1离子交换树脂性能降解原因
树脂在长期使用中,性能会逐渐下降,表现为出水(即产品)质量降低。影响树脂性能降解的因素很复杂,如树脂体积减少,交换能力下降,球粒裂纹增多,破碎流失等,造成上述现象的原因不外是:
(1)胀缩内应力不均。在使用中树脂内部由于溶胀及收缩变化的不均匀,局部结构中应力不平衡,造成断链裂解。
(2)氧化破坏。体系中的氧化剂,包括酸、碱、溶剂等对树脂骨架及功能基的破坏。
(3)杂质污染。水中杂质堵塞了树脂的内部孔道,阻挡交换吸附。
2离子交换树脂使用前为什么要进行预处理
新树脂常含有反应溶剂、未参加反应的物质和少量低分子量的聚合物、铁、铅、铜等杂质。当树脂与水、酸、碱或其它溶液相接触时,上述可溶性杂质就会转入溶液中,在使用初期污染出水水质。因此,新树脂在投运前要进行预处理,转换为指定的离子型式。
离子交换树脂如何进行预处理
(1)阳离子交换树脂的预处理步骤
首先用清水对树脂进行冲洗(最好为反洗)洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。而后用4~5%的HCl和NaOH在交换柱中依次交替浸泡2~4小时,在酸碱之间用大量清水淋洗(最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗)至出水接近中性,如此重复2~3次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的HCl溶液进行,用量加倍效果更好。放尽酸液,用清水淋洗至中性即可待用。
(2)阴离子交换树脂的预处理步骤
首先用清水对树脂进行冲洗(最好为反洗),洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。而后用4 ~5%的NaOH和HCl在交换柱中依次交替浸泡2 ~4小时,在碱酸之间用大量清水淋洗(最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗)至出水接近中性,如此重复2~3次,每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的NaOH溶液进行,用量加倍效果更好。放尽碱液,用清水淋洗至中性即可待用。
(3)应用于医药、食品行业的树脂,预处理最好先用乙醇浸泡,而后再用酸碱进行交替处理,大量清水淋洗至中性待用。
(4)各种树脂因品种、用途不一,预处理的方法也有区别,预处理时的酸碱浓度及接触时间等,可具体参考各型号树脂的介绍。
(5)预处理中最后一次通过交换柱的是酸还是碱,决定于使用时所要求的离子型式。
(6)为了保证所要求的离子型式的彻底转换,所用的酸、碱应是过量的。
3离子交换树脂贮存、运输应注意什么
(1)离子交换树脂内含有一定量的水份,在贮存和运输过程中应保持这部分水份。离子交换树脂在贮存中若出现脱水,使用前应先将其浸入浓度为10%左右的食盐溶液中,使其缓慢充分膨胀后,再用清水逐渐稀释。切忌将脱水的树脂直接浸入水中,以免树脂体积急剧膨胀而破碎。
(2)离子交换树脂暂不使用时,应以下述离子型式贮存:阳离子交换树脂为钠(Na)型;阴离子交换树脂为氯(Cl)型;弱碱阴离子交换树脂为游离胺型。
(3)离子交换树脂在贮存过程中应防止铁锈、油污、强氧化剂,有机物的污染,以免发生氧化降解、中毒等事故。
(4)离子交换树脂在贮存及运输过程中,应尽量保持5~40℃的温度环境,避免过冷或过热造成树脂被冻裂或加速微生物繁殖而影响产品质量,降低产品性能。
(5)在冬季如没有保温装置,也可将树脂贮存在食盐水中,食盐水的浓度可根据气温而定,避免结冰。
4离子交换树脂运转中的暂停注意事项
在通液或解吸的过程中,为了保持数据的稳定,应尽量避免中途停车。至于反洗、再生、淋洗等其它辅助性操作,则随时都可以停车,但要注意管道闸门关闭,不让液体流干,避免树脂露出液面,否则,不但将气泡引入树脂层,影响后续工作,而且还会使树脂氧化变质。
离子交换树脂在使用中的注意事项
(1)避免干燥、热,避免以硝酸根的型式贮存;
(2)要检验好酸浓度、树脂量、温度、通液时间、流速等情况;
(3)避免污染物引入;
(4)警报系统要经常检查,阀门管道要可靠;
(5)使用的再生剂等材料要稳定;
(6)停车时设备要开口,树脂按规定要求存放。
5树脂的污染、中毒与活化
离子交换树脂在长期的使用过程中易受悬浮物质、胶体物质、有机物、细菌和金属的污染,使离子交换能力下降,甚至报废。对此,根据不同情况,对离子交换树脂采取针对性的活化方法。一般金属污染和胶体物质污染,可用稀酸液浸泡、淋洗的方法进行活化。其它也可采用灭菌法、酸碱交替处理法进行活化。
⑵ 离子交换树脂氢型柱制作方法
1、树脂装柱
将树脂装入交换器中,用清水反洗树脂,至出水澄清为止。通入 2 倍树专脂体积的
5-8%NaCl溶液浸泡4-8h,再用属清水洗到出水无色无味为止(如树脂是新树脂,也未失水,则可免去5-8%NaCl
溶液浸泡)。
2、阳离子交换树脂
先通入两倍树脂体积的约 4%HCl 溶液,将后一倍再生液浸泡树脂 4-8h,用清水洗到 pH 为 3-5 左右,再用两倍树脂体积的约 4%NaOH 溶液,将后一倍再生液浸泡树脂 4-8h,用清水洗到 pH 为 8-9 左右。之后就可再生使用(通入三倍树脂体积的约 4%HCl 溶液,将后一倍再生液浸泡树脂 4-8h,用清水洗到 pH 为 5 -6)
如果嫌麻烦,也可以直接双倍再生,即通入4倍树脂体积的约 4%HCl 溶液,将后一倍再生液浸泡树脂 4-8h,用清水洗到 pH 为 5 -6即可投入使用。
清洗水要注意原水中硬度是否偏高(最好采用软化水),如果没有条件采用软化水冲洗,则建议免去酸碱预处理过程,以免造成阳树脂通过NaOH转型后,用软化水冲洗时,导致树脂内部形成Ca(OH)2,Ma(OH)2沉淀,反而造成运行时钠超标。
⑶ 离子交换柱的工作原理
离子交换柱的工作原理:
采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除。
以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、阴离子交换树脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
离子交换柱(ion exchange column)是用来进行离子交换反应的柱状压力容器。充填有离子交换树脂的细长管柱。可由玻璃、不锈钢、有机玻璃等不被所用的流动相腐蚀的材料制成。离子交换柱(混床)的分类:混床按再生方式分可分为体内再生混床、体外再生混床、阴树脂外移再生混床三种。
离子交换柱的分类:
混床按再生方式分可分为体内再生混床、体外再生混床、阴树脂外移再生混床三种。
1、体外再生混床适合小流量、对环保有严格要求的企业。但由于体外再生式混床配套设备多,操作复杂,现在已很少使用。
2、体内再生混床和阴树脂外移再生混床适合大流量,有专门的水处理操作人员及废水处理的场合。体内再生混床在运行及整个再生过程均在混床内进行,再生时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,操作简便。
3、阴树脂外移再生混床:阴树脂外移再生式混合床及其配套的阴树脂再生柱基本构造与小型逆流再生固定床大致相同,阴树脂再生柱厚度较混合床小,所需的膨胀高度为树脂层高度的50%~60%,故再生柱可较低,但一般为统一起见做成与混合床相同。
⑷ 新买的600公斤阳离子交换树脂直接就可以装柱使用吗
离子交换柱的阳,阴离子交换树脂顺序,哪个前
离子交换树脂内含一定量的回水份,在运输及贮答存过程中应尽量保持这部分水份,如贮存过
程中树脂脱了水应先用浓食盐水(10%)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
⑸ 阳离子交换树脂交换柱制作方法
树脂柱两端用可渗透性物质堵住(脱脂棉、滤布之类的东西),中间为树脂,装柱时湿法装柱,树脂间不能留有空隙
⑹ 阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的区别和用法
阳离子交复换树脂:活性基团为制阳离子,比如氢离子,钠离子等。树脂上的活性基团与上样液中的阳离子发生交换,那么氢离子或钠离子流出,上样液中的阳离子留在了树脂上,再经过洗脱,将目的物阳离子洗脱下来,从而达到分离纯化的目的。阴离子交换树脂:活性基团为阴离子,比如氢氧根离子,氯离子等。上样液中的阴离子与氢氧根离子或氯离子发生交换,目的物结合到了树脂上,再洗脱下来。树脂用法:以阳离子树脂为例。1,树脂用50~60℃热水泡,不时搅拌,开始每隔15分钟换水一次,换4次,再每隔半小时换水一次,换4次。此时水应为透明,若不透明还有其他颜色或浑浊,继续水洗。2,树脂装柱。用1N盐酸缓慢流过树脂柱,大约每小时走1.5倍柱体积,共走3~4柱体积,换去离子水冲柱至中性。3,用1N 氢氧化钠缓慢流过树脂柱,大约每小时走1.5倍柱体积,共走3~4柱体积,换去离子水冲柱至中性。4,重复2,树脂变为氢型。不重复2,树脂为钠型。 一般树脂厂商都会告诉你如何处理活化的。
⑺ 强酸性阳离子交换树脂柱催化实验步骤需要特别注意
先装部分液体吗,然后倒入色谱填料(色谱调料配置成悬浮液),倒的时候注意液面在填料上面,防止产生气泡。色谱柱可以适当放液,增加填料的沉积速度
⑻ 离子交换柱的阳,阴离子交换树脂顺序,哪个前哪个后
阳离子交换树脂在前面 主要原因是因为水中的弱碱性阴离子在和阴离子树脂交换时专置换出氢氧根离子,属阻止交换继续进行,而先经过阳离子交换树脂后能置换出氢离子, 再经过阴离子交换树脂时置换出来的氢氧根离子会和氢离子结合成水,不会影响继续交换。 还有就是因为阴离子交换树脂容易被污染,阳离子抗污染能力要好一点。
⑼ 阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的区别
区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力,对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律,但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下: (1) 对阳离子的吸附 高价离子通常被优先吸附,而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中,直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下: Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+ (2) 对阴离子的吸附 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为: SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH- 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下: OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3- (3) 对有色物的吸附 糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂,它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强,而对焦糖色素的吸附较弱。这被认为是由于前两者通常带负电,而焦糖的电荷很弱。 通常,交联度高的树脂对离子的选择性较强,大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大,在浓溶液中较小。
⑽ 阳离子交换柱是什么
阳离子交来换柱把一定源比例的阳离子交换树脂混合装填于同一交换装置中,对流体中的离子进行交换、脱除。
离子交换柱也称混床 。所谓的离子交换柱,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中,对流体中的离子进行交换、脱除。
离子交换柱(混床)的分类:混床按再生方式分可分为体内再生混床、体外再生混床、阴树脂外移再生混床三种:
1、体外再生混床适合小流量、对环保有严格要求的企业。但由于体外再生式混床配套设备多,操作复杂,现在已很少使用。
2、体内再生混床和阴树脂外移再生混床适合大流量,有专门的水处理操作人员及废水处理的场合。体内再生混床在运行及整个再生过程均在混床内进行,再生时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,操作简便。
3、阴树脂外移再生混床:阴树脂外移再生式混合床及其配套的阴树脂再生柱基本构造与小型逆流再生固定床大致相同,阴树脂再生柱厚度较混合床小,所需的膨胀高度为树脂层高度的50%~60%,故再生柱可较低,但一般为统一起见做成与混合床相同。