，用清水洗至中性。
離子交換樹(shù)脂的使用壽命 上一篇：陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂再生方法

陽(yáng)離子交換樹(shù)脂鐵中毒的復(fù)蘇研究　　目前，工業(yè)鍋爐上用于降低給水硬度的津達(dá)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂普遍存在著“鐵中毒”現(xiàn)象，除去樹(shù)脂中鐵的操作稱為“復(fù)蘇”或“”，實(shí)際生產(chǎn)中常用的復(fù)蘇方法是用高濃度的鹽酸浸泡樹(shù)脂。不過(guò)這種方法存在著一個(gè)突出問(wèn)題，這就是HCl對(duì)軟化 器的腐蝕。筆者對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了試驗(yàn)研究，采用了還原復(fù)蘇法，并在基于均勻設(shè)計(jì)和回歸分析的基礎(chǔ)上對(duì)復(fù)蘇劑配方中的各影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的研究，通過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)取得了較好的效果。
　　1 試驗(yàn)部分
　　1.1 不同中毒程度津達(dá)陰陽(yáng)離子樹(shù)脂制備
　　在實(shí)際生產(chǎn)中，由于樹(shù)脂受鐵離子污染的程度不同，所需要的復(fù)蘇條件亦不同，為了模擬這一情況，筆者制備了不同中毒程度的樹(shù)脂，方法如下：
　?、僦苽?ldquo;全鐵型(R3Fe)”、“全鈣型(R2Ca)”和“全鎂型(R2Mg)”樹(shù)脂：分別用過(guò)量的FeCl3、CaCl2，MgSO4溶液將津達(dá)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂*轉(zhuǎn)型,使其變成單一交換基團(tuán)樹(shù)脂。
　?、谂渲畦F中毒樹(shù)脂：用上述3種樹(shù)脂按一定比例配制失效的鐵中毒樹(shù)脂。該樹(shù)脂中，R3Fe所占摩爾分?jǐn)?shù)X1根據(jù)中毒程度而取不同的值，R2Ca和R2Mg兩種樹(shù)脂的摩爾分?jǐn)?shù)為1-X1，且R2Ca和R2Mg的交換基團(tuán)的物質(zhì)的量比固定為3：1。
　?、壑苽涫?shù)脂層：將3種樹(shù)脂混合均勻，直接裝入交換柱中備用。為了敘述方便，本文又稱X1為中毒率。
　　1.2 不同中毒程度津達(dá)陰陽(yáng)離子樹(shù)脂工作交換容量損失率
　　對(duì)不同中毒程度的樹(shù)脂在交換柱中進(jìn)行再生與運(yùn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)條件如下：
　?、僭偕鷹l件：再生方式為順流再生;再生液為5%NaCl;再生流速4m/h;再生劑耗量為150g/mol;水溫為15℃.
　?、谶\(yùn)行條件：正洗流速12m/h;進(jìn)水水質(zhì)硬度5.29mmol/L;運(yùn)行流速12m/h;水溫為15℃;運(yùn)行失效終點(diǎn)：硬度為40μmol/L。
　　在上述條件下獲得的試驗(yàn)結(jié)果如表1。
表1　 工作交換容量損失率試驗(yàn)
X1/%
Y1/L
Y2/(mol·m-3)
η/%
0
6.60
645.91
0
10
6.48
634.58
1.75
20
5.77
555.37
14.02
22
5.63
545.06
15.61
25
5.50
537.99
16.71
28
5.48
536.64
16.92
30
5.36
523.88
18.89
35
4.47
437.02
32.34
40
4.02
293.06
39.15
45
3.78
368.74
42.92
50
2.93
286.25
55.68
　　注：Y1為周期制水量;Y2為工作交換容量。
　　表1中，工作交換容量損失率(η)定義為受到污染的樹(shù)脂(即X1>0%)減少的工作交換容量占未受到污染的樹(shù)脂(即X1=0%)的工作交換容量的百分率。為了敘述方便，本文以下部分將樹(shù)脂的工交換容量簡(jiǎn)稱為工交?？紤]到由人工配制的樹(shù)脂層態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定工況需要幾個(gè)過(guò)渡的運(yùn)行周期，故取第3，4運(yùn)行周期制水量的平均值h作為評(píng)價(jià)鐵中毒對(duì)樹(shù)脂性能影響的依據(jù)。
　　由表1可見(jiàn)，隨著鐵中毒程度的加重，即隨著X1增加，樹(shù)脂的工交不斷下降，當(dāng)X1為50%時(shí)，工交損失率(η)高達(dá)55.68%;試驗(yàn)中同時(shí)觀察到隨著X1增加，整個(gè)樹(shù)脂層顏色逐漸加深。
　　2 樹(shù)脂復(fù)蘇試驗(yàn)
　　2.1 鹽酸復(fù)蘇法
　　根據(jù)復(fù)蘇工藝的特點(diǎn)，在溫度為30℃的條件下用不同濃度的鹽酸對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行了復(fù)蘇。個(gè)體復(fù)蘇過(guò)程：先將“鐵中毒”的樹(shù)脂浸泡在一倍樹(shù)脂體積的復(fù)蘇液中1.5h，然后用剩余的復(fù)蘇液以3m/h的流速通過(guò)樹(shù)脂層，復(fù)蘇后用除鹽水將樹(shù)脂層沖洗至中性，隨后進(jìn)行的再生和運(yùn)行過(guò)程與本文中的1.2節(jié)相同。試驗(yàn)中考慮4個(gè)影響因素，分別記作X1，X2，X3，X4，如表2。其中，X2為鹽酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%;X3為鹽酸溶液浸泡樹(shù)脂的時(shí)間，h;X4為所用鹽酸溶液的體積相當(dāng)于樹(shù)脂層體積的倍數(shù)。X1-X3各取10個(gè)水平，X4取5個(gè)水平。
　　試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用方開(kāi)泰提出的均勻設(shè)計(jì)方法[1]。
　　本試驗(yàn)采用U10(103×5)的混合水平表，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
表2　 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
X1
X2
X3
X4
YI/L
Y2/(mol·m-3)
1
10
5
7.5
5
6.52
639.17
2
20
6.5
6
4.5
5.75
560.98
3
22
8
4.5
4
5.72
561.41
4
25
4
8.5
3.5
5.46
535.16
5
28
5.5
7
3
5.51
540.12
6
30
7
5.5
5
5.44
533.98
7
35
8.5
4
4.5
4.32
421.87
8
40
4.5
8
4
4.73
462.05
9
45
6
6.5
3.5
4.36
428.64
10
50
7.5
5
3
4.43
432.29
　　對(duì)比表1和表2的試驗(yàn)結(jié)果可知，鹽酸復(fù)蘇對(duì)輕度鐵中毒樹(shù)脂(如中毒率在10%以下)有效，而中毒程度較大的樹(shù)脂復(fù)蘇收效不大。
　　2.2 還原復(fù)蘇法
　　2.2.1 還原復(fù)蘇法的原理
　　傳統(tǒng)的樹(shù)脂復(fù)蘇法是采用H+或Na+把樹(shù)脂上的Fe3+置換下來(lái)，但是由強(qiáng)酸性氫離子交換樹(shù)脂的選擇性系數(shù)可知，F(xiàn)e3+的選擇性系數(shù)要遠(yuǎn)大于Na+和H+的選擇性系數(shù)。因此這樣的交換是比較困難的。還原復(fù)蘇法的基本原理就是設(shè)法將樹(shù)脂上以離子態(tài)存在的Fe3+還原成較易溶解的Fe2+，而后者與津達(dá)A600樹(shù)脂的親和力就比前者與樹(shù)脂的親和力小[2]，這樣就使得將Fe3+從樹(shù)脂上交換下來(lái)變得比較容易，從而可以減少再生劑用量，降低再生液濃度，縮短再生時(shí)間。通過(guò)試驗(yàn)，篩選出理想的還原劑為Na2SO3，它與三價(jià)鐵的氧化還原反應(yīng)過(guò)程示意如下：
　　2Fe3+ + SO32- + H2O → 2Fe2+ + SO42- + 2H+
　　這一反應(yīng)進(jìn)行的比較*，部分Fe2+還會(huì)進(jìn)一步被Na2S03中的Na+置換并且此過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀。筆者將一定濃度的鹽酸和NaCl與Na2S03進(jìn)行復(fù)配，利用鹽酸對(duì)Fe3+的溶解作用和NaCl中Na+離子的置換作用對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行了復(fù)蘇，取得了良好的效果。試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用了均勻設(shè)計(jì)表U20(46)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，復(fù)蘇工藝和本文中的第2.1節(jié)中鹽酸作為復(fù)蘇劑的復(fù)蘇工藝相同。表3中：X3為Na2S03溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%;X4為NaCl溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%;X5為復(fù)蘇液體總體積相當(dāng)于樹(shù)脂層總體積的倍數(shù);X6為復(fù)蘇液中鹽酸，NaCl,Na2SO33種溶液的體積比。X1-X6各取4個(gè)水平。Y1，Y2分別為復(fù)蘇前后樹(shù)脂的工交，mol/m3;Y3為工交恢復(fù)率即污染樹(shù)脂復(fù)蘇后的工交占未受到污染樹(shù)脂工交的百分比，%。
表3還原復(fù)蘇法試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果
編號(hào)
X1
X2
X3
X4
X5
X7
X8
X6
Y1
Y2
Y3
1
30
3
4
6
4
0.43
0.28
1.5：1：1
523
598
92.58
2
50
5
6
4
4
0.43
0.28
1.5：1：1
286
592
91.65
3
50
4
7
6
7
0.50
0.25
2：1：1
286
495
76.64
4
40
3
6
7
7
0.43
0.28
1.5：1：1
393
615
95.22
5
20
4
6
7
5
0.33
0.33
1：1：1
555
644
99.70
6
20
6
7
5
6
0.43
0.28
1.5：1：1
555
599
92.73
7
30
6
6
6
7
0.62
0.12
2.5：1：0.5
523
605
93.67
8
30
5
7
7
4
0.50
0.25
2：1：1
523
597
92.43
9
20
5
4
6
7
0.43
0.28
1.5：1：1
555
610
94.44
10
20
4
6
5
4
0.62
0.12
2.5：1：0.5
555
596
92.27
11
40
3
7
5
5
0.33
0.33
1：1：1
393
603
93.37
12
20
3
5
4
6
0.50
0.25
2：1：1
555
600
92.30
13
40
6
5
6
4
0.33
0.33
1：1：1
393
615
95.21
14
30
6
4
4
5
0.50
0.25
2：1：1
523
606
93.82
15
50
5
4
5
6
0.33
0.33
1：1：1
286
490
75.86
16
50
3
5
5
5
0.62
0.12
2.5：1：0.5
286
604
93.51
17
40
4
4
7
6
0.62
0.12
2.5：1：0.5
393
573
88.71
18
40
5
7
4
6
0.62
0.12
2.5：1：0.5
393
488
75.55
19
30
4
5
4
7
0.33
0.33
1：1：1
523
602
93.20
20
50
6
5
7
5
0.50
0.25
2：1：1
286
586
90.73
平均值
30
4.5
5.5
5.5
5.5
0.47
0.245
　
　
　
　
　　注：由于在回歸方程中需要確定復(fù)蘇液中鹽酸溶液和Na2SO3溶液各自的體積分?jǐn)?shù)，故在表3中分別以X7和X8代表之。
　　2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
　　對(duì)表3中的數(shù)據(jù)采用中心化二次回歸模型[2]進(jìn)行回歸分析，利用逐步回歸的方法篩選進(jìn)入回歸方程的變量，檢定閾值F1=0.10，F(xiàn)2=0.11得到如下的回歸方程，其中Y表示復(fù)蘇后樹(shù)脂的工交：
　　Y=576.533-2.068(X1-35)-222.289(X3-5.5)(X7-0.47)-15.954(X3-5.5)2-1.609(X1-35)(X4-5.5)+16.022(X2-4.5)2+10.312(X5-5.5)2-7.021(X3-5.5)-6.328(X4-5.5)(X5-5.5)-5.958(X2-4.5)(X5-5.5)
　　復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.976，F(xiàn)=22.086﹥F0.995(7，12)=5.52，回歸方程顯著。由回歸方程可以看出，復(fù)蘇液中與Na2SO3有關(guān)的項(xiàng)數(shù)達(dá)到三項(xiàng)，說(shuō)明Na2SO3在復(fù)蘇液中起到了重要的作用，由各項(xiàng)回歸系數(shù)的大小知其中Na2SO3溶液的濃度及此溶液的濃度和鹽酸溶液在復(fù)蘇液中的體積分率的交互作用對(duì)復(fù)蘇后津達(dá)A600樹(shù)脂的工交有較大的影響。另外，鹽酸溶液和氯化鈉溶液也對(duì)復(fù)蘇后樹(shù)脂的工交有一定的影響。試驗(yàn)5已經(jīng)較好的解決了中毒率為20%的污染情況。
　　3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
　　3.1 優(yōu)化起始點(diǎn)的選擇
　　樹(shù)脂中毒程度不同需分別進(jìn)行復(fù)蘇以確定相應(yīng)的佳復(fù)蘇條件。下面以中毒率為50%的情況加以說(shuō)明。在試驗(yàn)范圍內(nèi)應(yīng)用matlab軟件優(yōu)化工具箱中的constr函數(shù)[3]計(jì)算復(fù)蘇后工交達(dá)到大值時(shí)所對(duì)應(yīng)的復(fù)蘇液配方并經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)后得到如下的優(yōu)化試驗(yàn)起始點(diǎn)：X2=3%，X3=6%，X4=3%，X5=4，X7=0.25，X8=0.55。相應(yīng)的工交為：630mol/m3。
　　3.2 優(yōu)化試驗(yàn)
　　為了達(dá)到佳的復(fù)蘇效果，圍繞上述條件追加了4次試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表4。經(jīng)過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)后得到的佳復(fù)蘇液組成為：X2=3%，X3=6.5%，X4=3%，X5=4，X7=0.30，X8=0.5，復(fù)蘇后樹(shù)脂的工交為640mol/m3。
表4　 優(yōu)化試驗(yàn)及結(jié)果
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
X2
X3
X4
X5
X7
X8
工交/(mol·m-3)
1
3.5
5.8
5
4.5
0.20
0.55
603
2
3
6.3
7
4
0.30
0.50
592
3
3
6.5
3
4
0.30
0.50
640
4
2.5
6
5
5
0.25
0.50
633
　　4 結(jié)論
　?、匐S著樹(shù)脂“鐵中毒”程度的加深，復(fù)蘇液中所需的Na2SO3的量亦應(yīng)該相應(yīng)提高，經(jīng)過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)后的復(fù)蘇液中鹽酸的含量較低，腐蝕性減弱。
　　②采用Na2SO3還原復(fù)蘇法對(duì)“鐵中毒”的樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)蘇后，樹(shù)脂的外觀顏色得到了恢復(fù)，理化性能經(jīng)試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常，工交也得到了較好的恢復(fù)，復(fù)蘇效果良好。
　?、鄄捎镁鶆蛟O(shè)計(jì)和回歸分析，用較少的試驗(yàn)次數(shù)獲得了預(yù)期的結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果表明這種優(yōu)化方法是可靠的，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
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