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离子交换树脂工艺性能

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离子交换树脂工艺性能


  离子(ion)交换树脂的工艺( technology)性能(xìng néng)是指实际工作(job)条件下树脂的相关性能,包括工作交换容量、再生剂比耗等。离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。阳离子交换树脂是一种化学物质,主要用于制造精糖和高级食用糖浆的提纯。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.5~1.0mm。阴离子交换树脂离子交换树脂含有一定水份,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(25%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。离子交换树脂孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
 
 
离子交换树脂
 
  离子交换树脂工作交换容量
 
  工作交换容量是指在一个运行周期中单位体积(volume)树脂完成的离子交换容量。
  工作交换容量的高低决定于再生工况和运行工况。在再生工况中包括再生剂用量,当再生剂用量增加,树脂的再生度也增加,当然树脂的工作交换容量也会相应增加。但当再生剂用量增加到一定量后,再生度增加的幅度就会降低(reduce),直至很小。另外,再生剂的纯度也会影响再生的效果(effect),从离子交换平衡中可知,再生剂的纯度越高,反离子就越少,在生效果就越好,相应的工作交换容量就高。在工业应用(application)中,苛性钠(Sodium)中氯化钠的含量多少,对再生的影响是很大的。再生效果还与再生液浓度、再生液温度、再生流速、失效树脂的离子型态等因素(factor)有关。特别应该指出的是,树脂的酸(Acerbity)碱性(alkaline)的影响,弱型树脂对氢(Hydrogen)离子或氢氧(Oxygen)离子的亲和力最大,它容易被再生,强型树脂则相反,所以弱型树脂比强型树脂工作交换容量高。
  在运行工况中,影响工作交换容量的因素有树脂层高度(树脂层越高,工作交换容量也越大)、水中离子总量(水中被除去的离子总量越大,树脂工作层高度也越高,未被利用的再生树脂量就多,当然工作交换容量就低)、运行流速(对弱型树脂影响较大)、运行水温(对弱型树脂影响较大)等。
 
 
离子交换树脂
 
  离子交换树脂反洗展开率
 
  反洗是一个重要操作(operate)步骤(procedure)。良好的反洗操作,既要使树脂层中的污物及碎树脂被冲洗掉,又要保证粒状树脂不被冲走而损失(loss)。要达到上述要求,必须保持树脂层适宜的展开率。各种树脂的反洗展开率可从产品(Product)说明上查的。
 
  离子交换树脂清洗水比耗
 
  为了清洗掉再生时再生产(Produce)物和残留的再生剂,必须对树脂层进行清洗。单位体积树脂清洗时所消耗(consume)的水量,称为清洗水比耗,若果清洗水比耗超过上述数值,又排除(Remove)了设备死角、水流分配不均等因素的影响,就认为此数值的清洗特性(characteristic])不佳。
 
 
离子交换树脂
 
  离子交换树脂层的水流阻力(zǔ lì)
 
  阴阳离子交换树脂层的水流阻力的大小,会影响到设备的出力。树脂层的水流阻力与树脂层的高度、树脂的粒径、树脂的表面状况、水的流速、水温等因素有关。
  当树脂中有较多的碎树脂时,极易造成交换器通流部分的堵塞,此时,水流阻力将明显增加,影响设备的正常运行。另外,当弱酸树脂粒比较软时,由于他的转型膨胀(inflate)率比较大,而水流压力(pressure)有限制了树脂层的膨胀,此时就会引起树脂颗粒变形,导致通流空间(Space)减小,水流阻力增大,所以在选用弱酸树脂时应注意(attention)颗粒的刚性。
 
  离子交换树脂分层性能
 
  如果两种不同的树脂置于同一交换器内(如双层床和混床),工艺上往往要求两种树脂的分层界面清晰。
  离子交换树脂的分层性能和它的颗粒大小和密度有关。也就是说,在反洗分层时,处于上层和处于下层的树脂,其沉降速度应保持一定的差值,只有这样,才能保持树脂分层清晰,按目前的资料(Means),这一差值可按20-40m/h考虑(consider)。

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