❶ 離子交換柱的工作原理
離子交換柱的工作原理:
採用離子交換方法,可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除。
以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達:
1、陽離子交換樹脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、陰離子交換樹脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物只有H2O,故達到了去除水中鹽的作用。
離子交換柱(ion exchange column)是用來進行離子交換反應的柱狀壓力容器。充填有離子交換樹脂的細長管柱。可由玻璃、不銹鋼、有機玻璃等不被所用的流動相腐蝕的材料製成。離子交換柱(混床)的分類:混床按再生方式分可分為體內再生混床、體外再生混床、陰樹脂外移再生混床三種。
離子交換柱的分類:
混床按再生方式分可分為體內再生混床、體外再生混床、陰樹脂外移再生混床三種。
1、體外再生混床適合小流量、對環保有嚴格要求的企業。但由於體外再生式混床配套設備多,操作復雜,現在已很少使用。
2、體內再生混床和陰樹脂外移再生混床適合大流量,有專門的水處理操作人員及廢水處理的場合。體內再生混床在運行及整個再生過程均在混床內進行,再生時樹脂不移出設備以外,且陽、陰樹脂同時再生,因此所需附屬設備少,操作簡便。
3、陰樹脂外移再生混床:陰樹脂外移再生式混合床及其配套的陰樹脂再生柱基本構造與小型逆流再生固定床大致相同,陰樹脂再生柱厚度較混合床小,所需的膨脹高度為樹脂層高度的50%~60%,故再生柱可較低,但一般為統一起見做成與混合床相同。
❷ 離子交換樹脂的一搬使用方法是什麼
離子交換樹脂的使用方法
1.裝柱(採用濕法裝柱)
A 實驗室
量取:將一定量的樹脂與去離子水在燒杯中進行混合,然後將混合的樹脂水溶液倒入量筒中,使樹脂充分沉降,通過補加和移取,使樹脂床層與相應刻度持平,即完成樹脂的量取。
裝填:關閉離子交換柱下端的出口閥門,用水將量筒中的樹脂全部導入離子交換柱中,然後打開交換柱出口閥門,使樹脂在柱內沉降壓實,然後關閉交換柱出口閥門,待用。(注意:須保留液面高於樹脂床層1-2cm,避免干柱。)
B 工業化
新樹脂裝柱前,應該使用清水和鹼液對樹脂交換柱相關管道進行清洗,清理出焊渣等固體廢料和附著在柱壁和管壁上的塵土與其他雜質。然後,向柱內注入 1/3 體積的水,取少量樹脂,將樹脂從交換柱頂部人孔處裝入柱內。關閉人孔,向柱內注水,同時打開交換柱下部排水閥門,用≥80 目篩網在排水口攔截,觀察是否有樹脂泄露,如果有個別小顆粒,屬於正常現象;如果有大顆粒樹脂出現,且量比較多,說明交換柱下濾板有問題,應把樹脂和水放出,檢查下濾板焊縫和水帽,查找原因,進行檢修。檢修完畢後,再按照上面的方法檢測,直至確定符合要求,然後再將剩餘的樹脂加入交換柱內。
樹脂裝柱完成後,先用去離子水對樹脂進行反向清洗,清洗流速控制在2-4BV/h,清洗約1h,停止水洗,讓樹脂自然沉降完全;然後用去離子水對樹脂柱床進行正向清洗,清洗流速控制在4-6BV/h,清洗約1h後停止。
2.Seplite樹脂預處理
首先用4%的鹽酸溶液進行過柱處理,處理流速控制在1-2BV/h,處理量3-4BV;處理完畢後,用去離子水過柱清洗掉柱床及樹脂孔道內殘留的酸,至出口液pH≥4,停止水洗,樹脂床層上至少保留20-30cm的液面層,防止干柱。
然後用4%的氫氧化鈉溶液進行過柱處理,處理流速控制在1-2BV/h,處理量3-4BV;處理完畢後,用去離子水過柱清洗掉柱床及樹脂孔道內殘留的鹼,至出口液pH≤10,停止水洗,樹脂床層上至少保留20-30cm的液面層,防止干柱。
再用4%的鹽酸溶液進行過柱處理,處理流速控制在1-2BV/h,處理量3-4BV;處理完畢後,用去離子水過柱清洗掉柱床及樹脂孔道內殘留的酸,至出口液pH≥4,停止水洗,樹脂床層上至少保留20-30cm的液面層,防止干柱。
最後再用95%以上的乙醇或甲醇溶液以1BV/h的流速進行樹脂過柱處理,至進出口醇濃度一致,停止進醇,浸泡2-4h,然後繼續過柱處理,至流出液澄清無渾濁時停止,再用去離子水以1~2BV/h的流速過柱清洗樹脂,至出口液中無明顯的醇味,待用。
3.樹脂吸附
料液上柱吸附前須經必要的過濾預處理,以去除料液中的固形物雜質,防止堵塞樹脂孔道,影響樹脂吸附效果。吸附過程一般採取正向過柱的方式,吸附流速一般建議控制在1-2BV/h,通過檢測出口液中目的物(或雜質)的含量,以確定樹脂的吸附狀態。
1. 吸附後水洗
樹脂吸附完成後,用去離子水正向過柱清洗樹脂柱床,清洗流速一般控制在1-2BV/h,清洗1-2h,以清除柱床內殘留的料液以及部分水溶性雜質。
2. 樹脂解析
水洗完成後,可採用4-6%的鹽酸溶液或硫酸溶液對樹脂進行過柱解析再生,過柱流速一般控制在1-2BV/h,處理量控制在3BV以內。也可採用8-10%的氯化鈉溶液進行解析再生,處理流速一般控制在1-2BV/h,處理量控制在3BV以內。
3. 解析後水洗
樹脂解析再生完成後,用去離子水正向過柱清洗樹脂柱床,清洗流速一般控制在1-2BV/h,清洗1-2h,以清除柱床內殘留的解析劑(酸、鹽溶液)。
4. 樹脂深度再生處理
樹脂運行一段時間後,如出現交換容量下降,可用下面的方法對樹脂進行深度再生處理。
1.鹼再生
用4%的氫氧化鈉溶液正向過柱,對樹脂進行鹼再生處理,處理流速控制在1-2BV/h,處理約1.5h。熱鹼再生處理完畢後,用去離子水正向過柱清洗,清洗流速2-3BV/h,至出口液pH≤10。
1.酸再生
鹼再生並水洗完成後,用4%的鹽酸溶液進行正向過柱處理,處理流速控制在1-2BV/h,處理約1.5h。酸再生處理完畢後,用去離子水正向過柱清洗,清洗流速2-3BV/h,至出口液pH≥5。
註:樹脂的具體使用方法與具體使用工況、工藝方案等有關,因此,樹脂的具體使用方法及細則也可向藍曉科技應用技術服務人員咨詢。
離子交換樹脂注意事項:
(1)使用中應盡量避免反復對樹脂進行裝卸,防止樹脂床層不均勻導致偏流。
(2)短時間停運,應將樹脂再生、清洗干凈後置於清水中浸泡。
(3)長期停運或冬季室溫低於5℃,則應將樹脂浸泡於15%的NaCL或10%的氫氧化鈉水溶液中,防止滋生
細菌與樹脂凍結。
離子交換樹脂儲存方法:
(4)料液上柱前須經必要的過濾處理,以除去固形物雜質,防止堵塞樹脂孔道,影響樹脂吸附效果。
(1)樹脂儲運溫度5℃—40℃,嚴禁雨淋、暴曬。
(2)保持樹脂的內、外包裝完整,防止樹脂受污與失水。
(3)防止樹脂受凍與受熱,樹脂一般要求室溫避光保存。
(4)避免與有異味、有毒、氧化性物質混雜堆放。
❸ 什麼是混床超純水設備
隨著半導體、電子行業的技術發展,對水處理設備的需求也越來越廣泛,國內外超純水設備的技術也獲得了飛速的發展和廣泛的應用,涌現出一大批超純水處理方面領域的公司企業,。目前國內的超純水制備行業正處於快速的發展階段,但是相比國外的發展水平仍有很大的差距。隨著國內半導體生產線的普及,超純水制備設備的需求越來越大,目前國內的現代超純水水質以電阻率、TOC(總有機碳)、細菌、微粒、DO(溶解氧)、可溶硅、離子和金屬雜質等參數來表徵,它們對器件影響大。因此,這就需要設計一台能夠制備滿足指標要求的浸沒液超純水處理系統,以保證光刻機的正常運行。超純水處理系統是制備超純水的自動控制系統,在光刻機中它作為浸沒控制系統中的子模塊,主要負責對超純水的制備,對超純水污染物質進行處理,並達到浸沒供給液各項指標要求。
EDI超純水設備工作原理:
EDI工作原理如圖所示。EDI膜塊中將一定數量的EDI單元用格板隔開,形成濃水室和淡水室。又在單元兩端設置陰/陽電極。在直流電的推動下,通過淡水室水流中的陰陽離子分別透過陰陽離子交換膜遷移到濃水室而在淡水室中去除。
電場使進水中的水分子在離子交換樹脂界面離解成H+及OH-,並不斷地再生淡水室中陰、陽離子交換樹脂。離子交換樹脂中的陰、陽離子在再生過程中受到相應正負電極的吸引,透過陽、陰離子交換樹脂向所對應的離子膜的方向遷移。當這些離子透過交換膜進入濃室後,H+及OH-重新結合成水。這種H+及OH-的產生、湮滅及陰、陽離子遷移正是離子交換樹脂得以實現連續再生的機理。
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❹ 製作混合床離子交換樹脂柱時在操作上要注意哪些問題
在混床樹脂使用的過程中,陽樹脂會釋放出H+離子,而陰樹脂釋放出OH-離子,這兩內種容兩種會結合成為水,陽樹脂失去一些陽離子之後,會呈負電性,而陰樹脂失去陰離子,呈正電性,這兩種樹脂就會相互吸引,導致兩種樹脂成為團狀物,並且不易分離,而且一些碎樹脂末和懸浮物也會增加樹脂的「抱團」作用,這就是樹脂出現「抱團」的原因,樹脂如果被油脂污染也會造成樹脂的「抱團」現象。
應該如何解決?
1.當混床樹脂出現「抱團」的現象時,就會導致樹脂再生時不能很好的分層,所以一般在樹脂分層時,會加入一定量的電解質,比如鹼等物質,陽樹脂就會與陽離子結合成為中性,而陰樹脂則會與陰離子結合,也呈中性,「抱團」的樹脂也會隨之分離,所以一般混床樹脂在分層時都會使用一定的鹼,能夠有效的改善陰、陽樹脂的分層效果。
2.被油脂污染的樹脂,可以使用非離子型表面活性劑為主的鹼性清洗劑進行處理,對樹脂進行清洗,能夠有效的去除樹脂上的油脂。
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❺ 什麼叫離子交換樹脂
什麼是離子交換樹脂?
離子交換是一種可逆的化學反應,其中從溶液中除去溶解的離子並用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹脂本身不是化學反應物,而是促進離子交換反應的物理介質。樹脂本身由形成烴網路的有機聚合物組成。整個聚合物基質是離子交換位點,其中帶正電離子(陽離子)或帶負電離子(陰離子)的所謂「官能團」固定在聚合物網路上。這些官能團容易吸引相反電荷的離子。
離子交換樹脂基質通過在稱為聚合的過程中使烴鏈彼此交聯而形成。交聯使樹脂聚合物具有更強,更有彈性的結構和更大的容量(按體積計)。雖然大多數IX樹脂的化學組成是聚苯乙烯,但某些類型是由丙烯酸(丙烯腈或丙烯酸甲酯)製造的。然後樹脂聚合物經歷一種或多種化學處理以將官能團結合到位於整個基質中的離子交換位點。這些官能團賦予離子交換樹脂其分離能力,並且從一種樹脂到下一種樹脂會有很大差異。最常見的成分包括:
1.強酸陽離子交換樹脂
由聚苯乙烯基質和磺酸鹽(SO 3 -)官能團組成,其中帶有鈉離子(Na 2+)用於軟化應用,或氫離子(H +)用於脫礦質
2.弱酸陽離子交換樹脂
樹脂由丙烯酸聚合物組成,該聚合物已用硫酸或苛性鈉水解以產生羧酸官能團。由於它們對氫離子(H +)的高親和力,弱酸陽離子交換樹脂通常用於選擇性地除去與鹼度相關的陽離子。
3.強鹼陰離子交換樹脂
通常由經過氯甲基化和胺化的聚苯乙烯基質組成,以將陰離子固定到交換位點。1型強鹼陰離子交換樹脂是通過應用三甲胺生產的,其產生氯離子(Cl -),而2型強鹼陰離子交換樹脂通過應用二甲基乙醇胺生產,其產生氫氧根離子(OH -)。
4.弱鹼陰離子交換樹脂
通常由經過氯甲基化的聚苯乙烯基質組成,然後用二甲胺胺化。弱鹼陰離子交換樹脂
的獨特之處在於它們不具有可交換的離子,因此用作酸吸收劑以除去與強無機酸相關的陰離子。
5.螯合樹脂
螯合樹脂是最常見的特種樹脂類型,用於選擇性去除某些金屬和其他物質。在大多數情況下,樹脂基質由聚苯乙烯組成,盡管多種物質用於官能團,包括硫醇,三乙基銨和氨基膦等。
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❻ 離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(6)離子交換樹脂混柱是什麼擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
❼ 葯廠裡面的樹脂交換柱是啥原理
就是通過
離子交換
去掉水中的離子
得到「
去離子水
」
代替蒸餾水
具體點
就是把離子都換成
氫氧根離子
和
氫離子
要分兩次換
所有離子就都沒了
看到了補充……
我說的是
凈化水
用的啊……
不光吸附雜質
就連溶解在水中物質(例如氯化鈉)都能夠清除
一般的吸附雜質(大都用活性炭)是不能改變溶液成分的
❽ 離子交換柱的制備
聚丙烯離子交換柱
離子交換柱主要是利用離子交換樹脂中的離子同原水(液體)中的鈣、鎂及鐵離子進行交換而將其去除,使水(液體)得到凈化。
它已廣泛應用於化工、電子、醫葯、紡織、電鍍行業的製取純水、硬水軟化、葯物和食品的脫色和提取、重要化工原料的回收以及污水處理等。聚丙烯離子交換柱技術參數及外形尺寸:
聚丙烯離子交換柱技術參數及外形
名稱 陰、陽、鈉單床 體內再生混床
規格 φ250 φ315 φ400 φ500 φ630 φ250 φ315 φ400 φ500 φ630
設計流量 m3/h 1 1.5 2.5 4 6 2 3 4.5 7 1.2
柱體高 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500
總高(H) 2830 2960 2930 2990 3080 2830 2860 2930 2990 3080
進水口(Dg) 20 20 25 25 32 25 25 32 32 50
出水口(Dg) 20 20 25 25 32 25 25 32 32 50
排氣品(Dg) 20 20 20 20 25 25 25 25 25 40
清洗口(Dg) 25 25 32 32 40 32 32 40 40 50
樹脂進出口(Dg)排凈口 32 32 32 40 40 32 32 32 32 40
聚丙烯離子交換柱
離子交換柱主要是利用離子交換樹脂中的離子同原水(液體)中的鈣、鎂及鐵離子進行交換而將其去除,使水(液體)得到凈化。
它已廣泛應用於化工、電子、醫葯、紡織、電鍍行業的製取純水、硬水軟化、葯物和食品的脫色和提取、重要化工原料的回收以及污水處理等。聚丙烯離子交換柱技術參數及外形尺寸:
聚丙烯離子交換柱技術參數及外形
名稱 陰、陽、鈉單床 體內再生混床
規格 φ250 φ315 φ400 φ500 φ630 φ250 φ315 φ400 φ500 φ630
設計流量 m3/h 1 1.5 2.5 4 6 2 3 4.5 7 1.2
柱體高 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500
總高(H) 2830 2960 2930 2990 3080 2830 2860 2930 2990 3080
進水口(Dg) 20 20 25 25 32 25 25 32 32 50
出水口(Dg) 20 20 25 25 32 25 25 32 32 50
排氣品(Dg) 20 20 20 20 25 25 25 25 25 40
清洗口(Dg) 25 25 32 32 40 32 32 40 40 50
樹脂進出口(Dg)排凈口 32 32 32 40 40 32 32 32 32 40
葡萄糖凝膠是一種珠狀凝膠,含有大量羥基,很容易在水中和電解質溶液中溶脹。G型葡聚糖凝膠含有各種不同交聯度,其溶脹度和分級分離范圍也有所不同。葡聚糖凝膠溶脹度基本上不為鹽和洗滌劑的存在而受到影響。另外,葡聚糖凝膠具有不同粒度。極細級用於分離需要極高解析度的柱色譜和薄層色譜;粗級和中級用於制備性色譜過程,可以在較低眼裡下獲得較高流速,粗級也可用於批量制備。
❾ 離子交換柱的工作原理是什麼
離子復交換柱的原理制
採用離子交換方法,可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除,以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達:
1、陽離子交換樹脂:R—H+Na+→R-Na+H+
2、陰離子交換樹脂:R—OH+CL-→R-CL+OH+
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成:
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的Nacl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物只有H2O,故達到了去除水中鹽的作用。
3、混合離子交換柱(混床):混床是裝陽、陰樹脂按一定比例(一般為1:2,以便陽、陰樹脂同時達到交換終點而同時再生)裝入混合柱而成,實際上它組合成了水中的H+和OH-立即生成電離度很小的水分子(H2O),幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象,故可以使交換反應進行得十分徹底,因而混合床的出水水質優於陽、陰床串聯組成的復床所能達到的水質,能製取純度相當高的成品水。