離子交換工藝概述

劉明

摘 要：天然水在大自然的循環(huán)過程中，無時(shí)不與大氣、土壤和巖石接觸，由于水極易與各種物質(zhì)混雜，并具有較強(qiáng)的溶解能力，所以任何水體都不同程度地含有多種雜質(zhì)，雜質(zhì)按其顆粒的大小分為懸浮物、膠體、和溶解物質(zhì)，為保證供鍋爐水質(zhì)合格，本文對(duì)離子交換工藝進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：預(yù)處理;樹脂;再生;離子交換

0 引言

原水經(jīng)混凝、沉淀和過濾處理后，雖然除去了水中的懸浮物和部分膠體物質(zhì)，使水得到了澄清，但水中仍存在鈣離子、鎂離子等雜質(zhì)，會(huì)對(duì)鍋爐造成結(jié)垢等危害，影響鍋爐的安全運(yùn)行，離子交換水處理，通過與交換劑的離子反應(yīng)，除去水中的離子態(tài)物質(zhì)。

1 水的預(yù)處理

天然水中含有較多懸浮物和膠體雜質(zhì)，如不除去進(jìn)入離子交換器，將污染樹脂，降低其交換容量，甚至影響水質(zhì)。

預(yù)處理工藝一般為：混凝、沉淀、澄清和過濾。天然水在混凝劑的作用下，降低膠體顆粒表面的電荷，破壞其穩(wěn)定性，使相互碰撞的微小顆粒結(jié)成大的顆粒從水中沉淀下來，沉淀時(shí)加入化學(xué)藥劑，使水中鈣、鎂離子轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶于水的化合物而沉淀出來，降低水的硬度。再通過澄清池使泥渣和水分離開來，出水懸浮物一般可低于10mg/L。最后通過適當(dāng)?shù)臑V層較為徹底的除去水中的懸浮物。

2 離子交換樹脂

離子交換樹脂由許多低分子化合物經(jīng)聚合或縮合反應(yīng)頭尾相交而形成長鏈的高分子化合物。化合后形成的長鏈稱為骨架，使單體相互交聯(lián)成網(wǎng)狀的化合物稱為交聯(lián)度，交聯(lián)度的大小對(duì)樹脂性能影響很大，機(jī)械強(qiáng)度和密度隨交聯(lián)度增大而加大，樹脂的含水率、交換能力、溶脹性等，隨交聯(lián)度增大而減小，樹脂按其結(jié)構(gòu)可分為：凝膠型、大孔型、均孔型。

新樹脂在使用之前，應(yīng)首先進(jìn)行預(yù)處理。洗去樹脂表面的可溶性雜質(zhì)及樹脂夾雜的金屬離子，并使樹脂轉(zhuǎn)型成所需要的形式，樹脂適當(dāng)?shù)念A(yù)處理可以活化樹脂，提高樹脂的穩(wěn)定性和工作交換容量。樹脂在使用中注意避免或減少對(duì)樹脂的磨損，保持樹脂的穩(wěn)定性，避免或減少懸浮物、有機(jī)物、鐵離子等雜質(zhì)的污染。

3 離子交換工藝指標(biāo)

4 離子交換制水量和水質(zhì)的影響因素

①樹脂的粒度：顆粒越小，其比表面積越大，交換容量就越大。但顆粒過小，樹脂層的壓力損失較大，影響出力：

②樹脂層高度：樹脂層越高，樹脂的利用率越高，工作交換容量越大，不能低于0.8m。根據(jù)樹脂的濕視密度和實(shí)際容器的體積計(jì)算裝填高度;

③原水水質(zhì)：原水的含鹽量、硬度等指標(biāo)超標(biāo)，會(huì)使樹脂的工作交換容量降低。另外交換器交換終點(diǎn)的控制指標(biāo)，對(duì)工作交換容量也會(huì)有所影響;

④離子交換器的結(jié)構(gòu)：交換器的布水分配是否均勻，交換器直徑與樹脂層高度比例，對(duì)出水水質(zhì)均有所影響;

⑤運(yùn)行條件：運(yùn)行時(shí)流速和溫度對(duì)交換容量影響很大，因而，在產(chǎn)水和再生中，適當(dāng)?shù)目刂屏魉俸蜏囟?，?duì)工作交換容量都將是有利的，浮床運(yùn)行流速20-60m/h，流速不宜過低;

⑥溶液的酸堿性：溶液的酸堿性對(duì)樹脂的反應(yīng)過程有較大的影響。在除鹽系統(tǒng)中，將陰離子交換器放到陽離子交換器后，其原因之一，便是為了提高陰樹脂的工作交換容量;

⑦再生程度：樹脂的再生程度，對(duì)制水量有很大影響。如果充分再生，可得到最大的工作交換容量，實(shí)際中應(yīng)選擇合適的再生比耗。再生劑純度對(duì)陽樹脂的影響不是很大，但對(duì)強(qiáng)堿性陰樹脂則有較大的影響，再生液的濃對(duì)再生效果有較大的影響，當(dāng)HCL再生時(shí)，濃度越高，樹脂再生效果就會(huì)越好，濃度增加到一定值后，對(duì)再生效果反而沒有太大影響。

5 結(jié)語

生產(chǎn)中選取適當(dāng)?shù)墓に囍笜?biāo)，達(dá)到最佳運(yùn)行工況，將有效的提高周期制水量，達(dá)到降本增效的目的。