离子交换树脂在现代制糖工业中起着很重要的作用。世界上许多糖厂制造精糖和高级食用糖浆,多数使用离子交换树脂将糖液脱色提纯,而过去传统用骨炭的精炼糖厂亦有逐渐转向使用离子交换树脂的趋势。
离子交换技术有相当长的历史,某些**物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是,随着现代**合成工业技术的迅速发展,研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂,并开发了多种新的应用方法,离子交换技术迅速发展,在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种,年产量数十万吨。
在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,脱色范围广,脱色容量高,能除去各种不同的离子,可以反复再生使用,工作寿命长,运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具*特的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。
离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。
离子交换树脂都是用**合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范围内,大部分在0.4~0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性),化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子(如h 或na )或阴离子(如oh-或cl-),同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来。
树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。
离子交换树脂根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂,及根据树脂的物理结构分为凝胶型和大孔型。
离子交换树脂的品种很多,因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性,适应于不同的用途。应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种。
阴阳离子交换树脂,具有着比较稳定的结构,它是有意做成网状的,相对来说比较立体的结构组成的,里面有着相应的高分子,可能是酸也可能是井进行相应的聚合,才形成了这种比较好的产品。这样的一种产品所具有的是比较稳定了,相对于其他同种类型的产品来说,要具有着更大的优势。
阴阳离子交换树脂在使用的时候是讲究一些条件的,尤其是在一些特殊的行业里面进行相应工作方面的操作,就更需要注意这一个地方,否则就很容易出现问题,程度比较轻的话,可能就会对自己的产品有一定的影响,如果说比较严重的话就会损害到自己以及对方的利益,这样,对于自己到工厂以及将来的发展和进步来说是非常不利的。
阴阳离子交换树脂所具有的结构,在面对着一些酸或者说是检的时候也不会产生任何的变化,即使说一些比较杂的液体也不会侵害到这样的一种产品,就算是一般的氧化的世界也不会产生任何的影响所以说这样的一种产品在行业里面的应用特别的广泛,可以在一些比较好的化工行业里面进行使用,同时它也能够很好的防止热量的侵袭,在面对着比较热的温度的时候也不会出现问题。
那么,阴阳离子交换树脂在进行操作的时候到底需要什么样的条件呢?对于这样的一个问题,一些比较专业的人给出了相应的解答,希望使得他有些不明白这一个方面的具体情况的人能够有一个比较好的认识和了解,在运行以及再生的时候一定要注意水以及度数,保护在适当的范围里面,另外,反洗以及淋着洗的时候,也应该注意进行相应的区别。
离子交换树脂进行离子交换反应的性能,表现在它的“离子交换容量”,即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数,meq/g(干)或 meq/ml(湿);当离子为一价时,毫克当量数即是毫克分子数(对二价或多价离子,前者为后者乘离子价数)。它又有“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”等三种表示方式。
1、总交换容量,表示每单位数量(重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量。
2、工作交换容量,表示树脂在某一定条件下的离子交换能力,它与树脂种类和总交换容量,以及具体工作条件如溶液的组成、流速、温度等因素有关。
3、再生交换容量,表示在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的交换容量,表明树脂中原有化学基团再生复原的程度。
通常,再生交换容量为总交换容量的50~90%(一般控制70~80%),而工作交换容量为再生交换容量的30~90%(对再生树脂而言),后一比率亦称为树脂的利用率。
在实际使用中,离子交换树脂的交换容量包括了吸附容量,但后者所占的比例因树脂结构不同而异。现仍未能分别进行计算,在具体设计中,需凭经验数据进行修正,并在实际运行时复核之。
离子树脂交换容量的测定一般以无机离子进行。这些离子尺寸较小,能自由扩散到树脂体内,与它内部的全部交换基团起反应。而在实际应用时,溶液中常含有高分子**物,它们的尺寸较大,难以进入树脂的显微孔中,因而实际的交换容量会低于用无机离子测出的数值。这种情况与树脂的类型、孔的结构尺寸及所处理的物质有关。
离子交流树脂的这种挑选性与下列因素有关:
1、离子带的电荷越多,则越简单被阴离子交流树脂吸附。例如二价离子就比一价离子易被吸附。
2、对带有相同电荷量的离子而言,则原子序大的离子,较易被吸附。
3、浓溶液与稀溶液比较,则在浓溶液中贱价离子易于被树脂吸附。一般讲,对H型强酸性阳阴离子交流树脂而言,对水中离子的挑选次序。对OH型强碱性阴阴离子交流树脂而言,对水中阴离子的挑选次序。阴离子交流树脂的这种挑选性,关于剖析和判别化学水处理进程是很有用的。
树脂进水水质进行操控:
1、水的浊度:顺流再生交流器≤5mg/L,对流再生交流器≤2mg/L。离子交流树脂
2、残留活性氯:游离氯≤0.1mg/L。
3、化学耗氧量(COD)≤1mg/L。
4、含铁量:复床交流器≤0.3mg/L,混床交流器≤0.1mg/L。
每运转10~20周后,对阴阳离子交流树脂进行污染状况的查看。发现污染,及时用相对应的方法进行处理。
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