陰陽混合樹脂的工作交換容量與發(fā)展領(lǐng)域
新樹脂的預(yù)處理:
由于運(yùn)輸及保管等各方面的原因,容易使新樹脂產(chǎn)生脫水。憑肉眼和手感均可發(fā)現(xiàn)。如遇此種情況,為避免樹脂與水和其它再生液的接觸而產(chǎn)生爆裂破碎,造成不必要的浪費(fèi),必須將此類樹脂浸泡在8的食鹽水中16小時(shí)左右(浸泡時(shí)好經(jīng)常攪拌),使樹脂充分膨脹,經(jīng)清水漂洗至無鹽味后方可使用。沒有上述現(xiàn)象,則樹脂不必進(jìn)行預(yù)處理。
樹脂裝填:
國內(nèi)混床設(shè)備的樹脂裝填高度為陽樹脂5(6)00mm,陰樹脂10(2)00mm,非再生態(tài)時(shí)(即陽樹脂為鈉型,陰樹脂為氯型時(shí))陽樹脂裝填高度不能高過中排口,但也不宜低于中排口5cm。陰陽樹脂裝填比例為2:1(或1.5:1)。001x7MB陽離子交換樹脂在下,201x7MB陰離子交換樹脂在上。
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樹脂沖洗:
樹脂裝入交換器后,用潔凈水反洗樹脂層,直至出水清晰、無氣味、無細(xì)碎樹脂為止。
用約2倍樹脂體積的4-5HCl溶液,以2m/h的流速通過樹脂層。全部通入后,浸泡4-8小時(shí),排去酸液,用潔凈水沖洗至出水呈中性,沖洗流速為10-20m/h。
用約2倍樹脂體積的2-5NaOH溶液,按上面進(jìn)HCl溶液的方法通入和浸泡。排去堿液,用潔凈水沖洗至出水呈中性,沖洗流速同上。酸、堿溶液若能重復(fù)進(jìn)行2-3次,則效果更佳。
陰陽樹脂混合:
沖洗結(jié)束后,打開下進(jìn)、上排閥,啟動(dòng)中間水泵(反沖洗使樹脂層松動(dòng)),將柱內(nèi)積水排至樹脂層面上100-150mm處時(shí),關(guān)中間水泵和進(jìn)水閥;2、打開小量排空閥,開啟并控制進(jìn)氣閥門的進(jìn)氣量(進(jìn)氣壓力為0.1-0.15Mpa),觀察上下窺視鏡內(nèi)樹脂有節(jié)律的上下沸騰混合,使上下樹脂顏色深淺混合一致。進(jìn)氣時(shí)間一般為10-15分鐘;3、混合結(jié)束后,關(guān)閉進(jìn)氣閥、排空閥,再迅速開啟上進(jìn)閥、中間水泵、下排閥(使樹脂迅速沉降,防止樹脂在沉降過程中重新分層)。同時(shí)也要防止樹脂露出水面,否則樹脂間會(huì)產(chǎn)生氣泡,從而影響混床的出水水質(zhì)(若混合效果不佳時(shí),可以重復(fù)混合操作)。
注意事項(xiàng):
運(yùn)行一年以上,須檢查樹脂實(shí)際裝填高度,如樹脂層高不夠了,就需要相應(yīng)填補(bǔ)樹脂。
混床出水指標(biāo)主要有兩項(xiàng),一項(xiàng)是電導(dǎo)率<0.2us/cm,另一項(xiàng)是硅含量Csio2<0.02mg/L,為合格。
如果混床周期制水量明顯下降,出水指標(biāo)不穩(wěn)定,再生酸堿耗、水耗居高不下,那就要對樹脂是否被污染及樹脂強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)行再生或檢測。
脫鹽水混床再生要求 說明:
1、反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗用檸檬酸溶液循環(huán)清洗的
2、混床的分層、再生規(guī)范、清洗合格、混合均勻=出水電導(dǎo)率合格。 3、如果是鐵中毒樹脂會(huì)發(fā)紅,多數(shù)原因是因?yàn)闃渲谑褂眠^程中因設(shè)備中的鐵、處理液中有鐵,樹脂污染一般是高價(jià)鐵,可用5左右的HCI進(jìn)行處理,好循環(huán),也可浸泡,時(shí)間在5-8小時(shí),把高價(jià)鐵變?yōu)榈蛢r(jià)鐵。處理好后,樹脂再用清水清洗。
混床出水電阻率≤1MΩ時(shí)混床需要再生。本混床的陰陽樹脂再生操作規(guī)程采用“二步再生法"—— 即先對陰離子(上部)進(jìn)堿再生;再對陽離子樹脂(下部)進(jìn)鹽酸再生。
一、陰陽樹脂分層
反沖洗:開啟下進(jìn)閥、上排閥、啟動(dòng)中間水泵,用RO出水大流量(約3000L/h)沖洗20分鐘后,小流量(約600L/h)的沖洗約15分鐘使樹脂松動(dòng)分層。
樹脂分層的好壞,還與樹脂的失效程度有關(guān),樹脂失效程度越大,分層越容易。
若陰陽樹脂因互相粘結(jié)抱團(tuán)無法分層時(shí):緩慢打開小量潔凈壓縮空氣,再調(diào)節(jié)排空閥門,使壓縮空氣從混床由下進(jìn)上排出,從上下窺視鏡觀察樹脂松動(dòng)以利分層,視其情況可以延長操作時(shí)間和次數(shù),再按照上述反沖洗方法處理陰陽樹脂的分層。
陰陽樹脂的分層是再生操作中非常關(guān)鍵和重要的步驟之一。
二、排除柱內(nèi)積水)
排水靜置沉降:關(guān)閉中間水泵及進(jìn)水閥,打開中排閥、下排閥,排盡樹脂柱內(nèi)積水(以免再生液被稀釋),水流盡后靜置5分鐘。
三、配制酸堿液注意事項(xiàng)
配制酸堿液時(shí)務(wù)必小心操作,戴上護(hù)目鏡、橡膠手套和口罩等,保持室內(nèi)通風(fēng);若濺到皮膚上用大量的水沖洗或及時(shí)就醫(yī)。
四、陰樹脂進(jìn)堿
1、用純化水把pH =14的堿液配制好;2、調(diào)節(jié)好堿液桶上的出液閥門,打開進(jìn)堿閥(上進(jìn)),啟動(dòng)堿液泵,打開排空閥排除其空氣,待堿液進(jìn)入后,浸泡陰樹脂層時(shí),關(guān)閉排空閥,開啟中排閥并控制中排的開啟程度,堿液流量為300-500l/h(進(jìn)堿約45分鐘);3、堿液進(jìn)完之后,及時(shí)用RO水沖洗稀釋堿液桶及進(jìn)堿管線20分鐘,再關(guān)閉堿液泵、進(jìn)堿閥;4、再打開上進(jìn)水閥、啟動(dòng)中間水泵,用RO水進(jìn)行沖洗至中排閥排出,直至pH =10為止。再打開下排水閥,關(guān)閉中排水閥,直至出水
五、陽樹脂進(jìn)酸
1、用純化水把pH =1的酸液配制好;2、調(diào)好酸桶上的出液閥門,打開進(jìn)酸閥(下進(jìn)),啟動(dòng)酸液泵,打開排空閥排除其空氣,待酸液進(jìn)入后(流量約
為250-300l/h)浸泡陽樹脂層時(shí)(中排窺視鏡觀察),關(guān)閉排空閥,同時(shí)開啟中排閥并控制其開啟程度;3、中排出液pH =1時(shí)可適當(dāng)加大進(jìn)酸流量,以使陽樹脂不發(fā)生撓動(dòng)為佳(進(jìn)酸約需40分鐘);4、酸液進(jìn)完之后,及時(shí)用RO水沖洗稀釋堿液桶及進(jìn)酸管線20分鐘,關(guān)閉酸液泵 、進(jìn)酸閥;5、再打開上進(jìn)閥、下進(jìn)閥,啟動(dòng)中間水泵用RO水進(jìn)行沖洗,測試中排閥的出水pH =7-8時(shí),關(guān)閉上進(jìn)、下進(jìn)閥,由中排把水排盡。
六、陰陽樹脂混合
1、樹脂清洗合格后,打開下進(jìn)、上排閥,啟動(dòng)中間水泵(反沖洗使樹脂層松動(dòng)),將柱內(nèi)積水排至樹脂層面上100-150mm處時(shí),關(guān)中間水泵和進(jìn)水閥;2、打開小量排空閥,開啟并控制進(jìn)氣閥門的進(jìn)氣量(進(jìn)氣壓力為
0.1-0.15Mpa),觀察上下窺視鏡內(nèi)樹脂有節(jié)律的上下沸騰混合,使上下樹脂顏色深淺混合一致。進(jìn)氣時(shí)間一般為10-15分鐘;3、混合結(jié)束后,關(guān)閉進(jìn)氣閥、排空閥,再迅速開啟上進(jìn)閥、中間水泵、下排閥(使樹脂迅速沉降,防止樹脂在沉降過程中重新分層)。同時(shí)也要防止樹脂露出水面,否則樹脂間會(huì)產(chǎn)生氣泡,從而影響混床的出水水質(zhì)(若混合效果不佳時(shí),可以重復(fù)混合操作)。
七、混床的沖洗
混合完畢后,用RO出水進(jìn)行正洗。正洗流量一般為2000L/h,沖洗約30分鐘,以排出水符合純化水水質(zhì)指標(biāo)為終點(diǎn)。
八、再生過程中可能出現(xiàn)的問題及對策
1、樹脂混合后如果樹脂間有氣泡,可將柱內(nèi)積水由下排閥排掉,打開排氣閥,然后以很低的流速(使樹脂層不動(dòng))以反洗的方式從柱體下部進(jìn)水,當(dāng)液面淹沒全部樹脂時(shí),立即停止進(jìn)水,以免樹脂浮起分層。然后改用正洗方式再進(jìn)行沖洗即可。
2、影響樹脂再生程度的因素,主要有再生劑的用量、濃度、純度、再生時(shí)間、再生劑的流速、再生時(shí)的溫度等,在實(shí)際操作中應(yīng)予注意。混床允許工作壓力≤0.2MPa。
陰陽混合樹脂的工作交換容量與發(fā)展領(lǐng)域離子交換樹脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的性能,表現(xiàn)在它的“離子交換容量",即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當(dāng)量數(shù),meq/g(干)或meq/mL(濕);當(dāng)離子為一價(jià)時(shí),毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)(對二價(jià)或多價(jià)離子,前者為后者乘離子價(jià)數(shù))。它又有“總交換容量"、“工作交換容量"和“再生交換容量"等三種表示方式。
離子交換樹脂
1、總交換容量,表示每單位數(shù)量(重量或體積)樹脂能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)的總量。
2、工作交換容量,表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力,它與樹脂種類和總交換容量,以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關(guān)。
3、再生交換容量,表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量,表明樹脂中原有化學(xué)基團(tuán)再生復(fù)原的程度。
通常,再生交換容量為總交換容量的50~90(一般控制70~80),而工作交換容量為再生交換容量的30~90(對再生樹脂而言),后一比率亦稱為樹脂的利用率。在實(shí)際使用中,離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量,但后者所占的比例因樹脂結(jié)構(gòu)不同而異?,F(xiàn)仍未能分別進(jìn)行計(jì)算,在具體設(shè)計(jì)中,需憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,并在實(shí)際運(yùn)行時(shí)復(fù)核之。離子樹脂交換容量的測定一般以無機(jī)離子進(jìn)行。這些離子尺寸較小,能自由擴(kuò)散到樹脂體內(nèi),與它內(nèi)部的全部交換基團(tuán)起反應(yīng)。而在實(shí)際應(yīng)用時(shí),溶液中常含有高分子有機(jī)物,它們的尺寸較大,難以進(jìn)入樹脂的顯微孔中,因而實(shí)際的交換容量會(huì)低于用無機(jī)離子測出的數(shù)值。這種情況與樹脂的類型、孔的結(jié)構(gòu)尺寸及所處理的物質(zhì)有關(guān)。
離子交換樹脂
1、水處理
水處理領(lǐng)域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90,用于水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。
2、食品工業(yè)
離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如:高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后,再經(jīng)水解反應(yīng),產(chǎn)生葡萄糖與果糖,而后經(jīng)離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量僅次于水處理。
3、制藥行業(yè)
制藥工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素的開發(fā)成功即是突出的例子。近年還在中藥提成等方面有所研究。
離子交換樹脂
4、合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)
在有機(jī)合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹脂代替無機(jī)酸、堿,同樣可進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點(diǎn)更多。如樹脂可反復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不會(huì)被腐蝕,不污染環(huán)境,反應(yīng)容易控制等。甲基叔丁基醚的制備,就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應(yīng)而成,代替了原有的可對環(huán)境造成嚴(yán)重污染的。
5、環(huán)境保護(hù)
離子交換樹脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì),這些可用樹脂進(jìn)行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等。
6、濕法冶金及其他
離子交換樹脂、陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。