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鍋爐軟水樹脂的反應與再生問題剖析
閱讀：36 發(fā)布時間：2024-11-15| 提 供 商 | 廊坊森納特化工有限公司 | 資料大小 | 38.7KB |
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鍋爐軟水樹脂的反應與再生問題剖析
產品名稱:001×7強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂
產品詳細信息:
二、國外對應牌號
美國：Amberlite IR-120; Dowex 50-X8; 德國：Lewatit S-100;日本：Diaion SK-1B
三、執(zhí)行標準
GB13659
四、理化性能
指標名稱 | 001×7H/Na | 001×7FC H/Na | 001×7MB H/Na |
全交換容量 mmol/g≥ | 4.60/4.50 | 4.60/4.40 | |
體積交換容量mmol/ml≥ | 1.75/1.90 | 1.70/1.80 | |
含水量 | 51-56/45-50 | ||
濕視密度g/ml | 0.75-0.85/0.77-0.87 | ||
濕真密度g/ml | 1.24-1.29/1.25-1.29 | ||
粒度 | (0.315 | (0.45 | (0.71 |
(< | (< | (> | |
有效粒徑mm | 0.40-0.60 | ≥0.05 | 0.75-0.95 |
均一系數(shù)≤ | 1.60 | 1.40 | |
磨后圓球率 ≥ | 90 | ||
外觀 | 金黃至棕褐色球狀顆粒 | 金黃至棕褐色球狀顆粒 | 金黃至棕褐色球狀顆粒 |
出廠型式 | Na | Na | Na |
用途 | 通用 | 浮動床 | 混床 |
出廠型式：Na型 外觀：金黃至棕褐色球狀顆粒。
五、運行參考指標：
1．PH范圍：1-14
2．高使用溫度：氫型≤
3．轉型膨脹率：（Na+→H+）8-10
4．工業(yè)用樹脂層高度：
5．再生液濃度 NaCl:8-10,
HCl:4-5
6．再生液用量：
NaCl（8-10）體積：樹脂體積=1.5-2:1
HCl(4-5)體積：樹脂體積=2-3:1
7．再生液流速： 5
8．再生接觸時間： 45-60 min
9．正洗流速： 10
10．正洗時間： 約30 min
11．運行流速： 15
12．工作交換容量：≥1000mol/m3
六、用途
主要用于水的處理（包括硬水軟化、高壓爐水、無離子水、注射水、海水淡化等），廢水中貴金屬的回收，抗生素的提純，代替人體內腎臟的作用。
七、包裝及貯運
鍋爐軟水樹脂的反應與再生問題剖析
一、交換能力
氫型陽離子交換樹脂在水中可解離出氫離子(H+)，當遇到金屬離子或其它陽離子，就發(fā)生互相交換作用，但交換后的樹脂，就不再是氫型樹脂了。例如，當水中的陽離子如鈣離子、鎂離子的濃度相當大時，磺酸型的陽離子交換樹脂中的氫離子，可和鈣、鎂離子進行交換，而形成鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂，如下式：2R-SO3H+Ca2+→(R-SO3)2Ca+2H+(鈣型強酸性陽離子樹脂)2R-SO3H+Mg2+→(R-SO3)2Mg+2H+(鎂型強酸性陽離子交換樹脂)氫型陽離子交換樹脂的交換能力與被交換的陽離子的價數(shù)有密切關系。在常溫下，低濃度水溶液中，交換能力隨離子價數(shù)增加而增加，即價數(shù)越高的陽離子被交換的傾向越大。此外，若價數(shù)相同，離子半徑越大的陽離子被交換的傾向也越大。如果以自來水中經常出現(xiàn)陽離子列為參考對象。
離子交換樹脂
二、交換容量
離子交換樹脂進行離子的交換反應的性能，主要由交換容量表現(xiàn)出來。所謂交換容量是指每克干樹脂所能交換離子的毫克當量數(shù)，以mol/g為單位。當離子為一價時(如K+)，其毫克當量數(shù)即為其毫克分子數(shù)，對于二價(如Ca2+)或更多價離子(如Fe3+)，其毫克當量數(shù)即為其毫克分子數(shù)乘以其離子價數(shù)。交換容量又分為總交換容量、操作交換容量和再生容量等三種表示方法?？偨粨Q容量表示每克干樹脂所能進行離子交換反應的化學基總量，屬于理論性計量。操作交換容量表示每克干樹脂在某一定條件下的離子交換能力，屬于操作性計量，它與樹脂種類、總交換容量，以及具體操作條件(如接觸時間、溫度)等因素有關，可用于顯示操作效率。再生容量表示每克干樹脂在一定的再生劑量條件下，所取得的再生樹脂之交換容量，可用于顯示樹脂再生效率。
由于樹脂的結構不同(主要是活性基數(shù)目不同)，強酸性與弱酸性陽離子交換樹脂的交換容量也不相同。一般而言，弱酸性的活性基數(shù)目通常多于于強酸性，故總交換容量較高約7.0~10.5mol/g，相形之下，強酸性僅約3.2~4.5mol/g而已，但在實際應用中，弱酸性的操作交換容量卻不一定高于強酸性，例如，pH值低于5時，弱酸性的操作交換容量為零，根本無交換作用。在pH值為6.5時，兩者的操作交換容量相似；但在堿性溶液中，弱酸性遠高于強酸性。在再生容量方面，弱酸性則通常高于強酸性，故弱酸性的使用壽命會更長一些。
離子交換樹脂
三、再生
離子相對濃度高低對樹脂的交換性質會產生很大的影響。當水溶液中氫離子的濃度相當大時，鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂中的鈣離子或鎂離子，可與氫離子進行交換，重新成為氫型陽離子交換樹脂。換言之，交換反應也可以反方向進行。由于離子交換過程是可逆的，因此當交換樹脂交換了一定量的離子后，可用相對濃度較高的氫離子再取代下來，使之一再重復被循環(huán)使用，這種作用稱為再生。其反應式如下：(R-SO3)2Ca+2H+→2R-SO3H+Ca2+(R-COO)2Ca+2H+→2R-COOH+Ca2+當氫型樹脂中的氫離子，都被其它硬度離子交換后，這些樹脂就沒有軟化水質作用，此時之狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。再生操作主要目的就是將已經達到飽和狀態(tài)的樹脂，利用再生劑洗出所交換來的陽離子，讓樹脂重新再回復到原有的交換容量，或所期望的容量程度，或原有的樹脂型態(tài)等。無論是強酸性或弱酸性陽離子交換樹脂，都可以使用稀硫酸或稀鹽酸作為再生劑，但一般認為以稀硫酸作為再生劑，效果可能會好一些。因為樹脂若吸附有機物的話，稀硫酸較稀鹽酸更能解析出有機物，所以一般工藝多采用稀硫酸為再生劑。不過實際應用時，可能因為硫酸的取得較為困難，所以多使用鹽酸作為再生劑居多。
離子交換樹脂
四、影響再生特性的主要因素
氫型樹脂的再生特性與它的類型和結構有密切關系，強酸性氫型樹脂的再生比較困難，需要的再生酸液的劑量比理論值高許多，而且必須較長的接觸時間。相形之下，弱酸性氫型樹脂的再生則比較容易，需要的再生酸液的劑量僅比理論值高一些，也不需要長的接觸時間。一般認為，在硫酸或鹽酸的用量為其總交換容量的二倍時，每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間是：強酸性約30~60分；弱酸性約30~45分。此外，氫型樹脂的再生特性也與它們的「交聯(lián)度」有關。所謂交聯(lián)度乃是定量樹脂中所含的交聯(lián)劑(如苯乙烯)的質量百分率。通常交聯(lián)度低的樹脂，其特征是聚合密度較低，內部空隙較多，網(wǎng)孔大，對水的溶脹性好，但對離子選擇較弱，交換反應速度快，較易再生，因此每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間較短。反之，交聯(lián)度高的樹脂，則需要較長再生酸液與樹脂接觸的時間。無論強酸性或弱酸性氫型樹脂的「交聯(lián)度」均可以在制造時控制。由于氫型樹脂的網(wǎng)孔不僅提供了良好的離子交換條件，而且也像活性碳一般，能產生分子吸附作用，也可能吸附各種有機物，因此容易受到有機物污染，而影響其操作效率，也使得其再生操作發(fā)生困難。如果樹脂在使用過程中，吸附了有機物，特別是大分子有機物，再生接觸時間必須更久，而且通常要提高溫度(70~80℃)才能除去大部分有機物，以免其效能降低太快，同時在高溫下操作，也可以加速再生反應時間，使浸泡接觸時間得以因而縮短。在這方面應用的再生劑，以硫酸較佳，理由是硫酸在加熱時相當安定，鹽酸則可能會產生有毒的氯化氫氣體。