混合离子操作说明材料.doc

Mixed ion exchanger 混合离子交换器 使 用 说 明 书 宜兴市华电环保设备有限公司 一、概述 阴阳混合离子交换器（混合床）是用于初级纯水的进一步精制，一般设置于阴阳离子交换器之后，也可设置在电渗析或反渗透后串联使用，出水水质可达含二氧化硅≤0.02mg/l，电导率≤0.02μs/cm。处理后的高纯水可供高压锅炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。 二、工作原理 混合离子交换法，就是阴阳交换树脂放置在同一个交换器中，将它们混合，所以可成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳通过该交换器，则被树脂交换，而得到高纯度的水。 离子交换法制取脱盐水的原理就是利用离子交换树脂的离子交换作用，将水中的各种离子去除或减少到一定程度，为了达到这一目的，用离子交换法制备纯水必须使用阳、阴两种离子交换树脂，下面说明脱盐水制备的基本原理。 假如原水中含有K+、Ca2+、Mg2+等阳离子和SO、CL-、HCO、HSiO等阴离子，当原水通过阳离子交换器时，水中阳离子被树脂吸附，树脂上可交换的阳离子H+被置换到水中，并和水中的阴离子组成相应的无机酸，其反应可用下式表达： K+ 1/2SO K+ 1/2SO Na+ CL- R-SO Na+ + H+ CL- R-SO H+ + 1/2Ca2+ HCO 1/2Ca2+ HCO 1/2 Mg2+ HSiO 1/2 Mg2+ HSiO 含有无机酸的水再先通过除二氧化碳除去大部分CO2，减轻阴离子工作负荷再进入阴离子交换器，水中的阴离子被树脂吸附，树脂上的可交换阴离子OH-被置换到水中，并与水中的H+结合成水，其反应可由下式表达： R—N+OH-+ H+ 1/2SO R—N+ 1/2SO +H2O CL- CL- HCO HCO HSiO HSiO 实际上离子交换反应可归纳为如下过程：水中离子在水溶液中向树脂表面扩散进入树脂颗粒的交联网孔；然后水中离子与树脂内交换基团接触并与交换基团上可交换的同性离子进行交换；被交换下来的离子在树脂交联网孔内向树脂表面扩散且进入水中。 在混合床中，由于阴、阳树脂是相互均匀的，所以其阴、阳离子的交换反应几几乎同时进行。或者说，水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的，经H型交换所产生的H+和OH-都不能积累起来，基本上消除了反离子的影响，交换时行的比较彻底。 混体体内再生时利用两种树脂的比重不同，用反洗使阴阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉积在下，阴树脂浮在上面，然后阳树脂用盐酸（或硫酸）再生，阴树脂用烧碱再生。 三、结构简述 1、进水装置：在交换器上部设有布水装置，使进水能均匀分布。 2、再生装置：在阴离子交换树脂上方设有进液母管，管上开水孔布液，阴离子交换树脂再生用碱液即由该进液母管送入，再生阳离子交换树脂用的酸液由底部排水装置进入。再生酸、碱液均由中排口排出。 3、中排装置：中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上，用于排泄再生时酸、碱废液和冲洗液，型式为双母管或母支管。 4、排水装置：采用多孔板上装设滤水帽的型式。 另外，在阴、阳树脂分界面外、树脂表面外及最大反洗膨胀高度处各设视窥镜一个，用以观察树脂表面及反洗树脂的情况。 筒体上部设树脂输入口，筒体下部近多孔板处设树脂卸料口，考虑了树脂输入和卸出采用水输送的可能。 四、再生原理： 在制取脱盐水的交换过程中，水中阳离子与阳树脂上的氢离子H+交换；水中阴离子与阴树脂上的氢氧根离子OH—-进行交换，当离子交换树脂上的H+和OH—被交换完以后，即树脂吸附达到了饱和，树脂便失去了继续交换水中阳、阴离子的能力，通常称为树脂失效，如果在树脂失效后继续进水交换，则出水中所含离子数量就会显著增加，甚至某些离子会等于或超过原水中的含量。 把离子交换树脂上已吸附的阳、阴离子去除，并代之以新的H+和OH—交换离子的方法称为再生。离子交换树脂经再生后就能重新获得交换水中阳、阴离子的能力，因此，在纯水制取中，离子交换树脂的再生是十分重要的操作。 离子交换树脂的再生一般都用酸、碱再生法，其基本原理是将一定浓度的酸、碱溶液加之失效的离子交换树脂，利用酸、碱溶液中的H+和OH—离子，分别将饱和树脂上所吸附的阳、阴离子置换下来，使离子交换树脂重新获得重交换水中阳、阴离子的能力，这种使失效树脂重新获得交换能力的酸、碱溶液为再生剂，用盐酸和氢氧化钠作再生剂时，其再生反应方程式为： 阳离子交换树脂： R（-SO3）2Ca+2HCL 2R（-SO32H+CaCL2） R—SO3Na+HCL R——SO3H+NaCL 阴离子交换树脂： R≡NHCO3+NaOH R≡NOH+NaHCO3 R≡NaCL+NaOH R≡NOH+NaCL