① 什么是离子交换过程,影响离子交换过程的因素有哪些
离子交换是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的。它是一种属于传质分离过程的单元操作。
离子交换法
一、前言
离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。
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:
1.
强酸型阳离子交换树脂:主要含有强酸性的反应基如磺酸基(-SO3H),此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。
2.
弱酸型阳离子交换树脂:具有较弱的反应基如羧基(-COOH基),此离子交换树脂仅可交换弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+,对于强碱中的离子如Ca2+、K+等无法进行交换。
3.
强碱型阴离子交换树脂:主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之-N+(CH3)3,在氢氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出,以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。
4.
弱碱型阴离子交换树脂:具有较弱的反应基如氨基,仅能去除强酸中的阴离子如SO42-,Cl-或NO3-,对于HCO3-,CO32-或SiO42-则无法去除。
不论是离子交换树脂或是沸石,都有其一定的可交换基浓度,称为离子交换容量(ion exchange capacity)。对阳离子交换树脂而言,大约在200~500meq/100g。因为阳离子交换为一化学反应,故必须遵守质量平衡定律。离子交换树脂的一般方程式可以表示如下:
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http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050106235836920.doc
离子交换的基本知识
为了除去水中离子态杂质,现在采用得最普遍的方法是离子交换。这种方法可以将水中离子态杂质清除得以较彻底,因而能制得很纯的水。所以,在热力发电厂锅炉用水的制备工艺中,它是一个必要的步骤。
离子交换处理,必须用一种称做离子交换剂的物质(简称交换剂)来进行。这种物质遇水时,可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换,离子交换剂的种类很多,有天然和人造、有机和无机、阳离子型和阴离子型等之分,大概情况如表所示。此外,按结构特征来分,还有大孔型和凝胶型等。
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② 离子交换的水处理步骤是什么
离子交换反应是可逆反应,这种反应是在固态的树脂和水溶液接触的界面间发生的。在水溶液中,连接在离子交换树脂骨架上的功能基能离解出可交换的离子B+,该离子在较大范围内可以自由移动并能扩散到溶液中。同时,溶液中的同类型离子A+也能扩散到整个树脂结构内部,这两种离子之间的浓度差推动着它们之间进行交换。其浓度差越大,交换速度就越快。离子交换树脂对不同的离子表现出了不同的交换亲和吸附性能,这种选择性与树脂本身所带有的功能基、骨架结构、交联度有关,也与溶液中离子的浓度、价数有关。一般情况下,离子价数越高,与树脂功能基的静电吸引力越大,亲和力越大;对同价离子而言,原子序数增加,树脂对其选择性也增加。由于阳离子交换剂可以与水中的阳离子进行交换,阳离子交换剂可以与水中的阴离子进行交换,因此,选用合适的交换剂便可去除水中所有的杂质离子,制得纯净的水。制备纯水用的阳离子交换树脂呈酸性,交换基因主要有磺酸基、羧基或酚基等,它们以H+与被处理水中的金属离子交换。阴离子交换树脂呈碱性,其交换基团主要有季胺基【-N(CH3)3OH】、伯胺基(-NH2)等碱性基因,它们在水中能以OH_与水中的阴离子进行交换反应。采用联合处理装置,使被处理水相继通过H+型阳离子交换剂和OH_型阴离子交换剂,与之进行交换,便可得到纯水。
③ 在运行时,对逆流再生的操作工艺中需注意什么
大型逆流再生离子交换床的再生与运行操作过程与小型离子交换器的操作略微有所差别,注意事项更多,操作相对也复杂些。运行操作过程具体步骤为:小反洗,放水,顶压,再生,逆正洗,小反洗,正洗,运行等八步,水顶压法的再生各骤步:小反洗(表层反洗);放水;正洗;再生;小反洗指逆流床在再生前,从中间排水装置引入,从上部进水装置排出,对压实层进行的冲洗。小反洗有三个作用:清洗压实层污物;疏通支排管滤网;平整、松动压实层。反洗流速10~15m/h,时间一般15~20min。小反洗流速应保证派水中无正常颗粒的交换树脂。
④ 用阴阳离子交换树脂除盐的过程中完成一次交换有哪几个步骤啊
1、水中的阳离子先和阳树脂交换,置换出氢离子;
2、阴离子与阴树脂交换,置换回出氢氧根离子;答
3、氢离子和氢氧根离子结合成水分子。
如果是复床(阳离子交换-阴离子交换),上述1、2步骤依次进行,步骤3与2是同时进行的;
如果是混床,那么上述的3个步骤是同时进行的。
⑤ 水处理设备(钠离子交换器和除氧器)制水、反洗、进盐、置换、一级正洗、二级正洗、除氧等过程的工艺过程
多路阀控制逆流再生钠离子交换器与常温除氧器,是一杰环保最新工艺配置水处理系统设备,回其工艺程序是;进答盐-反洗-正洗-软化,合格软水进入除氧器(反洗-正洗-除氧运行)送入除氧水箱,下图为系统设备原理图...。
⑥ 无顶压逆流再生钠离子交换器的使用方法
1、树脂处理
小时后,放掉食盐水,用水冲洗树脂,直至出水不呈黄色为止。或用% 的HCL溶树脂在未装进交换器之前 ,首先应进行筛选,再用8~10% 的NaCl溶液浸泡20液浸泡2~4小时,放掉酸液后,用水冲洗树脂至排水接近中性为止。再将树脂装入设备到所规定的高度。树脂装好后进行一次冲洗。
2、运行: 设备内保持一定高的水垫层,以防进水直接冲击树脂层上的压脂层。投入运行前必需进行正洗。即:打开进水阀和排气阀 ,当水满时及时关闭排气阀,打开正洗排水阀,至水质合格立即关闭正洗排水阀,打开出水阀,转入正常运行。
3、再生:当出水水质不合格或生产了一定体积的软水后,离子交换器需停止运行,进行再生,再生的步骤如下:
⑴小反洗: 再生前应对中间排液管上面的压脂层进行小反洗,洗去运行时积聚在压脂层和中间排液装置上的污物。小反洗时,先关闭进水阀及出水阀,再打开小反洗进水阀及反洗排水阀,流速一般为5~10米/时,时间3~5分钟。小反洗结束后,关闭小反洗进水阀及反洗排水阀。
⑵进再生液: 打开进再生液阀,将再生液从设备的底部输入 ,再打开中间排液阀 ,再生废液由中间装置排出。为保证再生效果,再生流速应控制在5米/时,盐液浓度控制在5~8% 。(再生结束后进行更换)
⑶ 小正洗: 在进再生液过程中,会有部分废液渗入压脂层中,为了节省正洗耗水量及缩短正洗时间,在正洗之前,用小正洗将这部分废液洗匀。小正洗时,打开进水阀然后打开中间排液阀,水从中排装置排出,流速控制在10~15米/时,时间5~10分钟左右。
⑷ 正洗 小正洗结束后,关闭中间排液阀,开启正洗排水阀进行正洗,流速同运行流速,待出水水质符合要求时即关闭排水阀,打开出水阀投入正常运行。
⑸大反洗 由于交换剂被压实、污染等会影响正常运行,所以在运行若干周期后必须进行一次大反洗,大反洗的间隔周期可根据本厂的进水浊度 、出水质量 、运行压差和交换容量的情况而定,一般运行10~20个周期进行一次。大反洗后交换剂层被打乱,为了恢复正常交换容量,在大反洗后的第一次再生时 ,再生剂要比第一次增加0.5~1.0倍。大反洗时,打开大反洗进水阀,阀门要由小到大 ,反洗强度控制在反洗视镜的中心线为准,打开反洗排水阀进行反洗,反洗时间约为10~15分钟。
⑦ 请用最简短的语言描述一下,离子交换层析的全部操作步骤。每个步骤用一两句话概括,不要写得太繁琐
平衡:用低盐的buffer平衡柱子。
上样:蛋白流过柱子。
淋洗:用上面同样的buffer淋洗几个柱体积。
洗脱:buffer中盐浓度递增,在某一个盐浓度处蛋白会被洗脱。收集样品。