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影響離子交換樹脂再生的因素有哪些
離子交換樹脂再生長度的好壞,和許多因素有關(guān),再生劑用量、濃度、溫度和流速等都是影響再生過程的主要因素.﹨x0d(1)再生劑的用量﹨x0d從理論分析,再生劑用量應(yīng)與樹脂工作交換容量相當(dāng),但實(shí)際上由于交換反應(yīng)是可逆的,再生劑用量需遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論用量才能滿足足夠的再生度要求,再生劑的比耗增加,可以提高交換樹脂的再生程度,但當(dāng)比耗增加到一定程度后,再繼續(xù)增加比例,再生程度提高很少,所以用過高的比耗是不經(jīng)濟(jì)的,因此,實(shí)際操作過程中通常再生劑用量為理論用量的3-4倍,樹脂的工作交換容量可以恢復(fù)到原來的70%-80%.﹨x0d(2)再生劑濃度﹨x0d一般而言,再生劑的濃度越大,再生程度越高,但當(dāng)再生劑的用量一定時,再生劑濃度,會使再生液的體積流量減少,與樹脂的接觸時間縮短而且可能產(chǎn)生不均勻的再生反應(yīng),再生效果下降,導(dǎo)致制水周期縮短,再生次數(shù)增加,酸堿用量增大,所以生產(chǎn)上需要合理的控制再生劑的濃度.﹨x0d(3)再生劑的流速﹨x0d再生劑的流速應(yīng)控制適宜以保證再生反應(yīng)充分,再生反應(yīng)流速主要取決于離子的擴(kuò)散速度,但同時與離子的價態(tài)有關(guān),一般價態(tài)越高所需反應(yīng)時間越長,再生劑流速過快,有利于離子的擴(kuò)散,但卻減少再生劑與樹脂的接觸時間,再生效果反而可能降低,流速太小則不利于離子擴(kuò)散,再生效果也會受到影響,﹨x0d(4)再生液溫度﹨x0d提高再生液的溫度,能同時加快內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散,雖然對提高樹脂再生效果有利,同時提高溫度能大大改善對樹脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質(zhì)的清除程度,但由于樹脂熱穩(wěn)定性的限制,再生劑的溫度不宜過高,一般控制在25-40度為宜.
離子交換樹脂的裝填
樹脂的裝填
1、離子交換器在裝填樹脂前要徹底清理和檢查。確保所有接受樹脂的容器在裝樹脂前是清潔的并用去離子水淋洗過。
2、用去離子水將樹脂裝入再生塔中,在再生塔中加入去離子水,以使下部排水管免受樹脂的沖擊。建議用水力引入器將混合水的樹脂裝入容器。也可以“倒”入容器,但是要始終將液面保持在樹脂層上面。不要用機(jī)械泵裝填樹脂。樹脂表面帶有磺酸(sulfonicacid)者,稱為陽離子交換樹脂,而帶有四級氨離子的,則為陰離子交換樹脂。速率z1ui大不超過1m/s,水和樹脂的混合比例>2:1。
3、確信去離子水的液面至少高于已經(jīng)裝入的樹脂床的0.5m以上。然后將樹脂浸泡在去離子水中至少2小時。浸泡時間越長越好,對樹脂無害。(對于弱堿性和中堿性樹脂(Lewatit MP 62,MonoPlus MP 64等)必須過夜使之浸泡透,防止反洗時損失樹脂。5%的次氯1酸鈉溶液,控制流速2~4BV/h,通過量10~20BV,隨即用水洗滌,再用鹽水處理。
4、浸泡結(jié)束后,仔細(xì)并徹底反洗樹脂約30min。除去所有的樹脂細(xì)顆粒以及在裝填過程中帶入的外界雜質(zhì)??赡軙幸恍┘?xì)樹脂,也可能沒有。反洗出口處不應(yīng)該有視窗,其會妨礙樹脂細(xì)顆粒的去除。所有的細(xì)顆粒必須反洗出容器。小心不要將好的樹脂也反洗出容器。陽樹脂的反洗流出液開始的時候可能是棕色的,不必?fù)?dān)心,這是磺酸樹脂的共有特點(diǎn),繼續(xù)反洗,一直到反洗液澄清無細(xì)顆粒。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進(jìn)行離子交換,只能在堿性、1中性或微酸性溶液中(如PH5~14)起作用。推薦分步反洗,每次反洗50%的樹脂,反洗速率根據(jù)各樹脂的技術(shù)資料。陰樹脂和陽樹脂z1ui好使用兩個不同的反洗塔,防止交叉污染。
5、在所有的過程中,需要使用去離子水,如果沒有去離子水,先用原水反洗陽離子樹脂,然后用陽離子樹脂軟化后的原水,反洗和裝填陰樹脂。
6、第yi次使用樹脂前,使用倍量再生劑,再生樹脂。注意:只需要增加再生劑的量,不要增加再生劑的濃度。
7、由于樹脂在再生過程中會膨脹,所以推薦先裝填90%的樹脂,再生,淋洗,然后根據(jù)樹脂的膨脹程度補(bǔ)填剩余的樹脂
離子交換樹脂再生方法
常規(guī)的再生處理
離子交換樹脂(IONRESIN)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,用化學(xué)藥劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質(zhì)洗脫除去,使之恢復(fù)原來的組成和性能。在實(shí)際運(yùn)用中,為降低再生費(fèi)用,要適當(dāng)控制再生劑用量,使樹脂的性能恢復(fù)到z1ui經(jīng)濟(jì)合理的再生水平,通??刂菩阅芑謴?fù)程度為70~80%。如果要達(dá)到更高的再生水平,則再生劑量要大量增加,再生劑的利用率則下降。 樹脂的再生應(yīng)當(dāng)根據(jù)樹脂的種類、特性,以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,選擇適當(dāng)?shù)脑偕巹┖凸ぷ鳁l件。Lewatit樹脂出廠時,其含水率是飽和的,在貯存過程中必須防止水分的消失。
樹脂的再生特性與它的類型和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性樹脂的再生比較困難,需用再生劑量比理論值高相當(dāng)多;4.硫酸鈣沉淀當(dāng)用硫酸再生鈣型陽樹脂時,如操作不當(dāng),有可能在樹脂層中析出硫酸鈣沉淀物。而弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生,所用再生劑量只需稍多于理論值。此外,大孔型和交聯(lián)度低的樹脂較易再生,而凝膠型和交聯(lián)度高的樹脂則要較長的再生反應(yīng)時間。
再生劑的種類應(yīng)根據(jù)樹脂的離子類型來選用,并適當(dāng)?shù)剡x擇價格較低的酸、堿或鹽。例如:鈉型強(qiáng)酸性陽樹脂可用10%NaCl 溶液再生,用藥量為其交換容量的2倍 (用NaCl量為117g/ l 樹脂);必要時可用1%雙氧1水溶液浸泡數(shù)分鐘,也可采用酸、堿交替處理法,漂白處理法,酒精處理法和各種滅菌法進(jìn)行處理。氫型強(qiáng)酸性樹脂用強(qiáng)酸再生,用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀物。為此,宜先通入1~2%的稀硫酸再生。
氯型強(qiáng)堿性樹脂,主要以NaCl 溶液來再生,但加入少量堿有助于將樹脂吸附的色素和有機(jī)物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl 0.2%NaOH 的堿鹽液再生,常規(guī)用量為每升樹脂用150~200g NaCl ,及3~4g NaOH。OH型強(qiáng)堿陰樹脂則用4%NaOH溶液再生。在實(shí)際運(yùn)用中,為降低再生費(fèi)用,要適當(dāng)控制再生劑用量,使樹脂的性能恢復(fù)到z1ui經(jīng)濟(jì)合理的再生水平,通??刂菩阅芑謴?fù)程度為70~80%。
樹脂再生時的化學(xué)反應(yīng)是樹脂原先的交換吸附的逆反應(yīng)。按化學(xué)反應(yīng)平衡原理,提高化學(xué)反應(yīng)某一方物質(zhì)的濃度,可促進(jìn)反應(yīng)向另一方進(jìn)行,故提高再生液濃度可加速再生反應(yīng),并達(dá)到較高的再生水平。
為加速再生化學(xué)反應(yīng),通常先將再生液加熱至70~80℃。它通過樹脂的流速一般為1~2 BV/h。也可采用先快后慢的方法,以充分發(fā)揮再生劑的效能。再生時間約為一小時。如凝膠型的樹脂不慎失水,先用濃鹽水(濃度10%以上)浸泡,數(shù)小時后逐漸加水稀釋,以免干樹脂遇水急劇膨脹而破碎。隨后用軟水順流沖洗樹脂約一小時(水量約4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,至洗出液無色、無混濁為止。
一些樹脂在再生和反洗之后,要調(diào)校pH值。因?yàn)樵偕撼:袎A,樹脂再生后即使經(jīng)水洗,也常帶堿性。而一些脫色樹脂 (特別是弱堿性樹脂) 宜在微酸性下工作。此時可通入稀鹽酸,使樹脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。 (IONRESIN)樹脂在使用較長時間后,由于它所吸附的一部分雜質(zhì)(特別是大分子有機(jī)膠體物質(zhì))不易被常規(guī)的再生處理所洗脫,逐漸積累而將樹脂污染,使樹脂效能降低。此時要用特殊的方法處理。國內(nèi)制造廠有數(shù)十家,主要的有上海樹脂有限公司、南開化工廠、安徽皖東化工有限人司,浙江爭光實(shí)業(yè)股份有限公司、晨光化工研究院樹脂廠、江蘇色可賽思樹脂有限公司等。例如:陽離子樹脂受含氮的兩1性1化合物污染,可用4%NaOH 溶液處理,將它溶解而排掉;陰離子樹脂受有機(jī)物污染,可提高堿鹽溶液中的NaOH 濃度至0.5~1.0%,以溶解有機(jī)物
新樹脂常含有溶劑、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、鋼等重金屬離子。當(dāng)樹脂與水、酸、堿或其他溶液相接觸時,上述可溶性雜質(zhì)就會轉(zhuǎn)入溶液中,在使用初期污染出水水質(zhì)。所以,新樹脂在投運(yùn)前要進(jìn)行預(yù)處理。1、 陽樹脂預(yù)處理步驟如下: 首先使用飽和的食1鹽水。取其量約等于被處理樹脂體積的兩倍,將樹脂置于10%食1鹽溶液中浸泡18-20小時,然后放出食1鹽水,用清水漂洗凈,使排出水不帶黃色;OH-湘中樹脂弱堿性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下:OH->。其次再用2%-4%NaOH溶液,其量與上相同,在其中浸泡2-4小時(或作小流量清洗),放出堿液后,重洗樹脂直至排出水接近中性為止;后用5%HCI溶液,其量亦與上述相同,浸泡4-8小時后放出酸液,用清水洗至中性待用。2、 陰樹脂的預(yù)處理步驟如下: 其預(yù)處理方法中的di一步與陽樹脂預(yù)處理方法中的di一步相同;而后用5%HCI浸泡4-8小時,然后放出酸液,用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小時后,放堿液用清水漂洗至中性待用。