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离子交换技术、原理及应用范围

发布日期:2018-08-13   作者:环保水处理设备   分享:

离子交换技术

离子交换是指水通过离子交换柱时,水中的阳离子和水中的阴离子(HCO-等离子)与交换柱中的阳树脂的H+离子和阴树脂的OH-离子进行交换,从而达到脱盐的目的。

离子交换技术

离子交换树脂是一类带有功能基团的不溶性高分子化合物,离子交换树脂的结构由高分子骨架、离子交换基团和空穴三部分所组成。其可通过对被交换物质的离子交换和吸附,达到物质的分离、置换、提纯、浓缩、富集等效果。离子交换树脂最宝贵的性质是离子交换反应的可逆性,树脂在应用失效后,可用酸、碱或其它再生剂进行再生,恢复其交换能力,使离子交换树脂能够长期反复地使用。

离子交换树脂的分类

离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类)。

离子交换技术

离子交换运行原理

实际化学除盐过程中,离子交换反应都在离子交换器上进行,称为“柱上操作”。当水流通过离子交换层时,一段时间后,树脂分为三层,上层失效的树脂为“失效层”,中层正在进行交换的为“交换层”,下层尚未进行交换的为“保护层”。
随着交换器运行时间的延长,失效层逐渐增加,工作层不断下降,当工作层下降到保护层极限时,开始出现离子泄露的情况,直到工作层完全失效时,离子交换需进行再生。

在工作运营中影响离子交换的因素

1.水流速越大,工作层越厚。高流速下,水与树脂的接触时间短,要把水中的离子降到一定层度,必须在较厚的工作层中完成。一般来说,流速在60m/h以下,水流处于层流状态,对于树脂的工作交换量影响不大,但超过此流速会造成工作层明显加厚,工作交换量降低。
目前,固定床一级化学除盐设备的运行流速一般选为10-30m/h,最高40 m/h。运行流速的选择与进水水质,运行周期和树脂交换容量有关。
2.树脂颗粒越大,工作层越厚。
3.进水中的离子浓度越高,工作层越厚。离子越多,交换反应时间越长,交换层也越厚。
4.与交换剂的空隙和水温有关。一般说来,温度升高,可以减少树脂颗粒外水膜的厚度,有利交换反应,但水温升高,树脂的吸附能力会降低,甚至影响树脂寿命,正常情况建议水温20-30℃(对除硅来说,最佳水温12℃)
5.其它一些因素。
在火力发电厂的(水、气质量标准)中,明文规定:一级除盐水电导不大于5us-cm,Sio2含量不高于100ug/L的标准。
离子交换技术的应用范围
除盐水、软化水、湿法冶金、贵重金属分离、提纯维生素、土霉素等医药方面应用,饮料糖浆脱色、以及核电工业用于吸收放射元素的核级树脂等。食品饮料、制药、表面处理、工业纯水及高纯水设备。

离子交换设备

主要类型有:
①搅拌槽(见传质设备),适用于处理粘稠液体。当单级交换达不到要求时,可用多级组成级联。
②固定床离子交换器,也称离子交换柱,是用于离子交换的固定床传质设备,应用最广。
③移动床离子交换器,是用于离子交换的移动床传质设备,由于技术上的困难尚未得到工业应用。

  石家庄宇泉环保设备有限公司成立于2004年,占地130亩、建有高标准厂房16000平方米,现有员工180多名,其中高级职称工程师30余人。公司现有水处理设备、水处理器、水过滤器、循环水处理设备、污水处理设备、化工设备四大系列三十多个品种。

  石家庄宇泉环保水处理设备公司现有以下产品系列:

  1、智能型自洁过滤机 2、全程综合水处理器 3、全自动反冲洗过滤器 4、高频电子水处理仪 5、全自动软水器 6、机械过滤器及精密过滤器 7、旋流除砂器 8、手摇刷式过滤器 9、旁流水处理器 10、分水器、集水器、定压罐等非标产品11、换热器及换热机组 12、二氧化氯发生器、紫外线消毒器 13、各种焊接及组合式水箱 14、变频调速恒压供水设备及深井变频调速设备 15、中水及污水处理设备等。

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