001x7MB陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是一種強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,其核心功能是通過(guò)離子交換反應(yīng)去除水中的陽(yáng)離子雜質(zhì)。其工作原理可從以下三個(gè)層面解析:
1.結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):該樹(shù)脂以交聯(lián)度為7的苯乙烯-二乙烯苯共聚體為骨架,表面帶有磺酸基(-SOH)活性位點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)使其在水溶液中能夠解離出H,形成帶負(fù)電的固定磺酸根(R-SO),從而通過(guò)靜電引力吸附水中的陽(yáng)離子。
2.交換過(guò)程:當(dāng)含陽(yáng)離子(如Ca、Mg、Na等)的水通過(guò)樹(shù)脂層時(shí),發(fā)生置換反應(yīng)。例如,鈣離子與樹(shù)脂上的H結(jié)合,生成穩(wěn)定的化合物并釋放H,反應(yīng)式為:
2R-SOH + Ca → (R-SO)Ca + 2H。
這一過(guò)程不僅去除了導(dǎo)致水質(zhì)硬化的Ca、Mg,還通過(guò)H的釋放調(diào)節(jié)水體pH值。
3.再生機(jī)制:當(dāng)樹(shù)脂飽和后,需用強(qiáng)酸(如4-5鹽酸)進(jìn)行再生。鹽酸中的H將吸附的陽(yáng)離子置換下來(lái),使樹(shù)脂恢復(fù)為初始的H型態(tài),反應(yīng)式為:
(R-SO)Ca + 2HCl → 2R-SOH + CaCl。
再生過(guò)程通常需浸泡4-8小時(shí),并通過(guò)清水沖洗至出水呈中性。
001x7MB陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的使用注意事項(xiàng):
1.防止脫水:離子交換樹(shù)脂肪內(nèi)含有一定量的水份,在運(yùn)輸及貯存過(guò)程中應(yīng)盡量保持這部分水。如貯存過(guò)程中樹(shù)脂脫了水,應(yīng)先用濃食鹽水(10)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接放于水中,以免樹(shù)脂急劇膨脹而破碎。
2.長(zhǎng)期貯存處理:在長(zhǎng)期貯存中,強(qiáng)型樹(shù)脂應(yīng)轉(zhuǎn)變成鹽型,弱型樹(shù)脂可轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的氫型或游離堿型也可轉(zhuǎn)為鹽型,然后浸泡在潔凈的水中。樹(shù)脂在貯存或運(yùn)輸過(guò)程中,應(yīng)保持在5-40°C的溫度環(huán)境中,避免過(guò)冷或過(guò)熱影響其性能。
3.運(yùn)行條件控制
-pH范圍:該樹(shù)脂的pH范圍為1-14,但在實(shí)際使用中,為了保證樹(shù)脂的性能和壽命,應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景合理控制進(jìn)水的pH值。
-使用溫度:氫型樹(shù)脂的使用溫度不宜超過(guò)100℃,鈉型樹(shù)脂不宜超過(guò)120℃。過(guò)高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)破壞和性能下降。
-樹(shù)脂層高度:工業(yè)用樹(shù)脂層高度一般建議在1.5m以上,以保證足夠的交換容量和良好的交換效果。
-再生液濃度和用量:再生液濃度NaCl為8-10,HCl為4-5;再生液用量NaCl(8-10)體積與樹(shù)脂體積比為1.5-2:1,HCl(4-5)體積與樹(shù)脂體積比為2-3:1。嚴(yán)格控制再生液的濃度和用量,以確保樹(shù)脂能夠得到充分的再生。
-再生液流速和接觸時(shí)間:再生液流速控制在5-8m/h,再生接觸時(shí)間為45-60min。合適的流速和接觸時(shí)間可以提高再生效率,減少再生劑的浪費(fèi)。
-正洗流速和時(shí)間:正洗流速為10-20m/h,正洗時(shí)間約30min。正洗的目的是去除樹(shù)脂床中殘留的再生劑和再生產(chǎn)物,保證出水水質(zhì)。
-運(yùn)行流速:運(yùn)行流速一般在15-30m/h之間,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,以達(dá)到最佳的交換效果和經(jīng)濟(jì)性。