交換容量

離子交換樹脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的性能，表現(xiàn)在它的“離子交換容量”，即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當(dāng)量數(shù)，meq/g（干）或 meq/mL（濕）；當(dāng)離子為一價(jià)時(shí)，毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)（對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子，前者為后者乘離子價(jià)數(shù)）。它又有“總交換容量”、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式。1、總交換容量，表示每單位數(shù)量（重量或體積)樹脂能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)的總量。羅門哈斯公司是專業(yè)生產(chǎn)樹脂的知名企業(yè),在樹脂產(chǎn)品領(lǐng)域具有非常領(lǐng)1先的科技。離子交換樹脂塔2、工作交換容量，表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力，它與樹脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關(guān)。3、再生交換容量，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量，表明樹脂中原有化學(xué)基團(tuán)再生復(fù)原的程度。通常，再生交換容量為總交換容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交換容量為再生交換容量的30～90%（對(duì)再生樹脂而言），后一比率亦稱為樹脂的利用率。在實(shí)際使用中，離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹脂結(jié)構(gòu)不同而異。現(xiàn)仍未能分別進(jìn)行計(jì)算，在具體設(shè)計(jì)中，需憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并在實(shí)際運(yùn)行時(shí)復(fù)核之。離子樹脂交換容量的測定一般以無機(jī)離子進(jìn)行。這些離子尺寸較小，能自由擴(kuò)散到樹脂體內(nèi)，與它內(nèi)部的全部交換基團(tuán)起反應(yīng)。而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，溶液中常含有高分子有機(jī)物，它們的尺寸較大，難以進(jìn)入樹脂的顯微孔中，因而實(shí)際的交換容量會(huì)低于用無機(jī)離子測出的數(shù)值。這種情況與樹脂的類型、孔的結(jié)構(gòu)尺寸及所處理的物質(zhì)有關(guān)。

離子交換樹脂再生方法

常規(guī)的再生處理 　　

離子交換樹脂(IONRESIN)使用一段時(shí)間后，吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)，就要進(jìn)行再生處理，用化學(xué)藥劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質(zhì)洗脫除去，使之恢復(fù)原來的組成和性能。樹脂貯存時(shí)要避免和鐵容器、氧化劑和油類物質(zhì)直接接觸，以免樹脂被污染或被氧化降解。在實(shí)際運(yùn)用中，為降低再生費(fèi)用，要適當(dāng)控制再生劑用量，使樹脂的性能恢復(fù)到z1ui經(jīng)濟(jì)合理的再生水平，通?？刂菩阅芑謴?fù)程度為70～80%。如果要達(dá)到更高的再生水平，則再生劑量要大量增加，再生劑的利用率則下降。 樹脂的再生應(yīng)當(dāng)根據(jù)樹脂的種類、特性，以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，選擇適當(dāng)?shù)脑偕巹┖凸ぷ鳁l件。 　　

樹脂的再生特性與它的類型和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。2、用去離子水將樹脂裝入再生塔中，在再生塔中加入去離子水，以使下部排水管免受樹脂的沖擊。強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性樹脂的再生比較困難，需用再生劑量比理論值高相當(dāng)多；而弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生，所用再生劑量只需稍多于理論值。此外，大孔型和交聯(lián)度低的樹脂較易再生，而凝膠型和交聯(lián)度高的樹脂則要較長的再生反應(yīng)時(shí)間。 　　

再生劑的種類應(yīng)根據(jù)樹脂的離子類型來選用，并適當(dāng)?shù)剡x擇價(jià)格較低的酸、堿或鹽。而弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生，所用再生劑量只需稍多于理論值。例如：鈉型強(qiáng)酸性陽樹脂可用10%NaCl 溶液再生，用藥量為其交換容量的2倍 (用NaCl量為117g/ l 樹脂)；氫型強(qiáng)酸性樹脂用強(qiáng)酸再生，用硫酸時(shí)要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀物。為此，宜先通入1～2%的稀硫酸再生。 　　

氯型強(qiáng)堿性樹脂，主要以NaCl 溶液來再生，但加入少量堿有助于將樹脂吸附的色素和有機(jī)物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl 0.2%NaOH 的堿鹽液再生，常規(guī)用量為每升樹脂用150～200g NaCl ，及3～4g NaOH。當(dāng)離子為一價(jià)時(shí)，毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)（對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子，前者為后者乘離子價(jià)數(shù)）。OH型強(qiáng)堿陰樹脂則用4%NaOH溶液再生。 　　

樹脂再生時(shí)的化學(xué)反應(yīng)是樹脂原先的交換吸附的逆反應(yīng)。按化學(xué)反應(yīng)平衡原理，提高化學(xué)反應(yīng)某一方物質(zhì)的濃度，可促進(jìn)反應(yīng)向另一方進(jìn)行，故提高再生液濃度可加速再生反應(yīng)，并達(dá)到較高的再生水平。 　　

為加速再生化學(xué)反應(yīng)，通常先將再生液加熱至70～80℃。它通過樹脂的流速一般為1～2 BV/h。離子交換樹脂的基本類型(１)強(qiáng)酸性陽離子樹脂強(qiáng)酸性陽離子樹脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán)，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H ，故呈強(qiáng)酸性。也可采用先快后慢的方法，以充分發(fā)揮再生劑的效能。再生時(shí)間約為一小時(shí)。隨后用軟水順流沖洗樹脂約一小時(shí)(水量約4BV)，待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液無色、無混濁為止。 　　

一些樹脂在再生和反洗之后，要調(diào)校pH值。因?yàn)樵偕撼：袎A，樹脂再生后即使經(jīng)水洗，也常帶堿性。若帶有酸性1功能基，能與溶液中的陽離子進(jìn)行交換，稱為陽離子交換樹脂。而一些脫色樹脂 (特別是弱堿性樹脂) 宜在微酸性下工作。此時(shí)可通入稀鹽酸，使樹脂 pH值下降至６左右，再用水正洗，反洗各一次。 (IONRESIN)樹脂在使用較長時(shí)間后，由于它所吸附的一部分雜質(zhì)(特別是大分子有機(jī)膠體物質(zhì))不易被常規(guī)的再生處理所洗脫，逐漸積累而將樹脂污染，使樹脂效能降低。此時(shí)要用特殊的方法處理。例如：陽離子樹脂受含氮的兩1性1化合物污染，可用4%NaOH 溶液處理，將它溶解而排掉；陰離子樹脂受有機(jī)物污染，可提高堿鹽溶液中的NaOH 濃度至0.5～1.0%，以溶解有機(jī)物

離子交換樹脂應(yīng)用注意事項(xiàng)

a) 陽樹脂預(yù)處理：將樹脂用水洗至流出清水后，用2-4%NaOH浸泡4-8 小時(shí)再用水洗至中性，再用5%鹽酸浸泡4-8小時(shí)，用水洗至pH6，待用。b) 陰樹脂預(yù)處理：將樹脂用水洗至流出清水后，用5%鹽酸浸泡4-8小時(shí) 后，用水洗至pH6，再用2-4%NaOH浸泡4-8小時(shí)，用水洗至pH7-9，待用。5MOL/L硫酸與亞硫酸氫1鈉配制，亞硫酸1氫鈉含量對(duì)凝膠型強(qiáng)堿陰樹脂為45G/L,對(duì)大孔型弱堿陰樹脂為28G/L,活化時(shí),樹脂在活化液中浸泡一夜三、陽離子交換樹脂,可在體內(nèi)活化活化。c) D301-Ⅲ、D301弱堿樹脂預(yù)處理：將樹脂用溫水浸泡4-8小時(shí)，用水 洗至pH6，再用2-4%NaOH浸泡4-8小時(shí)，用水洗至中性，有可能進(jìn)行二次處理，待用。d) 對(duì)于醫(yī)1藥工業(yè)、食品工業(yè)所用樹脂，請(qǐng)按特殊要求進(jìn)行處理。e) 用戶可根據(jù)不同用途流程設(shè)計(jì)，將樹脂轉(zhuǎn)成所需的離子型。

離子交換樹的物理結(jié)構(gòu)

一些不帶交換功能團(tuán)的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質(zhì)，例如化工廠廢水中的酚類物。離子交換樹脂的選擇性水中的各種離子在和離子交換樹脂進(jìn)行交換時(shí)所表現(xiàn)出來的能力是不一樣的,很容易被置換下來的離子卻有可能難以被樹脂吸附,然而很難被置換下來的離子卻又有可能很容易的被樹脂吸附,這種性能即被稱作為離子交換樹脂的選擇性。大孔樹脂內(nèi)部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴(kuò)散速度快，離子交換速度也快很多，約比凝膠型樹脂快約十倍。使用時(shí)的作用快、，所需處理時(shí)間縮短。大孔樹脂還有多種優(yōu)點(diǎn)：耐溶脹，不易碎裂，耐氧化，耐磨損，耐熱及耐溫度變化，以及對(duì)有機(jī)大分子物質(zhì)較易吸附和交換，因而抗污染力強(qiáng)，并較容易再生。