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離子交換技術(shù)（用以達(dá)到脫鹽目的的技術(shù)）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-19

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離子交換技術(shù)

用以達(dá)到脫鹽目的的技術(shù)

離子交換技術(shù)是指水通過離子交換柱時(shí)，水中的陽離子和水中的陰離子（HCO－等離子）與交換柱中的陽樹脂的H+離子和陰樹脂的OH－離子進(jìn)行交換，從而達(dá)到脫鹽的目的。離子交換是可逆的等當(dāng)量交換反應(yīng)。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個(gè)處理單元，并構(gòu)成淡水室。離子交換速度隨樹脂交聯(lián)度的增大而降低，隨顆粒的減小而增大。離子交換是一種液固相反應(yīng)過程，必然涉及物質(zhì)在液相和固相中的擴(kuò)散過程。

基本信息

中文名	離子交換技術(shù)
外文名	Ion exchange technique
拼音	lí zǐ jiāo huàn jì shù
裝載密度	0.798-0.772/g.mL
濕視密度	0.845-0.784/g.mL
常用物質(zhì)	離子交換樹脂

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技術(shù)介紹

離子交換反應(yīng)是指在離子交換容器內(nèi)，裝填一定高度的樹脂，在水流過時(shí)，容器內(nèi)的特殊樹脂吸附水中金屬離子的過程。

離子交換技術(shù)

離子交換樹脂

是一類帶有功能基團(tuán)的不溶性高分子化合物，其結(jié)構(gòu)由高分子骨架、離子交換基團(tuán)和空穴三部分所組成。離子交換樹脂可通過對被交換物質(zhì)的離子交換和吸附，達(dá)到物質(zhì)的分離、置換、提純、濃縮、富集等效果。離子交換樹脂最重要而可貴的性質(zhì)，是離子交換反應(yīng)的可逆性，樹脂在應(yīng)用失效后，可用酸、堿或其它再生劑進(jìn)行再生，恢復(fù)其交換能力，使離子交換樹脂能夠長期反復(fù)地使用。

運(yùn)行原理

實(shí)際化學(xué)除鹽過程中，離子交換反應(yīng)都在離子交換器上進(jìn)行，稱為“柱上操作”。當(dāng)水流通過離子交換層時(shí)，一段時(shí)間后，樹脂分為三層，上層失效的樹脂為“失效層”，中層正在進(jìn)行交換的為“交換層”，下層尚未進(jìn)行交換的為“保護(hù)層”。

隨著交換器運(yùn)行時(shí)間的延長，失效層逐漸增加，工作層不斷下降，當(dāng)工作層下降到保護(hù)層極限時(shí)，開始出現(xiàn)離子泄露的情況，直到工作層完全失效時(shí)，離子交換需進(jìn)行再生。

影響厚度因素

水流速越大，工作層越厚。高流速下，水與樹脂的接觸時(shí)間短，要把水中的離子降到一定層度，必須在較厚的工作層中完成。

樹脂顆粒越大，工作層越厚。

進(jìn)水中的離子濃度越高，工作層越厚。離子越多，交換反應(yīng)時(shí)間越長，交換層也越厚。

此外，還與交換劑的空隙和水溫等因素有關(guān)。

運(yùn)行流速

一般來說，流速在60m/h以下，水流處于層流狀態(tài)，對于樹脂的工作交換量影響不大，但超過此流速會造成工作層明顯加厚，工作交換量降低。

目前，固定床一級化學(xué)除鹽設(shè)備的運(yùn)行流速一般選為10-30m/h，最高40 m/h。運(yùn)行流速的選擇與進(jìn)水水質(zhì)，運(yùn)行周期和樹脂交換容量有關(guān)。

水溫

一般說來，溫度升高，可以減少樹脂顆粒外水膜的厚度，有利交換反應(yīng)，但水溫升高，樹脂的吸附能力會降低，甚至影響樹脂壽命，正常情況建議水溫20-30℃（對除硅來說，最佳水溫12℃）

失效終點(diǎn)

在火力發(fā)電廠的（水、氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）中，明文規(guī)定：一級除鹽水電導(dǎo)不大于5us-cm，Sio2含量不高于100ug/L的標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用范圍

除鹽水、軟化水、濕法冶金、貴重金屬分離、提純維生素、土霉素等醫(yī)藥方面應(yīng)用，飲料糖漿脫色、以及核電工業(yè)用于吸收放射元素的核級樹脂等。

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