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離子交換設(shè)備介紹
離子交換系統(tǒng)是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進行置換的一種傳統(tǒng)水處理工藝，陰、陽離子交換樹脂按不同比例進行搭配可組成離子交換陽床系統(tǒng)，離子交換陰床系統(tǒng)及離子交換混床（復(fù)床）系統(tǒng)，而混床（復(fù)床）系統(tǒng)又通常是用在反滲透等水處理工藝之后用來制取超純水，高純水的終端工藝，他是目前用來制備超純水、高純水不可替代的手段之一。其出水電導率可低于1uS/cm以下，出水電阻率達到1MΩ.cm以上，根據(jù)不同的水質(zhì)及使用要求，出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應(yīng)用在電子、電力超純水，化工，電鍍超純水，鍋爐補給水及醫(yī)藥用超純水等工業(yè)超純水，高純水的制備上。
離子交換設(shè)備超純水制備工藝的特點及應(yīng)用領(lǐng)域
離子交換設(shè)備是傳統(tǒng)的去離子水設(shè)備，它的產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，造價相對較低。在以往的電廠鍋爐補給水都是采用陽床+陰床+混床處理工藝。
近年來，隨著反滲透、EDI等工藝的發(fā)展，離子交換設(shè)備操作復(fù)雜，不容易實現(xiàn)自動化，浪費酸堿，運行成本高等缺點更加突出，目前更多的應(yīng)用于反滲透的深度處理。
小型的離子交換設(shè)備常采用有機玻璃交換柱，有利于觀察樹脂運行情況。如混合離子交換器再生分層是否充分，陽離子是否“中毒”等，樹脂損耗情況等。
大型的離子交換設(shè)備則采用碳鋼內(nèi)襯環(huán)氧樹脂或襯膠，中間預(yù)留可視裝置，以便于離子再生時在線觀測再生液水位狀況。
1、工業(yè)超純水處理工藝，是目前工業(yè)用超純水的制備上應(yīng)用zui多的一種工藝之一。
2、食品工業(yè)離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。
3、制藥工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。*的開發(fā)成功即是突出的例子。
4、合成化學和石油化學工業(yè)在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。
5、電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等。
6、濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
離子交換設(shè)備的預(yù)處理
陽離子交換樹脂的預(yù)處理
先用清水對樹脂進行沖洗，然后用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時，在酸堿之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重復(fù)2~3次，每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。zui后一次處理應(yīng)用4~5%的HCl溶液進行，放盡酸液，用清水淋洗至中性即可待用。
陰離子交換樹脂的預(yù)處理
先用清水對樹脂進行沖洗，然后用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時，在堿酸之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重復(fù)2~3次，每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。zui后一次處理應(yīng)用4~5%的NaOH溶液進行，用放盡堿液，用清水淋洗至中性即可待用。
離子交換設(shè)備再生工藝
離子交換樹脂在使用一段時間后，吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)，就要進行再生處理，使之恢復(fù)原來的組成和性能。目前，國內(nèi)樹脂的再生常用化學藥劑酸堿法使失效的樹脂恢復(fù)交換能力，酸的使用通常采用HCl或H2SO4，調(diào)配濃度為3-5%左右；堿的使用一般采用NaOH，調(diào)配濃度為3-5%左右。
一、反洗分層：
反洗流速10米/時，反洗時間15分鐘，以沉降后陽，陰樹脂層界面是否清晰判別分層效果。
二、進再生液：
用20分鐘左右的時間泵完所需的再生液，浸泡2-3個小時后采用正洗的方法，陰樹脂沖洗至出水堿度PH=8-9左右，陽樹脂沖洗至出水酸度PH=5-6左右。
三混合：
從底部進入氮氣（也可用壓縮空氣，真空抽氣等）進行混合，進氣壓0.1~0.15MPa，進氣量2.5~3.0米3/（米2·分），混合時間一般為5～10分種，以柱內(nèi)樹脂充分混合為終點。
離子交換設(shè)備的工作原理
采用離子交換方法，可以把水中呈離子態(tài)的陽、陰離子去除，以氯化鈉（NaCl）代表水中無機鹽類，水質(zhì)除鹽的基本反應(yīng)可以用下列方程式表達：
1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+ R—Na+H+
2、陰離子交換樹脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應(yīng)式即可寫成：
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應(yīng)生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。
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