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離子交換的基本原理:

采用離子交換方法,可以把水中陽、陰離子去除。以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質(zhì)除鹽的基本反應(yīng)式:

1、陽離子交換柱:R-H+Na+=R–Na+H+

2、陰離子交換柱:R–OH+Cl-=R–Cl+OH-

陽、陰離子交換柱串聯(lián)以后稱為復(fù)合床,其總的反應(yīng)式:

R-H+R-OH+NaCl=R-Na+R-Cl+H2O

由此得出,水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應(yīng)生成物為H2O,故達(dá)到了去除水中鹽的作用。

3、混合離子交換柱(混床):將陽、陰床尚未交換的剩余鹽類進(jìn)一步除去,由于通過混合離子交換后進(jìn)入水中的H+和OH-立即生成電離度很低(H2O),幾乎不存在陽床或陰床交換時產(chǎn)生的逆交換現(xiàn)象,使交換反應(yīng)進(jìn)行得十分徹底,因而混合床的出水水質(zhì)優(yōu)于陽、陰離子交換柱串聯(lián)組成的復(fù)床所能達(dá)到的水質(zhì),能制取純度相當(dāng)高的成品水。

4.離子交換設(shè)備是通過離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的,可去除水中的各種陰、陽離子,是制備高純水工藝流程中不可替代的手段。離子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。 當(dāng)原水通過離子交換柱時,水中的陽離子和水中的陰離子(HCO-等離子)與交換柱中的陽樹脂的H+離子和陰樹脂的OH-離子進(jìn)行交換,從而達(dá)到脫鹽的目的。陽、陰混柱的不同組合可使水質(zhì)達(dá)到更高的要求。

應(yīng)用領(lǐng)域:

1、水處理-離子交換設(shè)備

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。離子交換樹脂的最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。

4、合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)

在有機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酸、堿,同樣可進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點更多。如樹脂可反復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不會被腐蝕,不污染環(huán)境,反應(yīng)容易控制等。

甲基叔丁基醚(MTBE)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)重污染的四乙基鉛。

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。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。

去離子水:就是將水通過陽離子交換樹脂(常用的為苯乙烯型強酸性陽離子交換樹脂),則水中的陽離子被樹脂所吸收,樹脂上的陽離子H+被置換到水中,并和水中的陽離子組成相應(yīng)的無機酸;含此種無機酸的水再通過陰離子交換樹脂(常用的為苯乙烯型強堿性陰離子)OH-被置換到水中,并和水中的H+結(jié)合成水,此即去離子水。去離子水在現(xiàn)代工業(yè)中有著非常廣泛的用途,使用去離子水,是我國很多行業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的,趕超世界先進(jìn)水平的重要手段之一。 由于去離子水中的離子數(shù)可以被人為的控制,從而,使它的電阻率、溶解度、腐蝕性、病毒細(xì)菌等物理、化學(xué)及病理等指標(biāo)均得到良好的控制。在工業(yè)生產(chǎn)及實驗室的實驗中,如果涉及到使用水的工藝都被使用了去離子水,那么,許多參數(shù)會更接近設(shè)計或理想數(shù)據(jù),產(chǎn)品質(zhì)量將變得易于控制。

去離子水是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進(jìn)行置換的一種傳統(tǒng)水處理工藝,陰、陽離子交換樹脂按不同比例進(jìn)行搭配可組成離子交換陽床系統(tǒng),離子交換陰床系統(tǒng)及離子交換混床(復(fù)床)系統(tǒng),而混床(復(fù)床)系統(tǒng)又通常是用在反滲透等水處理工藝之后用來制取超純水,高純水的終端工藝,他是用來制備超純水、高純水不可替代的手段之一。其出水電導(dǎo)率可低于1uS/cm以下,出水電阻率達(dá)到1MΩ.cm以上,根據(jù)不同的水質(zhì)及使用要求,出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應(yīng)用在電子、電力超純水,化工,電鍍超純水,鍋爐補給水及醫(yī)藥用超純水等工業(yè)超純水,高純水的制備上。 采用陰床,陽床,混床

去離子超純水處理設(shè)備采用反滲透主機加兩級混床

去離子超純水處理設(shè)備 離子交換樹脂的工作原理 采用離子交換方法,可以把水中呈離子態(tài)的陽、陰離子去除,以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質(zhì)除鹽的基本反應(yīng)可以用下列方程式表達(dá):

1、陽離子交換樹脂:R-H+Na+ R-Na+H+

2、陰離子交換樹脂:R-OH+Cl- R-Cl+OH-

陽、陰離子交換樹脂總的反應(yīng)式即可寫成:

RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O

由此可看出,水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應(yīng)生成物只有H2O,故達(dá)到了去除水中鹽的作用。 離子交換陰樹脂 離子交換陽樹脂 離子交換拋光樹脂 離子交換柱 離子交換樹脂的預(yù)處理

陽離子交換樹脂的預(yù)處理

先用清水對樹脂進(jìn)行沖洗,然后用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時,在酸堿之間用大量清水淋洗至出水接近中性,如此重復(fù)2~3次,每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應(yīng)用4~5%的HCl溶液進(jìn)行,放盡酸液,用清水淋洗至中性即可待用。

陰離子交換樹脂的預(yù)處理

先用清水對樹脂進(jìn)行沖洗,然后用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時,在堿酸之間用大量清水淋洗至出水接近中性,如此重復(fù)2~3次,每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應(yīng)用4~5%的NaOH溶液進(jìn)行,用放盡堿液,用清水淋洗至中性即可待用。

碳鋼襯膠陽床+陰床+混床

離子交換超純水處理設(shè)備反滲透+1級混床

離子交換超純水小型反滲透+兩級混床

去離子交換超純水設(shè)備 離子交換樹脂再生工藝 離子交換樹脂在使用一段時間后,吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài),就要進(jìn)行再生處理,使之恢復(fù)原來的組成和性能。國內(nèi)樹脂的再生常用化學(xué)藥劑酸堿法使失效的樹脂恢復(fù)交換能力,酸的使用通常采用HCl或H2SO4,調(diào)配濃度為3-5%左右;堿的使用一般采用NaOH,調(diào)配濃度為3-5%左右。

一、去離子水設(shè)備反洗分層:

反洗流速10米/時,反洗時間15分鐘,以沉降后陽,陰樹脂層界面是否清晰判別分層效果。

二、進(jìn)再生液:

用20分鐘左右的時間泵完所需的再生液,浸泡2-3個小時后采用正洗的方法,陰樹脂沖洗至出水堿度PH=8-9左右,陽樹脂沖洗至出水酸度PH=5-6左右。

三混合:

從底部進(jìn)入氮氣(也可用壓縮空氣,真空抽氣等)進(jìn)行混合,進(jìn)氣壓0.1~0.15MPa,進(jìn)氣量2.5~3.0米3/(米2·分),混合時間一般為5~10分種,以柱內(nèi)樹脂充分混合為終點。 有機玻璃柱超純水

離子交換柱設(shè)備(4噸)有機玻璃柱超純水

離子交換柱設(shè)備(0.5噸)有機玻璃柱超純水

離子交換柱設(shè)備(1噸) 離子交換樹脂超純水制備工藝的特點及應(yīng)用領(lǐng)域 離子交換設(shè)備是傳統(tǒng)的去離子水設(shè)備,它的產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定,造價相對較低。在以往的電廠鍋爐補給水都是采用陽床+陰床+混床處理工藝。

隨著反滲透、EDI等工藝的發(fā)展,離子交換設(shè)備操作復(fù)雜,不容易實現(xiàn)自動化,浪費酸堿,運行成本高等缺點更加突出,更多的應(yīng)用于反滲透的深度處理。

小型的去離子水設(shè)備常采用有機玻璃交換柱,有利于觀察樹脂運行情況。如混合離子交換器再生分層是否充分,陽離子是否"中毒"等,樹脂損耗情況等。

大型的去離子水設(shè)備則采用碳鋼內(nèi)襯環(huán)氧樹脂或襯膠,中間預(yù)留可視裝置,以便于離子再生時在線觀測再生液水位狀況。

1、工業(yè)超純水處理工藝,是目前工業(yè)用超純水的制備上應(yīng)用最多的一種工藝之一。

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。

3、制藥工業(yè)去離子交換樹脂對發(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。

4、合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)在有機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)。

5、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。

去離子水的處理步驟

從自來水到去離子水一般要經(jīng)過幾步處理 :

1、先通過石英砂過濾顆粒較粗的雜質(zhì)

2、然后高壓通過反滲透膜

3、最后一般還要經(jīng)過一步紫外殺菌以去除水中的微生物

4、假如此時電阻率還沒有達(dá)到要求的話,可以再進(jìn)行一次離子交換過程最高電阻率可達(dá)到18兆。

相對而言,蒸餾水只是先氣化再冷凝,其純度如電導(dǎo)率一般不如純度高的去離子水,半導(dǎo)體工業(yè)中用的大多數(shù)是高純度的去離子水設(shè)備。

離子交換設(shè)備工藝

1、預(yù)處理-反滲透-水箱-陽床-陰床-混合床-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-精制混床-精密過濾器-用水對象

2、預(yù)處理-一級反滲透-加藥機(PH調(diào)節(jié))-中間水箱-二級反滲透-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-0.2或0.5μm精密過濾器-用水對象

3、預(yù)處理-反滲透-中間水箱-水泵-EDI裝置-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-0.2或0.5μm精密過濾器-用水對象

4、預(yù)處理-反滲透-中間水箱-水泵-EDI裝置-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-精制混床-0.2或0.5μm精密過濾器-用水對象為滿足用戶需要,達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì),盡可能地減少各級的污染,在工藝設(shè)計上,取達(dá)國家自來水標(biāo)準(zhǔn)的水為源水,再設(shè)有介質(zhì)過濾器,活性碳過濾器,精密過濾器等預(yù)處理系統(tǒng)、RO反滲透主機系統(tǒng)、離子交換混床系統(tǒng)等。