30~40℃教理想。这是过程中盐型树脂逐渐转化为OH型树脂,强碱Ⅰ型OH型树脂最高承受温度是50℃,强碱ⅡOH型树脂只能承受35℃,温度过高使树脂的功能基团降解,从而影响工交,速度影响周期。阳床在这是阴树脂时,尤其是强碱阴树脂必须注意控制适当温度。如果在再生初期(指进稀碱液时),控制再生温度在允许温度的上限,再生中后期,控制再生温度在允许温度的下限,这样即满足了加温再生的需要,又防止了树脂的热降解,这种再生方式是可取的。
四十九.为什么要严格控制再生液溶度?
答:再生液溶度控制是适当,再生效果就好。通常是浓度高一些再生度可提高,但再生液浓度>10%后不明显。浓度太高反而会使再生效果变差。再生由于在高再生液浓度下,树脂的双电层被压缩。对于用酸减再生强酸阳树脂时,严格控制再生液浓度是为了防止CaSO4·2H2O沉淀析出。
据西安热工研究所介绍,为了更好地对强碱树脂脱SiO2,降低碱的消耗,可用先浓碱后稀碱的再生方法,即先用2~3%的NaOH溶液,按5~6m/h流速,进总用量的50~60%后,再用0.2~0.3%的NaOH溶液,按10~12m/hl流速再生。
五十。再生液流速过大、过小对再生效果有何影响?
答:维持适当的再生液流速,保证再生液与树脂有一定的接触时间,以达到比较理想的离子交换效果,这是选用再生液流速的主要依据。按一般规律,顺流这是时阳床3~4m/h,阴床6~8m/h。逆流这是时阴、阳均控制渣在6~8m/h,其中阳床偏上限,阴床偏下限。
适当加快再生液流速,有利于膜扩散的进行,但应注意,流速过大离子交换反应进行得不够充分,这是效率降低。若流速太小,离子扩散浓度太慢,反应会逆向移动,也会影响再生效果。
五十一.再生剂用量越多再生效果越好吗?
答:一般来讲,再生剂用量多,再生度高,工交大,再生效果好。但过多地增大再生剂用量,其再生度提高不大。试验证明比耗大于4倍理论值时,交换容量上升不明显。这是因为:当
-+
再生液中的OH(H)向树脂相内扩散时,树脂相中解吸下来的相应的反离子则向溶液中扩散,当离子扩散但一定程度时,树脂相与溶液之间建立起相对平衡,此时不断地更换再生液以维持其浓度差,才能使交换反应得以继续进行。随着这是时间的延长,随着再生度的提高,浓度差随之减少,当交换反应达到一定程度后,整个体系达到了相对平衡,仍继续这是,也就增大再生剂用量,再生度也难以提高。
生产实践中,常用的再生剂量是: 顺流这是。
一级脱盐水再生剂用量是理论用量(比耗)的2~3倍。 二级脱盐水再生剂用量是理论用量(比耗)的3~4倍。 逆流再生。
酸比耗1.1~1.3倍。 碱比耗1.2~1.4倍。
五十二.何谓离子交换树脂的再生度?
答:离子交换树脂的再生度是指树脂经再生后,测得的全交换容量与该树脂的全交换容量的百分比。
再生后树脂的全交换容量*100% 再生度= 该树脂的全交换容量
用再生度可以判断树脂再生效果。再生剂用量、再生液浓度、再生液流速、再生液温度、反、正洗流速、水质条件都会影响树脂的再生度。顺流再生的再生度较低,逆流再生的再生度较高。
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五十三.强碱阴树脂为何对碱纯度要求很严?
答:强碱阴树脂与阴离子的亲合力很强,尤其是Ⅰ型强碱阴树脂为最强Cl强碱阴树脂的亲
++3
合力比OH与强碱阴树脂的亲合力大15~20倍;强碱阴树脂抗污染和抗氧化力较弱,Fe在--2
OH存在下易生成Fe(OH)3胶体堵塞树脂网孔;ClO3可使强碱阴树脂被氧化而发生降解。由于强碱阴树脂有以上特性,如果再生用的烧碱中含有上述杂质,势必影响再生效果,造成交
-换容量下降、比耗上升、出水品质变差等。下表列出的是不同的烧碱,所含的Cl的量不同,用它们来再生失效后呈R—HSO4型阴树脂的情况。
不同纯度的烧碱对应的再生度 碱种类 化学碱 工业固碱 工业液碱 4%碱液中Cl含量mg/L 300 750 2200 --
再生度 顺流上层树脂 92.7 72.2 50.9 顺流下层树脂 56.0 56.5 53.3 混床树脂 71.3 65.7 54.1 五十四.水银碱为何是理想的强碱阴树脂的再生剂? 答:目前制造烧碱的方法有三种: 1. 苛化法。
Na2CO3+Ca(OH)2--→2NaOH+CaCO3. 2. 隔膜电解法。
以石棉为隔膜,电解食盐。 3. 水银电解法。
以水银为阴极,电解食盐。
用水银电解法生产的烧碱纯度最高,杂质最先。见下表。 含量% 名称 NaOH≥ Na2CO3≤ Na2Cl≤ FeO3≤ 类别 一级水银碱 (固体) 99.5 0.45 0.10 0.004 一级苛化碱 (固体) 97.0 1.70 1.30 0.01 一级隔膜碱 (固体) 96.0 1.50 2.80 0.01 再生时使用的再生剂纯度高,杂质含量小,就会得到高的再生度,得到相应高纯度的水。延长,在高压、超高压锅炉的补充水及要求水质纯度高的地方,均使用水银碱作强碱阴树脂的再生剂。
五十五。减少阴床漏硅应采取哪些措施?
答:在强碱阴树脂中对杂质离子的选择性吸附顺序为:SO4>NO3>Cl>OH>F->HCO3>
-HSiO3
从上顺序中可看到HSiO3-是最不易吸附,也就使说最容易漏入脱盐水中。减少阴床漏硅,可采用下述一些措施:
+
1. 阳床不漏Na。
+-2
因为2Na+SiO3--→Na2SiO3
2ROH+Na2SiO3 R2-SiO3+2NaOH 2. 用高纯度、高用量的烧碱再生。 3. 再生液加温到40~50℃。
4. 延长再生液与阴树脂的接触时间。 5. 采用逆流再生。
-2
----
五十六.混床树脂为何会出现抱团?
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答:树脂抱团是阴、阳树脂或阳树脂或阴树脂互相粘结在一起形成较大的团块,在较高压力水下的冲击下也不易散开的现象。
容易产生抱团的树脂主要是新树脂或是再生得彻底,淋洗得很干净有混合好的阴、阳洒。这是由于它们往往带有多于的电荷。
-+-+
RC(阳树脂)+RA(阴树脂)—→RC????AR
出现抱团后,可用压力水长时间的冲洗,或用人工、机械搅拌,加人任何一种电解质(酸、减、盐),最常用的方法是加人NaOH溶液。加人电解质后,带负电荷的阳树脂与阳离子结合呈电中性,带正电的阴树脂与阴离子结合呈电中性,从而消除了过剩电荷,抱团就散开了。
五十七.混床水分层不好为何再生效果差?
答:经过水力反洗分层后,应该是阴树脂在上层,阳树脂在下层,中部界面明显。分层不好,即阳树脂层中混有阴树脂,阴树脂层中混有阳树脂,中部界面不明显,混合带很宽。分层不好,会造成树脂在再生时被再生剂污染。
当阳树脂层中混入阴树脂时: R-OH+H2SO4—→R-HSO4+H2O 当阴树脂层中混入阳树脂时: R-H+NaOH-→R-Na+H2O
-+
正洗和一些时R-HSO4及其R-Na的HSO4和Na会逐渐被置换出使正洗终点延长,一些水
-+
质变差。再由于HSO4和Na占据了有效交换基团的位置,较低了全交换容量及工作交换容量,因而会出现提前失效,周期产水量下降等。
五十八。树脂再生过程中的置换目的是什么?
答:置换,是用小流量的干净水或除盐水对树脂床层进行至上而下或自下而上(根据床型不同而不同)的淋洗。置换用水是来自再生管线,它有三个目的:
1. 对进完再生剂的树脂层进行淋洗,实际上是一个充分再生过程。有资料介绍,在进
完再生剂的后期降低再生液体浓度有利于提高杂质离子的洗脱率。
2. 充分利用再生剂。置换用水是从再生管线中来,它可以将再生管线中的残留再生剂
全部冲洗到树脂床中去。 3. 保护再生管线,减少腐蚀。
五十九。混床空气混合的目的是什么?混床空气混合时应注意些什么?
答:混床再生后,阴、阳树脂是分开的,上层为阴树脂,下层为阳树脂。利用空气的压力使阴、阳树脂混合在一起,才能组成一个无限多级的阳-阴形式的混合体,从而提高出水品质。
混床空气混合的好坏,直接影响运行周期和出水品质,因此在好坏时应注意: 1. 好坏前排水应在床层上部10~15cm处。
2. 好坏时空气压力应在0.1~0.15MPa,流量应满足树脂全部搅动。 3. 要有足够的好坏时间,通常不小于10分钟。
4. 混合后期排水到树脂层下5cm处,树脂完全处于不浮动后才停空气。 5. 不能直接用快充水以免混合好的树脂重新分层。 6. 使用的空气应是经净化的无油空气。
六十.混床为何能制取高纯水?
答:混床是由阴、阳两种树脂组成的一种特殊的除盐装置。可以看成是由许多阴、阳树脂交错排列而组成的多级式复床。据有关科研单位验证,相当于1000~2000级的阳-阴形式复床,也就使说水进入树脂床后,要经过1000~2000组复床的串联除盐。另外在混床中,可以消除反离子现象,有利于交换反应向右进行,从而使交换反应进行彻底。 混床内阴、阳树脂能制取高纯水的工作原理,可用下式描述:
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RH+NaCl RNa+HCl ROH+NaCl RCl+NaOH
RH+NaOH RNa+H2O ROH+HCl RCl+H2O
混床中的RH和ROH分别与水中的阳离子和阴离子发生交换,它们生成的酸和减进行中和,生成电离度小的水,使反应成为不可逆,因而提高了水的纯度。
六十一.混床具有哪些主要特点?
答:混床是当今制取高纯度水广泛采用的一种床型,它具有以下一些特点: 1. 优点
出水水质高,可将水中的阴、阳两种几乎全部除尽,电导率<0.1us/cm,SiO2<100ppb。 可以间断一些,对水质影响小。 交换终点明显。 2. 缺点
水质的交换容量利用率低。 水质的年损耗率大。
再生操作比复床复杂,要求严格。 设备结构复杂,一次投资高。
六十二.树脂再生后的正洗有何目的?
答:正洗是采用10~20m/h流速使水通过树脂层,将再生后的废液洗出,使树脂床尽快地恢复工作能力。正洗用水水质的好坏,对水质的交换容量影响很大,这是因为正洗水中杂质在通过树脂层时,会与部分树脂发生交换而使运行时的交换容量降低。正洗水质越高,效果越好,在工业生产中不可能用纯度高的水正洗树脂,常见的是阳床用清水冲洗,阴床用阳床出水冲洗,混床用一级脱盐水冲洗。
六十三.强碱阴树脂失效后为何必须及时再生?
答:强碱阴树脂大多为凝胶型均孔树脂,网孔很小。当强碱树脂失效后,树脂上吸附了大量的SiO2-硅酸化合物,若较长时间放置,这些硅酸化合物与交换基团缔合并脱水: R R O OH HO O + Si Si
HO OH HO OH
R-O O O-R
Si Si
HO OH HO OH 生成分子量大的聚合物,它们会沉积在树脂表面或网孔中,使再生时洗脱困难,从而减少了活性交换基团的数量,对交换容量的降低是一个重要原因。
六十四.活性炭过滤器在水处理中起什么作用?
答:活性炭过滤器在水处理过程中的作用主要有:
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1. 吸附水中游离态Cl2及有机物,保护水中不受余Cl2的氧化降解,减轻水中的有机污染。 2. 进一步去除水中残余浊度,阻止悬浮杂质进入两种交换器。
六十五.活性炭是一种什么物质?活性炭脱氧的原理是什么?
答:活性炭是有含碳材料,如煤、木材、椰壳等,经过高温碳化及活化后的一种具有很大的孔隙率和巨大比表面积的吸附剂。由于原材料的来源和种类、活化方法的不同,可制出性能各异牌号众多的活性炭来满足各种不同的需求。
具体地讲,活性炭属于石墨体的类型,其结构特征是碳原子相互间等距离地分布在正六边形的顶上,在活性炭碳原素结晶中,这些六边形的环,通常并不形成与石墨相似的有规则的层状晶格,而是不太规则地排列着,产生多孔的松散结构。结晶表面上的碳原子在能量上是不等值的,这些原子含有不饱和价,并且很自然地具有与外来分子或基团发生化学作用倾向的特征。
活性炭的脱氯主要基于活性炭的化学反应性,其反应式为: ##+-C+HOCl-→CO+H+Cl #-#- C+OCl-→CO+Cl
*#
式中C代表活性炭,CO代表碳的 表面氧化物。活性炭脱除余Cl2的本质属于一级表
##-面化学反应,游离氯被C表面吸着分解,生成的O将C氧化,离游氯被还原为Cl离子。
活性炭对有机物及残余浊度的去除主要是吸附截留作用。
六十六.活性炭过滤器为何设在离子交换器前面?
答:因为经澄清软化、杀菌和过滤后的水残留有游离太余氯、有机物剩余浊度,这些物质进入除盐设备中会不同程度地毒害和污染离子交换树脂。如有利氯对离子交换树脂有氧化降解作用,有机物污染离子交换树脂,残余浊度的物质可能在树脂中产生沉淀堵塞树脂交联网孔。因此,必须在进入离子交换器前设置活性炭过滤器,将水中的余氯、有机物及残余浊度去除或降低至一定程度。
六十七.用于水处理的活性炭必须具备哪些主要性能?
答:用于脱盐水处理的活性炭必须具备下列物理化学性能: 1. 颗粒均一系数要小,同时要有一定的机械强度。一般均一系数为2.0~1.2,强度>85%。
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2. 有较大的比表面积,一般应>900m/g。 3. 灰分、水分要少。 4. 碘值应>800mg/g。
六十八.活性炭过滤器为何必须定期反洗?
答:活性炭过滤器运行一段时间,活性炭C的表面氧化物CO逐渐增多不能顺利地解脱出来,碳粒表面得不到更新,或者由于水中浊度物质沉积覆盖活性炭颗粒表面及堵塞碳粒孔道,使得碳粒内、外表面均不能顺利地与水中游离氯及有机物接触,脱氯效果将不断降低。因此必须定期反洗,反洗时依靠水流剪截力及碳粒间的相互摩擦,洗去碳的表面氧化物和沉积物,使碳粒表面得到清洁和更新,以恢复一定的脱除余氯和有机物的能力。
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六十九.新活性炭需经哪些处理才能投用?
答:刚装入的活性炭,首先必须充满水浸泡24小时以上,使其充分滋润,排除碳粒间及其内部孔隙中的空气,使碳粒不浮在水上,然后封入孔、试压并正洗,洗去活性炭及无烟煤粉尘,洗至出水透明无色,无微粒颗粒后,即可投入使用。
七十.反洗活性炭过滤器时虽然流量不大,但有正常粒径的活性炭跑出来是何原因?
答:主要是配水不均或较长时间未反洗,局部地方流速很低,后沉淀或微生物粘泥不能及时洗脱,使得碳层结块,造成沟流短路。反洗时虽然流量不大,但水流不能均与上升穿过碳层,只能从狭窄的碳层沟缝中流过,这样,局部的流速很高,高速水流将尚未结块的碳粒或团边
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