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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。

是指在离子交换容器内,装填一定高度的树脂,在水流过时,容器内的特殊树脂吸附水中金属离子的过程。

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,其结构由高分子骨架、离子交换基团和空穴三部分所组成。离子交换树脂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。离子交换树脂最重要而可贵的性质,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。

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。

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。

树脂颗粒越大,工作层越厚。

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。

此外,还与交换剂的空隙和水温等因素有关。

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。

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℃)

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。

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。

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