四、交换原理
离子交换树脂是通过其可交换的活性离子A+与溶液中的自由离子B+交换完成对B+去除的。
4.1 离子交换过程
离子交换过程包含五个步骤:1B+自溶液扩散至树脂表面;2B+自树脂表面进入树脂内部的活性中心;3B+与RA在活性中心上发生复分解反应;4A+离子自树脂内部扩散到树脂表面;5A+离子从树脂表面扩散至溶液中。如图所示:
4.2 影响因素
影响交换速度的因素主要有以下几方面:
1)颗粒大小:颗粒越小,有利于提高交换速度
2)交联度:交联度越低树脂越易膨胀,在树脂内部扩散就越容易
3)离子化合价:离子在树脂中扩散时,和树脂骨架间存在库伦引力。离子化合价越高,这种引力越大,因此扩散速率就越小。
4)离子的大小:小离子的交换速度比较快,大分子会和树脂骨架碰撞,速度较慢
5)搅拌速率:当液膜控制时,增加搅拌速率会使交换速度增加。但增大到一定程度后再继续增加转速,对交换速度影响就比较小。
6)溶液浓度: MB20树脂上海纯超环保品质保证。天津销售MB20树脂量大从优
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在实际应用中根据原水水质、出水要求、生产能力等来确定合适的离子交换工艺。
1、 原水水质
2、 出水水质
● 软化---强酸性阳树脂或与弱酸性阳树脂组合。
● 除盐—一定选用强型树脂,或与弱型树脂组合。
3、 水处理设备类型
● 移动床、流动床---耐磨、强度高的树脂
● 混床---选用湿真密度相差大的树脂
4、 应用范围
● 化工行业工艺用水:化工产品制造用水、化妆品用水、化工循环水等。
● 电子工业用超纯水:集成思路、显示管、硅晶片等电子元器件冲洗水。
● 食品工业用水:饮用纯净水、饮料、啤酒等。
● 电力行业锅炉补给水:火力发电厂锅炉等。
● 生活饮用水:住宅小区分质供水、软水机等。
大孔树脂内部的孔隙又多又大,表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快,离子交换速度也快很多,约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。大孔树脂还有多种优点:耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对有机大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生。
4、离子交换树脂的离子交换容量
离子交换树脂进行离子交换反应的性能,表现在它的“离子交换容量”,即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数,meq/g(干)或 meq/mL(湿);当离子为一价时,毫克当量数即是毫克分子数(对二价或多价离子,前者为后者乘离子价数)。它又有“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”等三种表示方式。
3、 化学性能
● 再生:离子交换反应的可逆**换的逆反应。
● 酸碱性:树脂在水中电离出H+和OH-,表现出酸碱性。树脂的酸碱性受Ph值影响。
● 选择性:树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为选择性,选择性大小用选择性系数来表征。交换顺序:优先高化合价的,其次原子序数大的
● 强酸性阳离子交换树脂:
Fe2+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+
● 弱酸性阳离子交换树脂:
H+> Fe2+> Al3+> Ca2+> Mg2+>K+>Na+
● 强碱性阴离子交换树脂:
SO42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HSIO3-
● 弱酸性阴离子交换树脂:
OH-> SO42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HSIO3-
● 交换容量:表示树脂的交换能力。通常用EV(mmol/ml湿树脂)表示,也可用EW(mmol/g干树脂)表示。 MB20树脂上海纯超环保质量经得起检验。天津销售MB20树脂量大从优
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树脂颗粒大小的测定通常用湿筛法,将树脂在充分吸水膨胀后进行筛分,累计其在20、30、40、50……目筛网上的留存量,以90%粒子可以通过其相对应的筛孔直径,称为树脂的“有效粒径”。多数通用的树脂产品的有效粒径在0.4~0.6mm之间。
树脂颗粒是否均匀以均匀系数表示。它是在测定树脂的“有效粒径”坐标图上取累计留存量为40%粒子,相对应的筛孔直径与有效粒径的比例。如一种树脂(IR-120)的有效粒径为0.4~0.6mm,它在20目筛、30目筛及40目筛上留存粒子分别为:18.3%、41.1%、及31.3%,则计算得均匀系数为2.0。 天津销售MB20树脂量大从优
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