离子交换树脂再生原理

2019-01-05

  “在弄懂离子交换树脂再生原理前,我们首先要知道什么是离子交换树脂再生,这样弄懂了原理,“离子交换树脂如何再生”、“离子交换树脂再生方法和过程”等就更好掌握了”,针对济南客户的咨询,厂家工程师-津南大化工厂杨工说,“这可使贵公司获得更好的离子交换树脂使用效益”。
    
      

  离子交换树脂的再生:

  离子交换树脂使用一段时间后,吸附的杂质接近饱和状态,就要进行再生处理,用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去,使之恢复原来的组成和性能,即是离子交换树脂再生。

    
  离子交换树脂再生原理和再生示意图
  离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团,一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。 
  当水中的Ca2+、Mg2+含量高时,离子交换树脂可以释放出Na+,功能基团与Ca2+、Mg2+结合,这样水中的Ca2+、Mg2+离子含量降低,水的硬度下降,硬水就变为软水,如以RNa代表钠型树脂,其交换过程如下:       
     
2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+  
     2RNa + Mg
2+ = R2Mg + 2Na+
  
  即水通过钠离子交换器后,水中的Ca+、Mg+被置换成Na+,当树脂上的大量功能基团与Ca2+、Mg2+结合后,树脂的软化能力下降,可以用价廉货广的离子交换树脂再生剂——食盐(氯化钠Nacl)溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”,其过程反应如下:  

     R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2  
     R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2

  对照离子交换树脂再生的示意图,就更好理解其原理了——
    

                   离子交换树脂再生示意图

  离子交换树脂如何再生:
   1、阳离子交换树脂再生方法 
   ①、配酸,比重≥3,同时将阳床内水全部放空;
   ②、打开进酸阀、上排阀,其他阀门全部关闭,打开酸泵;
   ③、待进酸液面超过树脂以上500px后,开启下排,下排流量和进酸流量相同,此时流量控制在600-1000L/h,进酸时间不低于40分钟。
   阳床清洗进酸完毕后可直接进行清洗,先开启砂过滤,精密过滤,精密过滤处于上排上进状态。放掉阳床进酸管道、上进管道内的残酸,方法是开启上进下进,下排开启进酸阀,此时将精密过滤出水阀打开、关闭上排阀,将进酸管道内的残酸冲洗到酸槽后关闭进酸阀;关闭阳床下进阀,开始进行清洗,清洗时打开阳床上排阀,阳床内的水须始终漫过树脂,注意不要使树脂失水;清洗到下排阀出水PH值为7左右(接近中性)为止。
   2、碱性离子交换树脂再生
    
   ①、配碱,比重≥5,将阴床内水放空;
   ②、打开进碱阀、上排阀,其他阀门全部关闭,然后开启碱泵;
   ③、待碱液液面超过树脂500px后,开启下排,下排流量与进碱流量一致,此时流量控制在600-1000L/h,进碱时间不得少于60min,进碱完毕后放空阴床内碱液。
   阴床清洗时需打开中间水箱泵、风机,防止碱液倒流至中间水箱槽,然后将进碱管道内残碱冲洗到碱槽内及即可以开始阴床清洗;同阳床清洗一样,清洗到下排排出水PH值约为7(中性),测试电导率小于5即可。
   3、
阴阳离子交换树脂同步再生
   ①、首先对混床内树脂进行分层:开启清洗阀、上排阀并启动清洗泵,此时分层开始;若分层困难,可进少量酸帮助树脂分层,在混床内树脂出现明显分层时分层完毕,再开启上进阀、中排阀(同时混床以前的阴、阳床正常开启运行)将阴离子交换树脂冲洗干净直至排出的水呈中性。
   ②、进酸进碱 
   配碱比重≥5、配酸比重≥3,碱液由上排进入,中排排出;酸液由下排进入、中排排出;进酸进碱在同步进行时,必须保证各泵的流量一致,泵流量应保持在600-1000L/h,时间不低于30min;阴、阳离子交换树脂再生完毕后进行清洗时清洗水分别从上排阀、下排阀进入,由中排阀排出,此时须确保清洗的同步进行以及进水流量的一致;待中排排水呈中性时清洗操作完毕。 
   进酸进碱也可以分别进行,按此操作再生时进酸、碱的方式、流量与时间和同步再生时一样。步骤如下:首先将混床内阴离子交换树脂柱内的水排空,再进碱对树脂进行再生,再生完毕后将阴树脂清洗干净直至排出的水呈中性,然后将阴离子交换树脂柱内的水排空;在进酸对阳离子交换树脂进行清洗时,也应先将阳树脂柱内水排空,再进酸液进行再生,再生完毕后将阳树脂清洗干净直至排出的水呈中性,随后也应将阳树脂柱内水排空。
   ③、阴阳离子交换树脂的混合
   清洗操作完毕后,开启压缩空气对阴、阳离子交换树脂进行混合,直至阴、阳离子交换树脂均匀混合为止,压缩空气压力范围为:0.15-0.25MPa。
   ④、阴、阳离子交换树脂混合完毕后再由上、下排进水对其进行清洗,水由中排排出。清洗至出水之电导率达到规定范围时即可将混床投入运行。
   4、离子交换脂再生的特殊处理法:
   离子交换树脂在使用较长时间后,由于它所吸附的一部分杂质
 ( 特别是大分子有机胶体物质 ) 不易被常规的再生处理所洗脱,其逐渐积累而将树脂污染,使树脂效能降低。此时要用特殊的方法处理,如:阳离子树脂受含氮的两性化合物污染,可用 4%NaOH溶液处理,将它溶解而排掉;阴离子树脂受有机物污染,可提高碱盐溶液中的 NaOH  浓度至0.5-1.0%,以溶解有机物。

   5、加速树脂再生
   按化学反应平衡原理,提高化学反应某一方物质的浓度,可促进反应向另一方进行,故提高再生液浓度可加速再生反应,并达到较高的再生水平。
   为加速树脂再生的化学反应,通常先将再生液加热至70-80℃。它通过树脂的流速一般为1-2BV/h,也可采用先快后慢的方法,以充分发挥再生剂的效能;再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时(水量约4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,
至洗出液无色、无混浊为.


    
  津南大化工厂杨工精通离子交换树脂再生原理,在三十多年的离子交换树脂再生应用服务中,积累沉淀出了高效的离子交换树脂再生技术技能, 可为用户创造更高的离子交换树脂再生使用价值。