純水制備系統(tǒng)離子交換樹脂的選用

1、- 9 -純水制備系統(tǒng)離子交換樹脂的選用 摘要 論述離子交換樹脂特點(diǎn)，選型，用量計(jì)算，樹脂的處理。關(guān)鍵詞 離子交換樹脂 濕真密度 濕視密度1 概述 樹脂運(yùn)行過程中，相互摩擦碰撞，再生時(shí)轉(zhuǎn)型，引起樹脂破碎，同時(shí)樹脂也會(huì)被氧化，有機(jī)物污染。隨著使用期限延長，樹脂交換容量降低，產(chǎn)水量減少，產(chǎn)水質(zhì)量下降，再生酸堿耗量增大，這時(shí)就需更換樹脂。西安揚(yáng)森公司制備純水所用樹脂，在1996年4月以前為進(jìn)口產(chǎn)品，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，樹脂破損嚴(yán)重，產(chǎn)水量下降，必須對(duì)其進(jìn)行更換，以保證純水質(zhì)量。2以國產(chǎn)樹脂代替進(jìn)口產(chǎn)品。21質(zhì)量保證 西安揚(yáng)森公司純水用于制劑生產(chǎn)，必須達(dá)到質(zhì)量要求，即：電導(dǎo)率ai3+ ca2+mg2+k+

2、na+h+li+ 弱酸性陽離子交換樹脂： h+fe3+ai3+ca2+mg2+k+na+li+ 強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂： so42no3clohfhclo3hsio3 弱堿性陰離子交換樹脂： oh so42 no3 cl hclo3 對(duì)于強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，分型和型，型堿性比型強(qiáng)，型的交換容量比型大。 根據(jù)樹脂對(duì)離子選擇性次序，制備純水選用強(qiáng) 酸強(qiáng)堿性樹脂。表一 西安電力樹脂廠部分產(chǎn)品目錄型號(hào)骨架換換 基 團(tuán)粒度范圍(mm)95%含水量%濕視密度g/ml濕真密度g/ml0017苯乙烯系-so3na0.3151.2545530.770.871.241.28002s苯乙烯系-so3na0.3151

3、.2540450.850.901.271.30003苯乙烯系-so3na0.802.0045530.770.871.241.29001t苯乙烯系-so3na0.710.9042520.770.871.241.28續(xù)表一型號(hào)全交換容量mmol/g體積換容量mmol/ml出廠型式國外樹脂對(duì)應(yīng)牌號(hào)主要用途0017 4.30 1.70 na+ir-120純水制備002s 3.90 1.90 na+stratubed-122抗菌素提取003 4.18 1.70 na+c-20純水制備,硬水軟化.001t 4.50 1.90 na+650c廢水除汞續(xù)表一型號(hào)骨架交換基團(tuán)粒度范圍(mm)95%含水量%濕視密

4、度g/ml濕真密度g/ml2017苯乙烯系-n(ch3)3cl0.3151.2542480.660.751.061.112014苯乙烯系-n(ch3)3cl0.3151.2554620.660.731.041.08grq201苯乙烯系-n(ch3)3cl0.3151.2545550.670.731.071.10204苯乙烯系-n(ch3)3cl0.3151.2553620.660.731.041.08grq202苯乙烯系 c2h4oh -n (ch3)2cl 0.3151.2540500.690.751.081.15202苯乙烯系 c2h4oh-n (ch3)2cl0.3151.2540450

5、.701.08201t苯乙烯系-n(ch3)3cl0.710.9042480.660.751.061.11續(xù)表一型號(hào)全交換容量mmol/g體積交換容量mmol/ml出廠型式國外樹脂對(duì)應(yīng)牌號(hào) 主要用途20173.201.20 cl-ira-400sa-10a純水制備,放射性元素提取,有用成分回收.20143,600.95 cl- ira-401grq2014,201.40 cl- 2043,600.95 cl-dowexsbr-p純水制備,貴重金屬提取,食品工業(yè),廢水處理.grq2023.801.4 cl-純水制備,配雙層床.2023.101.25 cl-ira-410202t3.21.20 c

6、l-ira-400c純水制備,有用成分回收.323 型號(hào)確定3231 復(fù)床樹脂 對(duì)于復(fù)床陰陽離子交換樹脂分裝在兩個(gè)柱體內(nèi)，按表一 選型。復(fù)床樹脂型號(hào)：陽離子交換樹脂：強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂：0017陰離子交換樹脂：強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂 2017322 混床樹脂 對(duì)于混床，陰陽樹脂混裝于一個(gè)柱體內(nèi)，再生時(shí)需將其反洗分層，然后用酸再生陽樹脂，用堿再生陰樹脂。沖洗干凈，兩種樹脂混合均勻，投入運(yùn)行。若陰陽樹脂不易分層，則再生效果不好，產(chǎn)水量減少，水質(zhì)下降。所以混床用的陽樹脂和陰離子交換樹脂的濕真密度差應(yīng)大于15 20%。由此據(jù)表一，選混床樹脂：混床樹脂型號(hào)：陽樹脂：強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交

7、換樹脂：0017mb 濕真密度：1.251.29g/cm 陰樹脂：強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂 2017mb 濕真密度濕: 1.071.10 g/cm 陰陽樹脂濕真密度差： （1.25+1.29）/2-（1.07+1.10 ）/2=0.185 185/（1.07+1.10）/2=0.17=17% 因?yàn)?5%17%20% 所以所選樹脂能夠滿足分層需要。注：濕真密度濕=濕樹脂質(zhì)量/濕樹脂的真體積3233 軟床樹脂 軟床除去水中的ca 2+和mg2+，使水軟化，故選陽樹脂： 強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂：003 3234 樹脂型號(hào) 床體軟床 復(fù) 床 混 床陽樹脂陽樹脂陰樹脂陽樹脂陰樹脂型號(hào)00300

8、1720170017mb2017mb4樹脂用量 41設(shè)備規(guī)格及裝填量 裝填高度為柱體有效高度的2/3。正常運(yùn)行時(shí)，頂部充滿水，對(duì)進(jìn)入設(shè)備的水流具有緩沖及均布作用。另一方面，再生時(shí)樹脂轉(zhuǎn)型，體積膨脹，也需有一定的空間。 計(jì)算公式：v=d2/4*h v- 樹脂體積 d- 柱體直徑 h- 柱體高度 表三 各床規(guī)格及樹脂用量床體 軟床 復(fù) 床 混 床陽 床 陰 床陽樹脂 陰樹脂d(m)1.20.760.760.610.61h(m)1.252.172.170.440.65v(m3)1.420.99 0.99 0.1270.190 42 購買量計(jì)算 柱體內(nèi)樹脂量=濕視密度樹脂堆積體積 濕視密度：樹脂在水中

9、充分膨脹后樹脂顆粒的密度： 濕視密度 =濕樹脂質(zhì)量/濕樹脂的堆積體積g/ml 表四 濕視密度 型號(hào) 0017007mb201727mb濕視密度0.770.870.770.860.660.750.670.73平均g/ml 0.82 0.815 0.705 0.70 成品樹脂用塑料袋包裝，標(biāo)準(zhǔn)為 25kg/袋，計(jì)算結(jié)果： 表五 樹脂購買量 床體重量軟床 復(fù) 床 混 床陽離子陰離子陽離子陰離子樹脂量(kg) 1165 812 698 104 133購買量(袋) 47 33 28 5 6 5樹脂預(yù)處理51干樹脂 若貯存運(yùn)輸過程中，樹脂失水，使用前必須處理。先用濃食鹽水（10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放于水中 。以免樹脂急劇膨漲而破碎。 5 2 新樹脂 新離子交換樹脂中，含有少量低聚物和未參加反應(yīng)的單體，以及鐵，鉛，銅等無機(jī)雜質(zhì)，當(dāng)樹脂與水接觸，就會(huì)轉(zhuǎn)入溶液中，影響出水質(zhì)量。因此，使用前先用水使樹脂充分膨脹，然后用45%的稀鹽酸除去無機(jī)雜質(zhì)，用24%稀氫氧化鈉除去有機(jī)雜質(zhì)，最后沖洗至近中性。53 再生 裝好樹脂，