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离子交换树脂再生如何选择再生剂

目前在化学水处理工艺中,常用的再生剂见下表

处理工艺

床型

钠床

氢床

阳床

阴床

混床

软化

NaCl

-

-

-

-

脱碱软化

NaCl

HCl或H2SO4

-

-

-

除盐

-

-

HCl或H2SO4

NaOH

HCl或H2SO4

NaOH

1.选择再生效果好的再生剂。对于阳床的再生剂主要有两种:一是盐酸;二是硫酸。从再生效果上讲,盐酸优于硫酸。试验表明:当阳床运行流速均采用10m/h,则再生剂用量均为4倍再生剂量。用盐酸再生,离子交换树脂的工作交换容量比用硫酸再生的可提高40%-50%。所以在各方面条件相近的情况下,可优先选用盐酸做再生剂。

由于弱碱溶液的碱性较低。所以不能把所吸附的阴离子从树脂上充分洗脱下来而使大部分阴离子仍留在再生后的树脂上,因而树脂在运行时,就会降低其对HSiO3-的吸附,同时由于用弱碱再生后,树脂本身的碱性也会降低。而且当树脂表面存在着弱碱阴离子,则会产生如下式所表示的水解作用:

RHCO3+H2O→ROH+H2CO3

这样,当水通过该离子交换树脂时,则会生成大量的CO2,出水水中HCO3-浓度会进一步增加。而且树脂在水解期间会失去对HSiO3-的吸附能力。

根据上述原因,强碱性阴离子交换树脂应用氢氧化钠做再生剂。由于NaOH的碱性很强,能将所吸附的HSiO3-较为彻底地去除掉,并使离子交换树脂获得较强的碱性。同时由于交换产物是离解度很低的水,从而也不会影响强碱阴树脂的除硅效果。

2.化学性能稳定,不应引起离子交换树脂分解和氧化等作用。在再生阳床时,不选用HNO3做再生剂,就是由于其具有较强的氧化性,会对离子交换树脂产生氧化作用,影响交换树脂的使用周期。同时价格也比较贵。

3.操作方便,避免采用能与离子交换树脂所吸附的杂质产生不溶性沉淀。在化学水处理工艺中,常采用盐酸做再生剂,而较少采用硫酸的又一个原因是:在再生操作中,如果再生液的浓度和流速掌握不好,极易在床层中产生CaSO4沉积。由于CaSO4是一种难溶物,会附着在离子交换树脂颗粒的表面及内部网孔,较难洗出,因而引起树脂交换能力的降低。

4.选用价格便宜,易购及储存便利的再生剂。尽管盐酸的再生效果优于硫酸,但盐酸价格较高,而且浓度低,对设备、管道有较强的腐蚀作用,对储存设备的附腐条件要求较高,而硫酸由于浓度高,而且价格便宜,使用较为经济,并且有较好储运的特点。

所以在实际使用中应根据上述情况做技术经济比较。如果硫酸当在有生产,而盐酸需要从外地运来,则此时采用硫酸就较为有利。在再生操作中,只要妥善掌握硫酸的再生工艺条件(浓度、流速等),也能取得满意的再生效果。

盐酸与硫酸的技术经济比较见下表

盐酸

硫酸

1.价格高

2.再生剂浓度低

3.再生效果好,对浓度,流速要求不很严

4.腐蚀性强,对储存条件要求高

5.可清除树脂的铁污染

1.价格便宜

2.再生剂浓度

3.再生需要妥善掌握工艺条件,否则易产生CaSO4沉淀

4.浓酸有氧化性,好贮存,但需要有防上倒水措施,以避免再生时因倒水发热而破坏设备