核电厂水化学9补充-第五章 离子交换理论.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * 五、失效树脂的再生 树脂被欲除去的离子所饱和称为失效。 而通常运行至欲除去离子开始泄漏，即认为失效。 失效树脂需经再生，才能恢复其交换能力。恢复树脂交换能力的过程称再生。再生所用的化学药剂称再生剂。 树脂再生效果的好坏，不仅对其工作交换容量和出水水质有直接影响，而且决定着交换柱运行的经济性。 再生剂用量、再生剂比耗与树脂再生密切相关。 1. 再生剂用量 再生剂用量是再生效果的直接影响因素，用再生单位体积树脂所耗纯再生剂的量表示，单位为g/L-R或kg/m3-R。 尽管离子交换反应是可逆的，但实际上再生反应只能进行到平衡状态，所以只用理论量的再生剂是不能使树脂的交换容量完全恢复的。 生产上再生剂的用量总是超过理论量。 增加再生剂用量，可以提高树脂的再生度，但当再生剂用量增加到一定程度后，再继续增加时，树脂的再生度增加不多，如图5―14所示。 而且采用过高的用量是不经济的，因此水处理生产实际中，树脂并不是彻底再生。最佳再生剂用量通过试验确定。 图5―14 再生剂用量 与再生度的关系 2．再生剂比耗 表示再生剂利用率的指标，有再生剂单耗（盐耗、酸耗、碱耗）和再生剂比耗。 ①再生剂单耗 按下式计算： 式中 m ——一次再生所用纯再生剂的质量； Cr——交换柱进水中离子的平均浓度，mmol/L； Cc——交换柱出水中残留离子的平均浓度，mmol/L； V——出水体积，m3 式(5－a3)再生剂单耗的意义：表示恢复树脂1mol的交换容量，所需纯再生剂的克数。 （5－a3） ②再生剂比耗 恢复树脂1mol的交换容量，实际用纯再生剂的量与理论量之比称为再生剂比耗。其计算公式为： （5－a4） （5－a5） （5－a6） 用含NaCl 5mmol/L的水，通过装有混合均匀的RNa和RH各50％阳树脂的交换柱，已知树脂的选择性系数KHNa=2.0。计算出水中Na+含量最低可达多少mg/L？ 解： 这是H～Na的离子交换 即RH+Na+ → RNa+H+ 及 RNa+H+ → RH+Na+ 当交换达平衡时： RH+Na+ ? RNa+H+ 可导出： 例题 或 （∵ XH＋XNa＝1； YH＋YNa＝1 ） 式中：YNa= 0.5； 1－YNa=YH = 0.5 KHNa=2.0； XNa＝?； XH＝? ∵XNa＝[Na+]/([H+]+[Na+])；XH＝[H+]/([H+]+[Na+]) ∴XNa/ XH＝ [Na+]/ [H+] 离子交换达平衡时，液相中： [H+]+ [Na+] ＝ C0＝5mmol/L ，∴ [H+]＝5－[Na+] 得方程? 2 [Na+] ＝ 5－[Na+] ， 得：3 [Na+] ＝ 5 解得出水中Na+含量： [Na+] ＝5/3mmol/L＝(5/3) ×23＝38.5 mg/L 思考题 1. 用含1.5mmol/L的NaCl溶液通过一定体积的001×7强酸阳树脂层，如果要求出水Na＋浓度≤0.1mmol/L，计算树脂层中RH型分率至少应为多少？ 2.在离子交换过程中，H型阳树脂可以和碱溶液进行中和反应，OH型阴树脂则可以和酸溶液进行中和反应；反应产物是电离极弱的？ 对于H型阳树脂，除可以和强碱进行中和反应外，还可以与弱酸强碱盐进行中和反应。反应生成了难以电离的？ 3.什么是： 离子交换反应的可逆性、离子交换树脂的酸或碱性、树脂的中性盐分解能力、离子交换的选择性、树脂的全交换容量和工作交换容量？ 4.离子交换树脂有哪些物理性能指标？ 要介绍的第一种树脂是苯乙烯系树脂，是目前用得最广泛的一种树脂。是苯乙烯和二乙烯苯经共聚反应，生成聚苯乙烯高分子化合物， 然后通过化学处理，引入活性基团而