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混床树脂工作原理-蓝膜

混床树脂工作原理

发布者:蓝膜 2019-08-26 |

混床树脂主要用于水净化工业中,用于抛光工艺用水以达到脱矿水质(如反渗透系统后)。混合床的名称包括强酸阳离子交换和强碱阴离子交换树脂。

混床树脂主要用于水净化工业中,用于抛光工艺用水以达到脱矿水质(如反渗透系统后)。混合床的名称包括强酸阳离子交换和强碱阴离子交换树脂。

典型应用包括:
超纯水生产
脱矿质
冷凝水抛光(锅炉给水)
微电子清洁
制药
 
混床树脂的作用:
去离子(或去矿化)仅仅意味着去除离子。离子是在水中发现的带电原子或分子,具有净负电荷或正电荷。对于许多使用水作为漂洗剂或成分的应用,这些离子被认为是杂质,必须从水中除去。
带正电荷的离子称为“阳离子”,带负电荷的离子称为“阴离子”。离子交换树脂分别用氢和羟基交换不需要的阳离子和阴离子,形成纯水(H2O),它不是离子。以下是市政用水中常见的离子列表。
 
混床树脂工作原理:
混床树脂用于生产去离子(去矿物质或“DI”)水。这些树脂是小塑料珠,由有机聚合物链组成,其具有内置于树脂珠中的带电官能团。每个官能团具有固定的正电荷或负电荷。
阳离子树脂具有负性官能团,因此吸引带正电荷的离子。有两种类型的阳离子树脂,弱酸阳离子(WAC)和强酸阳离子(SAC)。弱酸阳离子树脂主要用于脱碱和其他独特应用。因此,我们将重点解释用于生产去离子水的强酸阳离子树脂的作用。
阴离子树脂具有正官能团,因此吸引带负电荷的离子。有两种类型的阴离子树脂;弱碱阴离子(WBA)和强碱阴离子(SBA)。两种类型的阴离子树脂都用于生产去离子水,但是,它们具有以下不同的特性:
当在混床系统中使用时,WBA树脂不能除去二氧化硅,CO2或具有中和弱酸的能力并且具有低于中性的pH。
混床树脂去除上表中的所有阴离子,包括CO2,并且由于钠泄漏而在双独立床系统中使用时具有高于中性的pH。
混床树脂结合使用SAC和SBA树脂。
为了生产去离子水,阳离子树脂用盐酸(HCl)再生。氢(H+)带正电荷,因此将其自身附着在带负电的阳离子树脂珠上。阴离子树脂用氢氧化钠(NaOH)再生。羟基(OH-)带负电荷并将其自身附着在带正电荷的阴离子树脂珠粒上。
不同的离子被吸引到具有不同强度的树脂珠粒上。例如,钙比钠更强烈地吸引阳离子树脂珠。阳离子树脂珠粒上的氢和阴离子树脂珠粒上的羟基对珠粒没有强烈的吸引力。这是允许进行离子交换的原因。当带正电荷的阳离子流过阳离子树脂珠粒时,阳离子交换为氢气(H+)。同样,当带负电荷的阴离子流过阴离子树脂珠粒时,阴离子与羟基(OH-)交换。当你结合氢(H+)和羟基(OH--),你形成纯H2O。
最终,阳离子和阴离子树脂珠上的所有交换位点都用完了,并且罐不再产生去离子水。此时,树脂珠粒需要再生以使它们再次使用。
 
为什么会选用混床树脂?
因此,在水处理中需要使用至少两种类型的离子交换树脂来制备超纯水。一种树脂将去除带正电的离子,另一种树脂将去除带负电的离子。
 
在混床系统中,阳离子树脂总是排在第一位。当城市用水进入充满阳离子树脂的罐时,所有带正电荷的阳离子被阳离子树脂珠吸引并交换为氢。带负电荷的阴离子不会被阳离子树脂珠吸引并通过。例如,让我们检查一下给水中的氯化钙。在溶液中,钙离子带正电荷并将其自身附着到阳离子珠上并释放氢离子。氯化物具有负电荷,因此不会将其自身附着在阳离子树脂珠上。具有正电荷的氢将自身附着在氯离子上,形成盐酸(HCl)。来自SAC交换器的所得流出物将具有非常低的pH并且比进入的给水具有高得多的电导率。
阳离子树脂的流出物由强酸和弱酸组成。然后,该酸性水将进入填充有阴离子树脂的罐中。阴离子树脂将吸引带负电的阴离子如氯离子并将它们交换为羟基。结果是氢(H+)和羟基(OH--),其形成H2O.
实际上,由于“钠泄漏”,混床系统不会产生真正的H2O。如果钠泄漏通过阳离子交换罐,则它与羟基结合形成氢氧化钠,其具有高导电性。发生钠泄漏是因为钠和氢对阳离子树脂珠具有非常相似的吸引力,并且有时钠离子不会自身交换氢离子。
在混床系统中,强酸阳离子和强碱阴离子树脂混合在一起。这有效地使混合床槽在一个罐中起数千个混床单元的作用。阳离子/阴离子交换在树脂床内反复进行。由于发生了大量重复的阳离子/阴离子交换,解决了钠泄漏问题。通过使用混合床,您可以生产最高质量的去离子水。


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