纯水制备系统离子交换树脂的选用

1、- 9 -纯水制备系统离子交换树脂的选用 摘要 论述离子交换树脂特点，选型，用量计算，树脂的处理。关键词 离子交换树脂 湿真密度 湿视密度1 概述 树脂运行过程中，相互摩擦碰撞，再生时转型，引起树脂破碎，同时树脂也会被氧化，有机物污染。随着使用期限延长，树脂交换容量降低，产水量减少，产水质量下降，再生酸碱耗量增大，这时就需更换树脂。西安扬森公司制备纯水所用树脂，在1996年4月以前为进口产品，经过几年的运行，树脂破损严重，产水量下降，必须对其进行更换，以保证纯水质量。2以国产树脂代替进口产品。21质量保证 西安扬森公司纯水用于制剂生产，必须达到质量要求，即：电导率ai3+ ca2+mg2+k+

2、na+h+li+ 弱酸性阳离子交换树脂： h+fe3+ai3+ca2+mg2+k+na+li+ 强碱性阴离子交换树脂： so42no3clohfhclo3hsio3 弱碱性阴离子交换树脂： oh so42 no3 cl hclo3 对于强碱性阴离子交换树脂，分型和型，型碱性比型强，型的交换容量比型大。 根据树脂对离子选择性次序，制备纯水选用强 酸强碱性树脂。表一 西安电力树脂厂部分产品目录型号骨架换换 基 团粒度范围(mm)95%含水量%湿视密度g/ml湿真密度g/ml0017苯乙烯系-so3na0.3151.2545530.770.871.241.28002s苯乙烯系-so3na0.3151

3、.2540450.850.901.271.30003苯乙烯系-so3na0.802.0045530.770.871.241.29001t苯乙烯系-so3na0.710.9042520.770.871.241.28续表一型号全交换容量mmol/g体积换容量mmol/ml出厂型式国外树脂对应牌号主要用途0017 4.30 1.70 na+ir-120纯水制备002s 3.90 1.90 na+stratubed-122抗菌素提取003 4.18 1.70 na+c-20纯水制备,硬水软化.001t 4.50 1.90 na+650c废水除汞续表一型号骨架交换基团粒度范围(mm)95%含水量%湿视密

4、度g/ml湿真密度g/ml2017苯乙烯系-n(ch3)3cl0.3151.2542480.660.751.061.112014苯乙烯系-n(ch3)3cl0.3151.2554620.660.731.041.08grq201苯乙烯系-n(ch3)3cl0.3151.2545550.670.731.071.10204苯乙烯系-n(ch3)3cl0.3151.2553620.660.731.041.08grq202苯乙烯系 c2h4oh -n (ch3)2cl 0.3151.2540500.690.751.081.15202苯乙烯系 c2h4oh-n (ch3)2cl0.3151.2540450

5、.701.08201t苯乙烯系-n(ch3)3cl0.710.9042480.660.751.061.11续表一型号全交换容量mmol/g体积交换容量mmol/ml出厂型式国外树脂对应牌号 主要用途20173.201.20 cl-ira-400sa-10a纯水制备,放射性元素提取,有用成分回收.20143,600.95 cl- ira-401grq2014,201.40 cl- 2043,600.95 cl-dowexsbr-p纯水制备,贵重金属提取,食品工业,废水处理.grq2023.801.4 cl-纯水制备,配双层床.2023.101.25 cl-ira-410202t3.21.20 c

6、l-ira-400c纯水制备,有用成分回收.323 型号确定3231 复床树脂 对于复床阴阳离子交换树脂分装在两个柱体内，按表一 选型。复床树脂型号：阳离子交换树脂：强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂：0017阴离子交换树脂：强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂 2017322 混床树脂 对于混床，阴阳树脂混装于一个柱体内，再生时需将其反洗分层，然后用酸再生阳树脂，用碱再生阴树脂。冲洗干净，两种树脂混合均匀，投入运行。若阴阳树脂不易分层，则再生效果不好，产水量减少，水质下降。所以混床用的阳树脂和阴离子交换树脂的湿真密度差应大于15 20%。由此据表一，选混床树脂：混床树脂型号：阳树脂：强酸性苯乙烯系阳离子交

7、换树脂：0017mb 湿真密度：1.251.29g/cm 阴树脂：强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂 2017mb 湿真密度湿: 1.071.10 g/cm 阴阳树脂湿真密度差： （1.25+1.29）/2-（1.07+1.10 ）/2=0.185 185/（1.07+1.10）/2=0.17=17% 因为15%17%20% 所以所选树脂能够满足分层需要。注：湿真密度湿=湿树脂质量/湿树脂的真体积3233 软床树脂 软床除去水中的ca 2+和mg2+，使水软化，故选阳树脂： 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂：003 3234 树脂型号 床体软床 复 床 混 床阳树脂阳树脂阴树脂阳树脂阴树脂型号00300

8、1720170017mb2017mb4树脂用量 41设备规格及装填量 装填高度为柱体有效高度的2/3。正常运行时，顶部充满水，对进入设备的水流具有缓冲及均布作用。另一方面，再生时树脂转型，体积膨胀，也需有一定的空间。 计算公式：v=d2/4*h v- 树脂体积 d- 柱体直径 h- 柱体高度 表三 各床规格及树脂用量床体 软床 复 床 混 床阳 床 阴 床阳树脂 阴树脂d(m)1.20.760.760.610.61h(m)1.252.172.170.440.65v(m3)1.420.99 0.99 0.1270.190 42 购买量计算 柱体内树脂量=湿视密度树脂堆积体积 湿视密度：树脂在水中

9、充分膨胀后树脂颗粒的密度： 湿视密度 =湿树脂质量/湿树脂的堆积体积g/ml 表四 湿视密度 型号 0017007mb201727mb湿视密度0.770.870.770.860.660.750.670.73平均g/ml 0.82 0.815 0.705 0.70 成品树脂用塑料袋包装，标准为 25kg/袋，计算结果： 表五 树脂购买量 床体重量软床 复 床 混 床阳离子阴离子阳离子阴离子树脂量(kg) 1165 812 698 104 133购买量(袋) 47 33 28 5 6 5树脂预处理51干树脂 若贮存运输过程中，树脂失水，使用前必须处理。先用浓食盐水（10%）浸泡，再逐渐稀释，不得直接放于水中 。以免树脂急剧膨涨而破碎。 5 2 新树脂 新离子交换树脂中，含有少量低聚物和未参加反应的单体，以及铁，铅，铜等无机杂质，当树脂与水接触，就会转入溶液中，影响出水质量。因此，使用前先用水使树脂充分膨胀，然后用45%的稀盐酸除去无机杂质，用24%稀氢氧化钠除去有机杂质，最后冲洗至近中性。53 再生 装好树脂，