第六章 离子交换分离原理及设备.ppt

（二）连续式离子交换设备 1．一般连续式离子交换设备 固定床的离子交换操作中（指正吸附操作）， 交换仅限于在很短的交换带中进行，因此树脂 利用率低，生产周期长。若采用连续逆流式操作 则可避免上述缺点，且交换速度快，产品质量均匀， 连续化生产便于自动化控制。 但连续离子交换过程中的树脂破损很大，设备及操作 较复杂且不易控制。 2.离子交换装置及再生 料液 处理液 单床式 料液 处理液 多床式 料液 处理液 复床式 料液 处理液 混合床式 离子交换装置 离子交换装置及再生 再生方式 料液 再生液 处理液 废液 顺流再生 料液 再生液 处理液 废液 逆流再生 离子交换装置及再生 再生方式 废液 再生液 料液 再生液 处理液 对流逆流再生 废液 再生液 料液 再生液 处理液 对流再生 离子交换装置及再生 再生操作 交换 反洗 再生 水洗 交换 料液 处理液 废水 反洗水 再生水 再生废液 正洗水 废水 料液 处理液 动画演示 离子交换装置及再生 再生操作 混合床再生的操作过程 具有多孔支持板的离子交换罐 圆筒体的高径比一般为2～3，树脂层高度约为圆筒高度的50 ～70％。 1-视镜 2-进料口 3-手口 4-液体分布器 5-树脂层 6-多孔板 7-尼龙层 8-出液口 具有块石支持层的离子交换罐 1-进料口 2-视镜 3-液位计 4-树脂层 5-卵石层 6-出液口 被交换溶液进口 淋洗水、解吸液及再生剂进口 废液出口 分布器 分布器 淋洗水、解吸液及再生剂出口，反洗水进口 反吸附离子交换罐 扩口式离子交换器 混合床交换罐制备无机盐的流程 筛板式连续离子交换设备 漩涡式连续离子交换设备 三、离子交换设备的计算 1.离子交换树脂的用量 2.溶液通过固定床的压力降 ? 正吸附时,溶液通过固定床的压降: 反吸附时,溶液通过固定床的压降: ? 3.固定床的放大 固定床的放大通常有两种方式： 3.1根据单位树脂床体积中所通过的溶液的体 积流量 3.2单位树脂床截面积上所通过的溶液的体积 流量相同的原则进行。 3.1 据单位树脂床体积中所通过的溶液的体积流量相同的原则进行放大 单位树脂床体积中所通过的溶液的体积流量也可称为交换器负荷. 单位: ml（溶液）/ml（湿树脂）·min m3（溶液）/m3（湿树脂）·h 此值的倒数即溶液与树脂的接触时间。保证在小设备和大设备中此值相同，即说明两者的接触时间相同。 若:下标1代表小设备的操作条件，下标2代表 大设备的操作条件。 当 则:大设备中的树脂体积为: 式中:F2/F1即为放大倍数m，故: 若以H代表树脂床高，D代表树脂床直径， 因此，大设备的直径及高度为: 3.2 根据单位树脂床截面积上所通过溶液的体积流量相同的原则进行放大 单位树脂床截面积上通过溶液的体积流量: 单位:ml（溶液）/cm2·min 或:m3（溶液）/m2·h。 此值即为溶液通过树脂床的线速度。 根据此法放大时，要维持大设备与小设备的树脂床层高度相同，仅直径加大，以保证两者线速度相同，实际上也是保证两者接触时间相同。 离子交换的应用及特点 应用 1.氨基酸 2.有机酸 3.抗生素 4.生物酶 特点 1.树脂无毒且可反复使用 2.少用或不用有机溶剂 3.成本低 4.设备简单 5.操作方便 * 第六章 层析设备 和离子交换设备 第一节 层析设备 层析技术是利用混合物中各种组分的物理 化学性质（分子的形状和大小、分子的极性、 吸附力、分子亲和力、分配系数等）不同， 使各组分以不同程度分布在两相中，其中一 个相是固定的，称为固定相；另一个相是流动 的，称为流动相。当流动相流过固定相时， 各组分以不同的速度移动，而达到分离的目的。 一、层析原理 层析技术按不同的方法可分为几种不同的类型。 如按流动相的状态不同可分为： 液相色谱（liquid chromatography）； 气相色谱（gas chromatography）； 按固定相的使用形式不同可分为： 柱层析、纸层析、薄层层析等； 按分离机制不同可分为： 吸附层析、离子交换层析、分配层析、 疏水作用层析、凝胶层析和亲和层析等。 二、层析设备 层析设备的组成: 主要由: 1.进样系统 （一般为恒压泵）、 2.层析柱、 3.收集器 4.检测系统 组成。 选定的凝胶作为固定相装入层析柱，样品溶液由进样系统进入层析柱，根据分子大小的不同由大到小依次流出凝胶柱。然后依次分布收集洗脱液，即得到样品混合物