离子交换分离技术论文
离子交换借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，下面是小编精心推荐的一些离子交换分离技术论文，希望你能有所感触!
离子交换分离技术论文篇一
离子交换除盐水技术研究
摘 要 本文主要是对离子交换除盐水的原理、过程进行简单介绍，重点总结了该技术在实际运行中的技巧和方法，采用树脂激活技术恢复树脂活性，效果良好。
关键字 离子交换;除盐水;树脂激活技术
中图分类号TQ9 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)96-0170-02
在众多以生产聚氯乙烯、氯碱产品为主的综合性化工企业中，除盐水是其生产过程中的重要材料，到目前为止，离子交换法是化工生产中最为常用的制备方法之一。
1 离子交换除盐原理
离子交换除盐采用的是离子交换反应原理，即在离子交换除盐过程中，原水经过阳离子交换器、阴离子交换器，进行离子交换，去除水中的阴、阳离子，得到除盐水。长时间运行后，离子交换树脂达到交换饱和，失效，树脂从酸(碱)型转变成了盐型，此时可以用相应的酸碱使失效的树脂再生，恢复其交换能力。
2 运行过程
离子交换法除盐水过程主要分成三部分：水质预处理、离子交换和酸碱再生，整个工艺的核心是离子交换，在树脂的选择上要综合考虑原水水质、产水指标等各种因素，一般阴离子交换器采用大孔型弱碱性的苯乙烯系阴离子交换树脂(D301)和强碱性的苯乙烯系阴离子交换树脂(201X7)，阳离子交换器采用大孔型弱酸性的丙烯酸系阳离子交换树脂(D113)和强酸性的苯乙烯系阳离子交换树脂(001X7)。
3 除盐技术中的技巧和方法
3.1 进水温度的控制
水温的变化对强性树脂影响较小，对弱性树脂有明显的影响。高温能够加快离子的运动、降低树脂外水膜的厚度，利于进行交换反应。然而，高温还会降低树脂对离子的吸附强度，甚至影响树脂寿命，因此，进水温度控制在20～40℃为宜。
3.2 树脂再生技巧
树脂再生十分重要，主要存在两方面的影响，一是影响后续运行时的工作交换容量、出水水质，二是再生剂的使用量决定着该系统的经济效益。对再生效果能够造成的影响因素很多，通常而言主要是再生液的浓度、用量和流速。从理论公式入手，得知再生剂的有效量等于交换剂的总工作交换容量。但是，实际应用中并非如此，再生剂不可能被完全利用，即其利用率不可能达到100%，一般约30%～50%，因此，实际应用的再生剂量比理论量大两到三倍。再生剂用量和树脂的再生程度之间的关系并不是简单的正比关系，起初，再生剂量越多，树脂再生程度越高，当再生剂用量达到一定数额，即四倍于理论量时，树脂的再生度变化减缓。若此时仍然利用加大再生剂数量提高树脂的再生程度，其效果并不理想。综上所述，树脂再生程度最好选取在60%～80%之间。理论上，再生液浓度越高，再生反应的越彻底。但是，再生液浓度同再生液容量一样，只在一定范围以内效果显著，并且对于再生液浓度而言，如果超出范围，反而影响再生效果，再生效果不升反降。从实际情况来看，如果采用再2%～3%的生液浓度，再生流速，五到七米每小时的再生液和半个小时或者一个小时的树脂接触时间，其再生效果最佳，此时，再生剂的经济比耗为1.1～1.3。另外，对于浮动床起床时，需要托起树脂层，在这个过程中必须平稳均匀的用力，避免打乱树脂的排列次序，破坏水质。在进行实际操作过程中，最好事先进行试验调整某些设置参数，即保证再生程度，又不损失经济效益。
3.3 定期擦洗
离子交换树脂定期擦洗十分重要，她决定了离子交换器正常运行能够连续进行。交换器工作时间久后，难免会有杂质、破碎的树脂、残留微生物等在树脂中残留，并且，微生物还会不断繁殖，因此，树脂的定期擦洗工作十分必要。擦洗采用空气擦洗、水擦洗重复交替的方式进行，直到出水达到标准。在树脂被污染，运行压差显著增加、出力降低或者出水水质恶劣的情况下，应该适当的增加擦洗频率。擦洗树脂较容易破坏其树脂原有的分层状态，因此，擦洗过的树脂需要进行再生，否则，可能会恶化出水水质。树脂再生时，可以结合新树脂预处理方法，再生剂用量和浓度加倍，或者连续两次再生，以保证出水质量、周期制水量。
3.4 树脂的定期检查
离子交换树脂在使用的过程中，由于污染、破碎、降解等各种因素，都可能降低其交换容量、交换速度以及交换能力的大小，而且，这种影响在初期表现的比较明显，随着时间的增加影响逐渐减小。因此，为了防止交换器效果不佳或是失效，应该在除盐过程中及时调整树脂的用量及其再生水平。比如说，当水质发生改变时，为确保交换器有足够的处理能力，应该对树脂用量以及再生剂的用量进行合理有效地调整;若是因外力因素如机械力而造成的破碎损失，可以通过定期补充新的树脂来保证交换器的处理能力;若是交换树脂的整体交换容量变小，则应根据需要对其进行部分或全部更换，以此来维持交换器的处理能力。
在离子交换(包括阳离子交换及阴离子交换)水处理中，必须定期(通常是一年)对交换器内的树脂量以及离子树脂的交换能力进行检查，这样才能更好地掌握树脂的交换能力，并对交换能力下降的树脂进行适时补充及更换。通常情况下，阳离子交换树脂在交换能力方面相对比较稳定，不会有很大的变化，因而只需补充因破碎而损失的树脂即可。而阴离子交换树脂较阳离子交换树脂而言，稳定性较差，表现为交换容量容易下降，因此，不能单单只对破碎的树脂进行补充。正确的做法是，用新的树脂取代树脂层上部膨胀度大且细碎的树脂，补充树脂时，以“旧补旧，新补新”为操作原则，以更好的发挥新树脂的作用。此外，有必要时，需对树脂进行全部替换。
需要指出的是交换器的交换能力受树脂量以及再生剂用量双方面的影响，因此在除盐初期，交换器处理能力显著下降的情况下，应适当加入再生剂，以提高交换器的处理能力。
3.5 除二氧化碳器
除二氧化碳器的作用有两个：一是除掉溶解在水中的酸性气体CO2，最大限度地降低其对金属设备的腐蚀;二是减轻阴离子交换树脂的负荷。可见除二氧化碳器质量的好坏会对阴离子交换器的处理能力造成直接影响，必须把好其质量关。具体做法是：加强对除二氧化碳器以及相关阀门和管线的质量检查，遇到问题需及时分析处。通常，夏季的水处理量较冬季要小，因而可以选择在夏季运用检查、处理切换进行的方法，检查维修除二氧化碳器，以确保其正常运行。
4 结论
本文仅仅对离子交换除盐水技术进行了简单的分析，在现实运行中，还存在很多影响因素，也是不可忽视的，这需要我们在生产实践中不断的摸索总结，逐步完善这一技术。
参考文献
[1]姚继贤，等.工业锅炉水处理及水质分析[M].劳动人事出版社.
[3]王焕梅.有机化工生产技术[M].北京：高等教育出版社，2007.