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离子交换树脂的分类和选用

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离子交换树脂的分类和选用

离子(ion)交换树脂的分类和选用——离子交换树脂,离子交换树脂分类,离子交换树脂选用

离子交换器的出力 
    自用水率为离子交换器每周期中反洗、再生、置换、清洗过程(process)中耗用水量的比例 
运行流速 
水和再生液流过交换器的速度(运行流速)有两种表示方法(method)。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。 
线速度υ。水通过离子交换器的平均速度,单位为m/h。
   υ=Q/F 

  (2)空间流速sυ。水通过单位交换剂体积VR的速度,单位为m³(h·m³R)。 
sυ=Q/VR
sυ=υ/HR 
式中VR—交换剂体积,m³, 
    F一离子交换器的截面积,㎡; 
    HR一交换剂层高度,m; 
   Q一处理水量,m³/h。
运行流速对交换剂的工作(job)交换容量、离子的泄漏量及离子交换器的工作周期都有影响。空间流速:v以交换剂体积为单位,可用来衡量再生液与树脂接触的时间、决定工艺( technology)参数,也称交换器的负荷。以sυ估算交换器的出水量,见表3-10。

  三、交换剂层高度H 
1.交换剂层与原水水质关系 
为了保证出水水质及一定的交换容量,交换剂层要保持一定高度。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。交换剂层与原水水质关系见表3-11。
交换剂层阻力 
    顺流离子(ion)交换器通过床层的阻力损失(见图3-4)数据一般由试验得出,也可由经验公式估算。 
反洗树脂膨胀(inflate)率 
顺流再生设备反洗与逆流再生设备反洗(包括小反洗与大反洗)都是从树脂层下部进水,使树脂层松动并冲洗去除(qùchú)截留在树脂层表面的悬浮物和碎树脂,以提高树脂的再生效率。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。混床通过反洗使阳、阴树脂分层。反洗时,树脂层处于悬浮状u";增加了树脂层的孔隙度,相应层高要比原来增加,设计(Design)设备本体总高度要考虑反洗树脂膨胀高度。不同树脂、不同水温在同样反洗强度下,树脂膨胀率(也称展开率)是不同的,目前一般反洗树脂膨胀率都控制(control)在80%~l00%左右。为了防止(fáng zhǐ)反洗流量控制不当,造成树脂流失可采取在反洗排水管上装反先流量控制器的措施(指针对问题的解决办法)。由于离子交换器的反洗流量小于运行(Windows)进、出水量,因此可在进、出水装置上装设滤网或采用双流量水帽,这种水帽内装有一个小球,反洗时小球上浮改变出水面积,控制反洗流量。反洗结束后,树脂还处于悬浮状态,需要重力沉降后进行再生。对阳树脂约需5 min,阴树脂约需10min。一般为避免稀释再生剂采用放水沉降。钠(Sodium)离子交换器采用盐溶解器再生时,不采用放水沉降,因盐溶解器匆期盐液体浓度很高。
 
离子交换器的运行(Windows)周期T 
    运行周期为单台离子交换器从再生投人运行后到失效为止所经过的时间。运行周期与每台离子交换器的出力、系统组合(并联母管制与串联单元制)、再生需要时间、再生方式等因素有关。除盐系统再生总需时间约4h,每台离子交换器的运行周期不应小于8h(具体根据自动操作或手动操作条件决定),这样单台离子交换器一天再生不超过2次。运行周期的计算。
离子交换剂工作交换容且Eo    
离子交换剂工作交换容量(Capacity)与交换剂性能、运行条件、再生方式、进水水质、失效终点等因素(factor)有关,在设计选择系统时,主要采用相近的运行经验(experience)数据(data)和制造厂提供的资料(Means)。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。
强型树脂的工作交换容量Eo(见表 3-12) 
在一级除盐系统中,也有采用工作交换容量大的丙烯酸(Acerbity)系阴离子,这是在交联丙烯酸骨架上带有季馁基〔-N(CH3)30H]的强碱(Alkali)性阴离子交换树脂,商品牌号为213,其理化性能与应用(application)参考指标见表3-13. 
弱型树脂的工作交换容量Eo 
弱酸阳离子交换树脂
弱酸阳离子交换树脂的工作交换容量受再生剂比耗、平均出水硬度、Na+浓度(concentration)(平均出水Na+浓度约等于进水Na+浓度)、钙硬比(在一般天然水质条件下,平均出水钙离子浓度与硬度之比小于0-3)、进水pH值(进水pH值降到6.5时,工作交换容脂适用条件参见表3-14。在经济比耗下,弱酸树脂的工作交换容量可达到2000 - 2600,实际应用中选择范围(fàn wéi)为1800~2300mol/m3。 
在脱碱软化系统中的单流式阳离子交换器采用D113弱酸阳离子交换#HN,最低再生剂用量有一个限度,如再生剂用量偏低会造成底层树脂的反交换,使出水硬度持续偏高而不合格,需要延长清洗时间,D113工作交换容量与自用水率关系见图3-5. 
弱碱(Alkali)阴离子交换树脂 
弱碱阴离子交换树脂工作交换容量(Capacity)受再生剂比耗(为使树脂免受有机物污染,不应小于1. 2)、进水有机物污染指数(污染指数高即有机物含量高而酸度低)、进水COZ浓度(concentration)、树脂颗粒直径等因素影响。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。弱碱阴离子交换树脂适用条件参见表3-15。弱碱树脂层周期出水平均Si0:和COZ浓度与进水基本相等。正洗水耗过大,会使工作交换容量降低(reduce)。使用中,因污染和交换基因降解,工作交换容量会逐年下降,弱碱阴离子交换树脂的工作交换容量实际应用中选择范围为800^-1200mol/m³。
 
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