離子交換分離技術論文

　　離子交換借助于固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換，以達到提取或去除溶液中某些離子的目的，下面是小編精心推薦的一些離子交換分離技術論文，希望你能有所感觸!

　　離子交換分離技術論文篇一

　　離子交換除鹽水技術研究

　　摘 要 本文主要是對離子交換除鹽水的原理、過程進行簡單介紹，重點總結了該技術在實際運行中的技巧和方法，采用樹脂激活技術恢復樹脂活性，效果良好。

　　關鍵字 離子交換;除鹽水;樹脂激活技術

　　中圖分類號TQ9 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)96-0170-02

　　在眾多以生產(chǎn)聚氯乙烯、氯堿產(chǎn)品為主的綜合性化工企業(yè)中，除鹽水是其生產(chǎn)過程中的重要材料，到目前為止，離子交換法是化工生產(chǎn)中最為常用的制備方法之一。

　　1 離子交換除鹽原理

　　離子交換除鹽采用的是離子交換反應原理，即在離子交換除鹽過程中，原水經(jīng)過陽離子交換器、陰離子交換器，進行離子交換，去除水中的陰、陽離子，得到除鹽水。長時間運行后，離子交換樹脂達到交換飽和，失效，樹脂從酸(堿)型轉(zhuǎn)變成了鹽型，此時可以用相應的酸堿使失效的樹脂再生，恢復其交換能力。

　　2 運行過程

　　離子交換法除鹽水過程主要分成三部分：水質(zhì)預處理、離子交換和酸堿再生，整個工藝的核心是離子交換，在樹脂的選擇上要綜合考慮原水水質(zhì)、產(chǎn)水指標等各種因素，一般陰離子交換器采用大孔型弱堿性的苯乙烯系陰離子交換樹脂(D301)和強堿性的苯乙烯系陰離子交換樹脂(201X7)，陽離子交換器采用大孔型弱酸性的丙烯酸系陽離子交換樹脂(D113)和強酸性的苯乙烯系陽離子交換樹脂(001X7)。

　　3 除鹽技術中的技巧和方法

　　3.1 進水溫度的控制

　　水溫的變化對強性樹脂影響較小，對弱性樹脂有明顯的影響。高溫能夠加快離子的運動、降低樹脂外水膜的厚度，利于進行交換反應。然而，高溫還會降低樹脂對離子的吸附強度，甚至影響樹脂壽命，因此，進水溫度控制在20～40℃為宜。

　　3.2 樹脂再生技巧

　　樹脂再生十分重要，主要存在兩方面的影響，一是影響后續(xù)運行時的工作交換容量、出水水質(zhì)，二是再生劑的使用量決定著該系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。對再生效果能夠造成的影響因素很多，通常而言主要是再生液的濃度、用量和流速。從理論公式入手，得知再生劑的有效量等于交換劑的總工作交換容量。但是，實際應用中并非如此，再生劑不可能被完全利用，即其利用率不可能達到100%，一般約30%～50%，因此，實際應用的再生劑量比理論量大兩到三倍。再生劑用量和樹脂的再生程度之間的關系并不是簡單的正比關系，起初，再生劑量越多，樹脂再生程度越高，當再生劑用量達到一定數(shù)額，即四倍于理論量時，樹脂的再生度變化減緩。若此時仍然利用加大再生劑數(shù)量提高樹脂的再生程度，其效果并不理想。綜上所述，樹脂再生程度最好選取在60%～80%之間。理論上，再生液濃度越高，再生反應的越徹底。但是，再生液濃度同再生液容量一樣，只在一定范圍以內(nèi)效果顯著，并且對于再生液濃度而言，如果超出范圍，反而影響再生效果，再生效果不升反降。從實際情況來看，如果采用再2%～3%的生液濃度，再生流速，五到七米每小時的再生液和半個小時或者一個小時的樹脂接觸時間，其再生效果最佳，此時，再生劑的經(jīng)濟比耗為1.1～1.3。另外，對于浮動床起床時，需要托起樹脂層，在這個過程中必須平穩(wěn)均勻的用力，避免打亂樹脂的排列次序，破壞水質(zhì)。在進行實際操作過程中，最好事先進行試驗調(diào)整某些設置參數(shù)，即保證再生程度，又不損失經(jīng)濟效益。

　　3.3 定期擦洗

　　離子交換樹脂定期擦洗十分重要，她決定了離子交換器正常運行能夠連續(xù)進行。交換器工作時間久后，難免會有雜質(zhì)、破碎的樹脂、殘留微生物等在樹脂中殘留，并且，微生物還會不斷繁殖，因此，樹脂的定期擦洗工作十分必要。擦洗采用空氣擦洗、水擦洗重復交替的方式進行，直到出水達到標準。在樹脂被污染，運行壓差顯著增加、出力降低或者出水水質(zhì)惡劣的情況下，應該適當?shù)脑黾硬料搭l率。擦洗樹脂較容易破壞其樹脂原有的分層狀態(tài)，因此，擦洗過的樹脂需要進行再生，否則，可能會惡化出水水質(zhì)。樹脂再生時，可以結合新樹脂預處理方法，再生劑用量和濃度加倍，或者連續(xù)兩次再生，以保證出水質(zhì)量、周期制水量。

　　3.4 樹脂的定期檢查

　　離子交換樹脂在使用的過程中，由于污染、破碎、降解等各種因素，都可能降低其交換容量、交換速度以及交換能力的大小，而且，這種影響在初期表現(xiàn)的比較明顯，隨著時間的增加影響逐漸減小。因此，為了防止交換器效果不佳或是失效，應該在除鹽過程中及時調(diào)整樹脂的用量及其再生水平。比如說，當水質(zhì)發(fā)生改變時，為確保交換器有足夠的處理能力，應該對樹脂用量以及再生劑的用量進行合理有效地調(diào)整;若是因外力因素如機械力而造成的破碎損失，可以通過定期補充新的樹脂來保證交換器的處理能力;若是交換樹脂的整體交換容量變小，則應根據(jù)需要對其進行部分或全部更換，以此來維持交換器的處理能力。

　　在離子交換(包括陽離子交換及陰離子交換)水處理中，必須定期(通常是一年)對交換器內(nèi)的樹脂量以及離子樹脂的交換能力進行檢查，這樣才能更好地掌握樹脂的交換能力，并對交換能力下降的樹脂進行適時補充及更換。通常情況下，陽離子交換樹脂在交換能力方面相對比較穩(wěn)定，不會有很大的變化，因而只需補充因破碎而損失的樹脂即可。而陰離子交換樹脂較陽離子交換樹脂而言，穩(wěn)定性較差，表現(xiàn)為交換容量容易下降，因此，不能單單只對破碎的樹脂進行補充。正確的做法是，用新的樹脂取代樹脂層上部膨脹度大且細碎的樹脂，補充樹脂時，以“舊補舊，新補新”為操作原則，以更好的發(fā)揮新樹脂的作用。此外，有必要時，需對樹脂進行全部替換。

　　需要指出的是交換器的交換能力受樹脂量以及再生劑用量雙方面的影響，因此在除鹽初期，交換器處理能力顯著下降的情況下，應適當加入再生劑，以提高交換器的處理能力。

　　3.5 除二氧化碳器

　　除二氧化碳器的作用有兩個：一是除掉溶解在水中的酸性氣體CO2，最大限度地降低其對金屬設備的腐蝕;二是減輕陰離子交換樹脂的負荷?？梢姵趸计髻|(zhì)量的好壞會對陰離子交換器的處理能力造成直接影響，必須把好其質(zhì)量關。具體做法是：加強對除二氧化碳器以及相關閥門和管線的質(zhì)量檢查，遇到問題需及時分析處。通常，夏季的水處理量較冬季要小，因而可以選擇在夏季運用檢查、處理切換進行的方法，檢查維修除二氧化碳器，以確保其正常運行。

　　4 結論

　　本文僅僅對離子交換除鹽水技術進行了簡單的分析，在現(xiàn)實運行中，還存在很多影響因素，也是不可忽視的，這需要我們在生產(chǎn)實踐中不斷的摸索總結，逐步完善這一技術。

　　參考文獻

　　[1]姚繼賢，等.工業(yè)鍋爐水處理及水質(zhì)分析[M].勞動人事出版社.

　　[3]王煥梅.有機化工生產(chǎn)技術[M].北京：高等教育出版社，2007.

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