樹脂沉降速度是關(guān)于樹脂粒徑和樹脂密度的函數(shù),在陰、陽(yáng)離子交換樹脂固有密度差異下,樹脂粒徑越均一,陰、陽(yáng)離子交換樹脂才能更好的按照差異化速度同步下沉,快速的實(shí)現(xiàn)陰、陽(yáng)離子交換樹脂間的分床,為后期樹脂的充分再生提供便利條件。
在運(yùn)行中,如采用強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂、強(qiáng)堿陰樹脂,當(dāng)由H型樹脂轉(zhuǎn)為Na型,由。H型樹脂轉(zhuǎn)為Cl型時(shí),體積收縮,交換劑層孔隙率逐漸減少,實(shí)際樹脂失效時(shí)體積縮小80一l00mm。逆流再生時(shí),再生液從底部進(jìn)人,需要保持交換劑層穩(wěn)定,壓實(shí)狀態(tài),因此需要增加壓實(shí)層與頂壓措施。壓實(shí)層的作用能截留懸浮雜質(zhì),使頂壓的空氣或水通過壓實(shí)層能均勻分布于整個(gè)床層,保持床層在逆流再生時(shí)床層不上升或流動(dòng)。頂壓措施有氣頂壓(在底部進(jìn)再生液,同時(shí)在上部進(jìn)凈化壓縮空氣)、水頂壓(在底部進(jìn)再生液,同時(shí)在上部小流量進(jìn)水)及無(wú)頂壓(再生液在底部低速進(jìn)人)三種方式。壓實(shí)層高度一般在中間排液管上面150~200mm。采用壓實(shí)層可以防止交換劑層上升或流動(dòng)并截留進(jìn)水中雜質(zhì)。壓實(shí)層材料曾經(jīng)采用過白球等,當(dāng)前都采用與其相同的陽(yáng)離子交換樹脂。無(wú)頂壓(再生液低速進(jìn)人)操作簡(jiǎn)單已廣泛應(yīng)用,采用無(wú)頂壓逆流再生壓實(shí)層可適當(dāng)提高,目般采用200mm。
再生用的藥品質(zhì)量對(duì)陽(yáng)離子交換樹脂的再生效果有很大的影響,陰陽(yáng)離子交換樹脂再生采用高純堿有利于對(duì)陰樹脂的再生。根據(jù)離子交換平衡原理,對(duì)工業(yè)堿與高純堿質(zhì)量的理論分析得出,采用高純堿再生時(shí),其陰床出水Cl一含量?jī)H為工業(yè)堿再生時(shí)的1/46。實(shí)踐證明,采用高純堿再生時(shí),樹脂的再生度提高了約77%,樹脂的工作交換容量提高了約13%,同時(shí)設(shè)備的周期制水量提高了約16 %。表3-24為弱堿陰樹脂工作交換容量與進(jìn)水質(zhì)、堿液質(zhì)量的關(guān)系。
再生液流速涉及再生液和樹脂的接觸時(shí)間,直接影響再生效果。在離子交換器中,再生液的流速一般控制在4 ~8m/h。如果再生液和樹脂的接觸時(shí)間不夠,可調(diào)整再生液的濃度和流速,必要時(shí)修改設(shè)備直徑。強(qiáng)型陽(yáng)離子交換樹脂的再生濃度一般采用2%-5%,弱型陽(yáng)離子交換樹脂容易再生,對(duì)再生效率影響不大,再生濃度一般采用0.5%一5%。強(qiáng)堿性陰陽(yáng)離子交換樹脂的再生流速=2~4,再生時(shí)間與運(yùn)行時(shí)進(jìn)水中的Si02%有關(guān)。
離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基團(tuán))名稱、基本名稱組成??紫督Y(jié)構(gòu)分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱大孔型樹脂,在全名稱前加“大孔”。分類屬酸性的應(yīng)在名稱前加“陽(yáng)”,分類屬堿性的,在名稱前加“陰”。如:大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹脂。
離子交換樹脂(ionresin)的基體(matrix),制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類,它們分別與交聯(lián)劑二乙烯苯產(chǎn)生聚合反應(yīng),形成具有長(zhǎng)分子主鏈及交聯(lián)橫鏈的網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)的聚合物。苯乙烯系樹脂是先使用的,丙烯酸系樹脂則用得較后。
丙烯酸系樹脂能交換吸附大多數(shù)離子型色素,脫色容量大,而且吸附物較易洗脫,便于再生,在糖廠中可用作主要的脫色樹脂。苯乙烯系樹脂擅長(zhǎng)吸附芳香族物質(zhì),善于吸附糖汁中的多酚類色素(包括帶負(fù)電的或不帶電的);但在再生時(shí)較難洗脫。因此,糖液先用丙烯酸樹脂進(jìn)行粗脫色,再用苯乙烯樹脂進(jìn)行精脫色,可充分發(fā)揮兩者的長(zhǎng)處。
離子樹脂交換容量的測(cè)定一般以無(wú)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(wú)機(jī)離子測(cè)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)。
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。