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奧凱〖離子交換設(shè)備〗

 

         〖離子交換設(shè)備〗,是一種傳統(tǒng)的、工藝成熟的脫鹽處理設(shè)備,其原理是在一定條件下,依靠離子交換劑(樹脂)所具有的某種離子和預(yù)處理水中同電性的離子相互交換而達(dá)到軟化、除堿、除鹽等功能。用于深度脫鹽處理,產(chǎn)水電阻率動態(tài)可達(dá)到18MΩ·cm。

 

奧凱〖離子交換設(shè)備〗,原理

  離子交換設(shè)備是通過離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的,可去除水中的各種陰、陽離子,是目前制備高純水工藝流程中不可替代的手段。離子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。

  當(dāng)原水通過離子交換柱時,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。陽、陰混柱的不同組合可使水質(zhì)達(dá)到更高的要求。

 

        工業(yè)純水制取系統(tǒng) ;交換機(jī)理;以氨基酸為例,氨基酸是兩性電解質(zhì),它含有可被離子交換的陽離子(-NH3+)和陰離子(-COOH),利用陽離子交換樹脂從谷氨酸發(fā)酵液中分離谷氨酸是選擇性吸附。將發(fā)酵液中殘?zhí)羌捌渚酆衔?、色素、蛋白質(zhì)等非離子雜質(zhì)得以分離,經(jīng)洗脫濃縮,在等電條件下獲取谷氨酸。一般認(rèn)為離子交換過程是按化學(xué)摩爾質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行的,且交換過程是可逆的,最后達(dá)到平衡,平衡狀態(tài)和過程的方向無關(guān)。因此,離子交換過程可以看作可逆多相化學(xué)反應(yīng)。但和一般的多相化學(xué)反應(yīng)不同,當(dāng)發(fā)生交換時,樹脂體積常發(fā)生改變,因而引起溶劑分子的轉(zhuǎn)移。設(shè)有一粒樹脂放在溶液中,發(fā)生下列交換反應(yīng): A++RB=RA+B+

          l ,〖離子交換設(shè)備〗,不論溶液的運(yùn)動情況如何,在樹脂表面上始終存在著一層薄膜,交換離子借于分子擴(kuò)散通過薄膜,顯然,溶液流運(yùn)愈劇烈,薄膜的厚度愈小,則液體主體的濃度愈均勻一致。一般說來,樹脂的交換容量和顆粒大小無關(guān)。因此在樹脂表面和內(nèi)部都具有交換作用,發(fā)酵液中谷氨酸在通過陽離子交換柱時,先向樹脂表面擴(kuò)散,再穿過樹脂表面向樹脂內(nèi)部擴(kuò)散,谷氨酸中的一NH3+與樹脂交換基團(tuán)一SO3-H+的H+進(jìn)行交換,交換下來的H+從樹脂內(nèi)部向表面擴(kuò)散,由于H+擴(kuò)散到溶液中,所以發(fā)酵液流經(jīng)交換柱的流出液;其pH會下降。 A++RB=RA+B+


   離子交換過程包括5個步驟:①A+自溶液中擴(kuò)散到樹脂表面。②A+從樹脂表面再擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部的活性中心。③A+在活性離子交換過程中心發(fā)生交換反應(yīng)。④解吸離子B+自樹脂內(nèi)部的活性中心擴(kuò)散到樹脂表面。⑤B+從樹脂表面擴(kuò)散到溶液中。 其交換速度受最慢的一步所控制。根據(jù)電荷中性原則,步驟①和⑤同時發(fā)生且速度相等。即有l(wèi)molA+經(jīng)薄膜擴(kuò)散到達(dá)顆粒表面,同時必有l(wèi)mol的B+以相反方向從顆粒表面擴(kuò)散到液體中,同樣②和④同時發(fā)生,方向相反,速度相等。因此離子交換過程實(shí)際上只有三步:外部擴(kuò)散、內(nèi)部擴(kuò)散和交換反應(yīng)。離子間的交換反應(yīng)速度一般很快,甚至難以測定,大多情況下交換反應(yīng)不是控制步驟,而內(nèi)外擴(kuò)散則是控制步驟。通常液相速度愈快,濃度愈小,顆粒愈大,吸附愈弱,愈是趨向于內(nèi)擴(kuò)散控制。相反,液體流速慢,濃度大,顆粒小,吸附強(qiáng),愈是趨向于外擴(kuò)散控制。交換層次發(fā)酵液

          2.〖離子交換設(shè)備〗,離子交換速度方程 l     當(dāng)外擴(kuò)散控制時,可推得離子交換速度方程為:ln(1-F)=-K·t 式中  K——外擴(kuò)散速度常數(shù),K=3De/r0δг;De——液相中的擴(kuò)散系數(shù);r0——樹脂顆粒半徑;г——吸附常數(shù),達(dá)到平衡時,固相濃度與液相濃度之比。稀溶液中,г為一定值;F——時間為t時,樹脂的飽和度,即樹脂上的吸附量與平衡吸附量之比。

         3.〖離子交換設(shè)備〗,影響交換速度的因素,減小顆粒無論對內(nèi)擴(kuò)散控制或外擴(kuò)散控制都有利于交換速度的提高,交聯(lián)度越低、樹脂越易膨脹,則樹脂內(nèi)部的擴(kuò)散就越容易。所以當(dāng)內(nèi)擴(kuò)散控制時,降低樹脂交聯(lián)度,可提高交換速度;溫度高時,擴(kuò)散系數(shù)大,則交換速度快;離子在樹脂中擴(kuò)散時,離子與樹脂骨架間存在庫侖引力。離子化合價越高,這種引力越大,則擴(kuò)散速度就愈小;另外,小離子的擴(kuò)散速率比較快,而大分子由于和樹脂骨架碰撞,使骨架變形,則擴(kuò)散速度慢。工業(yè)上可利用大分子和小分子在某種樹脂上的交換速度不同而達(dá)到分離的目的,這種樹脂稱為分子篩。

 

        

        4.〖離子交換設(shè)備〗,離子交換的選擇性 ,當(dāng)溶液中同時存在著很多種離子時,樹脂則對離子有選擇吸附作用。一般來說,離子和樹脂間親和力越大,就越容易吸附,對無機(jī)離子而言,離子水合半徑越小,這種親和力越大,也就容易被吸附,這是因為離子在水溶液中都要和水分子發(fā)生水合作用形成水化離子;在常溫下的稀溶液中,離子交換的選擇性與化合價呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性:離子的化合價越高,就越容易被吸附;離子交換反應(yīng)受溶液的pH影響很大。對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿樹脂來說,任何pH下都可進(jìn)行交換反應(yīng),而弱酸、弱堿樹脂的交換反應(yīng)則分別在偏堿性、偏酸性或中性溶液中進(jìn)行,對凝膠型樹脂來說,交聯(lián)度大,結(jié)構(gòu)緊密,膨脹度小,促進(jìn)吸附量增加;相反,交聯(lián)度小,結(jié)構(gòu)松弛,膨脹度大,吸附量減小;

         5.〖離子交換設(shè)備〗,離子交換的選擇性.另外,離子交換反應(yīng)是在樹脂顆粒內(nèi)外部的活性基上進(jìn)行的,因此要求樹脂有一定的孔道,以便離子的進(jìn)出反應(yīng);離子交換樹脂在水和非水體系中的行為是不同的。有機(jī)溶劑的存在會使樹脂脫水收縮,結(jié)構(gòu)緊密,降低吸附有機(jī)離子的能力,而相對提高吸附無機(jī)離子的能力。可見,有機(jī)溶劑的存在不利于有機(jī)離子的吸附。利用這個特性,常在洗滌劑中加適當(dāng)有機(jī)溶劑以洗脫有機(jī)物質(zhì)。

 

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廣州奧凱水處理設(shè)備有限公司是一家專業(yè)從事給水設(shè)備；純水處理設(shè)備；中水回用成套設(shè)備生產(chǎn)、銷售、調(diào)試安裝為一體的高科技企業(yè)。先后取得ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證,CCC證，GS認(rèn)證和CE證管。廣州奧凱在新老客戶的支持和認(rèn)同下，奧凱于是在2003年成立了自己獨(dú)立的品牌和專利。
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