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阴阳混床纯水设备中树脂的应用

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阴阳混床纯水设备中树脂的应用


  混床是混合离子(ion)交换柱的简称(ME),是针对离子交换技术(Technology)所设计(Design)的设备(shèbèi)。阴离子交换树脂离子交换树脂含有一定水份,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(25%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。阴离子交换树脂离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.1~1mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、对阴离子的吸附。离子交换树脂孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。所谓混床,就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置(device)中,对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳树脂的比重比阴树脂大,所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。一般阳、阴树脂装填的比例为1:2,也有装填比例为1:1.5的,可按不同树脂酌情考虑(consider)选择(Select)。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式混床在运行(Windows)及整个再生过程(process)均在混床内进行,再生时高流速混床树脂不移出设备以外,且阳、阴树脂同时再生,因此所需附属设备少,产水好、操作(operate)简便等特点。
  阴阳混床纯水设备工艺( technology)及高流速混床树脂
  确将阴阳树脂按一定比例均匀(jūn yún)混合装在一个交换器里。为了便于混合床中阳、阴树脂的分层,混合床中阴、阳树脂的湿真密度(单位:g/cm3或kg/m3)应大于15%~20%,混合床中阴、阳树脂装填比例的原则是阴、阳树脂同时失效,当进水水质不同时,其比例要随之调整。对于锅炉(Boilers)给水处理(processing)的混合床,常用的树脂体积(volume)比为:阴树脂:阳树脂=
  2:1;对于凝结(condensation)水处理(processing)的混合床,由于进水中有大量氨存在,其阴树脂:阳树脂=
  1:2。混合床的工作(job)过程由反洗分层、再生、树脂混合、正洗、交换运行等操作骤组成。
  1、混床的反洗分层
  反洗分层是混合床运行操作中的重要步骤(procedure)之一。即向经反洗预分离的树脂内加入介于两种树脂之间的溶液(róng yè)(如NaCI和NaOH溶液),使小于溶液密度的各种大小颗粒的阴树脂浮起,而使大于溶液密度的各种大小颗粒的阳树脂沉于底部。
  2、混床的再生
  再生有三种方法(method)。
  A、 酸(Acerbity)、碱(Alkali)分别流经阳、阴树脂层的两步法再生。(a)反洗分层后,从上部送入NaOH再生液再生阴树脂,废液从阴、阳树脂分界处的排液管排出,为防止(fáng zhǐ)碱液污染(pollute)阳树脂,在再生同时,由底部通入清洗水通过阳树脂由中间排液管排出;(b)从下部通入再生阳树脂用的酸液,废液同样由分界处排液管排出,同样为防止酸液污染阴树脂,由上部送入清洗水通过阴树脂层由中间排液管排出;(c)用除盐水分别由底部和上部送入,自下而上清洗阳树脂层至排水酸度降至0.5mmol/L以下为止,由上而下清洗阴树脂层至排水OH-碱度(alkalinity)降到0.5mmol/L为止。
  B、酸、碱同时流经阳、阴树脂层体内再生(a)树脂反洗分层后,再生时,由交换器上下同时送入再生用的碱液和酸液,分别流经阴、阳树脂层后,由中间排液装置同时排出;(b)清洗水亦同样由交换器上下送入,分别流经阴、阳树脂层后,由中间排水装置同时排出。
  C、阴阳树脂移出体外再生:阴阳树脂移出体外再生法是将阴树脂移出混合床至专用的阴树脂再生罐,然后送入再生液进行再生。混合床再生剂比耗,阳树脂一般为理论量的2倍,阴树脂为理论量的3倍。
  3、阴、阳树脂的混合
  树脂混合时,先使交换器中的水高出树脂层表面100~200mm,再通入洁净的压缩(compression)空气,使分层的树脂重新混合均匀,立即快速排水,迫使整个树脂层迅速下落,以免阴、阳树脂由于密度不同而在缓慢下沉时再次分层。
  4、正洗
  混合后的树脂层要用除盐水以10~20m/h的流速进行正洗,直至出水的电导率和硅(silicon)酸含量合格时再投入运行。
  5、交换运行
  混合床的交换运行一般在较高的流速(一般为50~100m/h)下进行。

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