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离子交换树脂的基本类型是什么?
2019-06-10 12:05:08 来源:廊坊森纳特化工有限公司
软化树脂种类繁多,由于其化学成分和结构不同,具有不同的性能和性能,适用于不同的应用场合。离子交换树脂由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。超纯水匹配树脂应根据工艺要求和材料性能选择合适的品种。
(1)强酸性阳离子树脂
这种树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸-SO3H,很容易将H~+从溶液中分离出来,因此它是强酸性的。树脂解离后,体内所含的负离子(如SO3-)可在溶液中吸附其它阳离子。这两种反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子发生交换。强酸性树脂具有很强的解离能力,能在酸性或碱性溶液中进行离子交换。
树脂使用一段时间后,树脂应再生,即离子交换反应与化学剂相反方向进行,使树脂官能团恢复到原来的状态。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)。为了重用。如果用强酸再生上述阳离子树脂,则树脂释放吸附的阳离子,然后与H+结合以恢复原组成。
(2)弱酸性阳离子树脂
含有弱酸性基团,如羧基-COOH,它们能使H+与水分离而变成酸性。树脂解离后的剩余负离子,如R-COO-(R为碳氢基团),可与溶液中的其它阳离子吸附,形成阳离子交换。该树脂酸度较弱,在低pH条件下很难离解和交换离子。它只能在碱性、中性或微酸性溶液(如PH5~14)中作用.这些树脂也用酸再生(这比强酸性树脂更容易再生)。
(3)强碱性阴离子树脂
含有强碱性基团,如季胺基(又称季胺基)-NR3OH(R为烃基)能在水中解离OH-,表现出较强的碱性。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)。树脂的正基团可与溶液中的阴离子吸附,导致阴离子交换。树脂
具有较强的解离性,在不同pH条件下正常工作。它是从强碱(如NaOH)中再生的。
C100E凝胶离子交换树脂主要用于制备软化水、纯水和高纯水、污水处理、制药净化水、化学催化等,在分离稀有金属方面也有应用。
一、阴阳树脂分层
反冲洗:开启下进阀、上排阀、启动中间水泵,用RO出水大流量(约3000L/h)冲洗20分钟后,小流量(约600L/h)的冲洗约15分钟使树脂松动分层。
树脂分层的好坏,还与树脂的失效程度有关,树脂失效程度越大,分层越容易。
若阴阳树脂因互相粘结抱团无法分层时:缓慢打开小量洁净压缩空气,再调节排空阀门,使压缩空气从混床由下进上排出,从上下窥视镜观察树脂松动以利分层,视其情况可以延长操作时间和次数,再按照上述反冲洗方法处理阴阳树脂的分层。
阴阳树脂的分层是再生操作中非常关键和重要的步骤。
二、排除柱内积水
排水静置沉降:关闭中间水泵及进水阀,打开中排阀、下排阀,排尽树脂柱内积水(以免再生液被稀释),水流尽后静置5分钟。
三、配制酸碱液注意事项
配制酸碱液时务必小心操作,戴上护目镜、橡胶手套和口罩等,保持室内通风;若溅到皮肤上用大量的水冲洗或及时就医。
四、阴树脂进碱
1、用纯化水把pH =14的碱液配制好;2、调节好碱液桶上的出液阀门,打开进碱阀(上进),启动碱液泵,打开排空阀排除其空气,待碱液进入后,完全浸泡阴树脂层时,关闭排空阀,开启中排阀并控制中排的开启程度,碱液流量为300-500l/h(进碱约45分钟);3、碱液进完之后,及时用RO水冲洗稀释碱液桶及进碱管线20分钟,再关闭碱液泵、进碱阀;4、再打开上进水阀、启动中间水泵,用RO水进行冲洗至中排阀排出,直至pH =10为止。再打开下排水阀,关闭中排水阀,直至出水
五、阳树脂进酸
1、用纯化水把pH =1的酸液配制好;2、调好酸桶上的出液阀门,打开进酸阀(下进),启动酸液泵,打开排空阀排除其空气,待酸液进入后(流量约
为250-300l/h)完全浸泡阳树脂层时(中排窥视镜观察),关闭排空阀,同时开启中排阀并控制其开启程度;3、中排出液pH =1时可适当加大进酸流量,以使阳树脂不发生挠动为佳(进酸约需40分钟);4、酸液进完之后,及时用RO水冲洗稀释碱液桶及进酸管线20分钟,关闭酸液泵 、进酸阀;5、再打开上进阀、下进阀,启动中间水泵用RO水进行冲洗,测试中排阀的出水pH =7-8时,关闭上进、下进阀,由中排把水排尽。
六、阴阳树脂混合
1、树脂清洗合格后,打开下进、上排阀,启动中间水泵(反冲洗使树脂层松动),将柱内积水排至树脂层面上100-150mm处时,关中间水泵和进水阀;2、打开小量排空阀,开启并控制进气阀门的进气量(进气压力为
0.1-0.15Mpa),观察上下窥视镜内树脂有节律的上下沸腾混合,使上下树脂颜色深浅混合一致。进气时间一般为10-15分钟;3、混合结束后,关闭进气阀、排空阀,再迅速开启上进阀、中间水泵、下排阀(使树脂迅速沉降,防止树脂在沉降过程中重新分层)。同时也要防止树脂露出水面,否则树脂间会产生气泡,从而影响混床的出水水质(若混合效果不佳时,可以重复混合操作)。
七、混床的冲洗
混合完毕后,用RO出水进行正洗。正洗流量一般为2000L/h,冲洗约30分钟,以排出水符合纯化水水质指标为终点。
八、再生过程中可能出现的问题及对策
1、树脂混合后如果树脂间有气泡,可将柱内积水由下排阀排掉,打开排气阀,然后以很低的流速(使树脂层不动)以反洗的方式从柱体下部进水,当液面淹没全部树脂时,立即停止进水,以免树脂浮起分层。然后改用正洗方式再进行冲洗即可。
2、影响树脂再生程度的因素,主要有再生剂的用量、浓度、纯度、再生时间、再生剂的流速、再生时的温度等,在实际操作中应予注意。混床允许工作压力≤0.2MPa。
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