在水制作的工藝上,傳統(tǒng)的離子交換工藝主要體現(xiàn)在工業(yè)水和超水的制水設(shè)備上使用到的一種流程,很多的工業(yè)水處理中運(yùn)用到的離子交換,比如精細(xì)化工行業(yè)、電子電鍍行業(yè)、線(xiàn)路板制作行業(yè),電子、顯示屏制作行業(yè)等等,離子交換設(shè)備在操作過(guò)程中比較簡(jiǎn)單 ,再生環(huán)節(jié)容易,離子交換設(shè)備主要在樹(shù)脂的使用需要良好的選型,樹(shù)脂的型號(hào)的規(guī)格決定水中的好壞和使用周期,
以下是離子交換設(shè)備的一些介紹:
1、離子交換設(shè)備是一種傳統(tǒng)的、工藝成熟的脫鹽處理設(shè)備,其原理是在一定條件下,依靠離子交換劑(樹(shù)脂)所具有的某種離子和預(yù)處理水中同電性的離子相互交換而達(dá)到軟化、除堿、除鹽等功能。
2、離子交換設(shè)備陰陽(yáng)離子的基本原理: 采用離子交換方法,將把水中陽(yáng)、陰離子去除。以氯化鈉(NaCl)代表水中無(wú)機(jī)鹽類(lèi),水質(zhì)除鹽的基本反應(yīng)式: 陽(yáng)離子交換柱方程: 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 具有酸性基團(tuán)。在水溶液中酸性基團(tuán)可以電離生成H 。每種交換樹(shù)脂可以含有一種或數(shù)種離子基團(tuán),按照離子基團(tuán)的電離難易程度可把交換樹(shù)脂分為強(qiáng)性和弱性。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分為強(qiáng)酸性和弱酸性. R-H Na =R–Na H 陰離子交換柱方程: 陰離子交換樹(shù)脂 含有堿性基團(tuán)他們?cè)谒芤褐须婋x并與陰離子進(jìn)行交換。陰離子交換樹(shù)脂按照離子基團(tuán)的電離難易程度分為強(qiáng)堿性及弱堿性。R–OH Cl-=R–Cl- OH-
3、陽(yáng)、陰離子交換柱串聯(lián)以后稱(chēng)為復(fù)合床,其總的反應(yīng)式: R-H R-OH NaCl=R-Na R-Cl H2O 由上面所描述得出,水中的NaCl已分別被樹(shù)脂上的H 和OH-所取代,而反應(yīng)生成物為H2O,達(dá)到了去除水中鹽的作用。
4、混合離子交換柱(混床):將陽(yáng)、陰床尚未交換的剩余鹽類(lèi)進(jìn)一步除去,由于通過(guò)混合離子交換后進(jìn)入水中的H 和OH-立即生成電離度很低(H2O),幾乎不存在陽(yáng)床或陰床交換時(shí)產(chǎn)生的逆交換現(xiàn)象,使交換反應(yīng)進(jìn)行得十分徹底,因而混合床的出水水質(zhì)優(yōu)于陽(yáng)、陰離子交換柱串聯(lián)組成的復(fù)床所能達(dá)到的水質(zhì),能制取度相當(dāng)高的成品水。
5、離子交換設(shè)備是通過(guò)離子交換樹(shù)脂在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的,可去除水中的各種陰、陽(yáng)離子,是目前制備水工藝流程中不可替代的手段。離子交換器分為陽(yáng)離子交換器、陰離子交換器等。 當(dāng)原水通過(guò)離子交換柱時(shí),水中的陽(yáng)離子和水中的陰離子(HCO-等離子)與交換柱中的陽(yáng)樹(shù)脂的H 離子和陰樹(shù)脂的OH-離子進(jìn)行交換,從而達(dá)到脫鹽的目的。陽(yáng)、陰混柱的不同組合可使水質(zhì)達(dá)到更高的要求。
離子交換設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域:
1、水處理- 水處理領(lǐng)域離子交換樹(shù)脂的需求量很大,約占離子交換樹(shù)脂產(chǎn)量的90%,用于水中的各種陰陽(yáng)離子的去除。目前,離子交換樹(shù)脂的較大消耗量是用在火力發(fā)電廠的水處理上,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。
2、食品工業(yè) 離子交換樹(shù)脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如:高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后,再經(jīng)水解反應(yīng),產(chǎn)生葡萄糖與果糖,而后經(jīng)離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹(shù)脂在食品工業(yè)中的消耗量?jī)H次于水處理。
3、制藥行業(yè) 制藥工業(yè)離子交換樹(shù)脂對(duì)發(fā)展新一代的抗菌素及對(duì)原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素的開(kāi)發(fā)成功即是突出的例子。近年還在中藥提成等方面有所研究。
4、合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè) 在有機(jī)合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹(shù)脂代替無(wú)機(jī)酸、堿,同樣可進(jìn)行上述反應(yīng),且優(yōu)點(diǎn)更多。如樹(shù)脂可反復(fù)使用,產(chǎn)品容易分離,反應(yīng)器不會(huì)被腐蝕,不污染環(huán)境,反應(yīng)容易控制等。 甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹(shù)脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應(yīng)而成,代替了原有的可對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的四乙基鉛。
5、環(huán)境保護(hù) 離子交換樹(shù)脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì),這些可用樹(shù)脂進(jìn)行回收使用。如去除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(shù)脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提鈾及提取稀土元素和貴金屬。
1.2、技術(shù)參數(shù):
陰陽(yáng)床參數(shù):
進(jìn)水水源:市政自來(lái)水(也可以地下水或江河水,江河水需進(jìn)行前處理)
b. 進(jìn)水壓力:0.2-0.35MPa c. 進(jìn)水電導(dǎo)率: ≤400us/cm(進(jìn)水電導(dǎo)率高時(shí)可以?xún)山M,多組串聯(lián)使用或反滲透裝置)
d. 出水水質(zhì):電導(dǎo)率