设备教案(16)离子交换

1、1 11-4 离子交换设备离子交换设备 1、说出离子交换设备的分类、说出离子交换设备的分类 2、说出普通离子交换罐、反吸附离子、说出普通离子交换罐、反吸附离子交换罐、混合床交换罐的结构交换罐、混合床交换罐的结构 2一、离子交换设备的分类一、离子交换设备的分类 （一）操作方式（一）操作方式 静态交换静态交换：设备为一带有搅拌器的反应罐，：设备为一带有搅拌器的反应罐，交换后利用沉降、过滤或水力旋风分离器交换后利用沉降、过滤或水力旋风分离器将树脂分离，装入解吸罐中进行洗涤和解将树脂分离，装入解吸罐中进行洗涤和解析。析。 动态交换动态交换：离子交换树脂和被交换液在离：离子交换树脂和被交换液在离子交换柱

2、中进行交换的操作。子交换柱中进行交换的操作。3动态交换设备的分类动态交换设备的分类1、按操作方式分：、按操作方式分：固定床系统固定床系统： （间歇操作）（间歇操作） 单床单床单柱或单罐操作单柱或单罐操作 多床多床多柱或多罐串联多柱或多罐串联 复床复床阳柱、阴柱阳柱、阴柱 混合床混合床阴阳树脂混合装在一个柱或罐中阴阳树脂混合装在一个柱或罐中连续逆流系统连续逆流系统：溶液和树脂以相反：溶液和树脂以相反方方 向均不断流入和离开交换设备，向均不断流入和离开交换设备，为连续操作。为连续操作。 （单、多床）（单、多床）4 2、被交换溶液进入固定床的方向、被交换溶液进入固定床的方向 正吸附正吸附：溶液在柱中

3、自上而下流动：溶液在柱中自上而下流动 反吸附反吸附：溶液在柱中自下而上流动：溶液在柱中自下而上流动5分类分类操作操作方式方式静态静态交换交换动态动态交换交换操作操作方式方式溶液溶液流动流动方向方向固定床固定床系统系统连续连续逆流逆流 单床单床 多床多床 复床复床 混床混床正吸附正吸附反吸附反吸附 单床单床 多床多床6二、离子交换设备的结构二、离子交换设备的结构 （一）普通离子交换罐（柱）（一）普通离子交换罐（柱） （二）反吸附离子交换罐（二）反吸附离子交换罐 （三）混合床交换罐（三）混合床交换罐 （四）连续逆流离子交换设备（四）连续逆流离子交换设备7（一）普通离子交换罐（柱）（一）普通离子交换

4、罐（柱） 、具有椭圆形顶及底的、具有椭圆形顶及底的圆筒形圆筒形设备，设备， 高径比高径比2-3、装、装树脂层高度树脂层高度，上，上部留足够的空间以备反冲时树脂层的膨胀部留足够的空间以备反冲时树脂层的膨胀扩张。扩张。、上部有、上部有溶液分布装置溶液分布装置，使溶液、，使溶液、解吸液及再生剂在整个罐截面上均解吸液及再生剂在整个罐截面上均匀通过树脂层。匀通过树脂层。 8 、圆筒体的底部与椭圆形底之间装有多孔、圆筒体的底部与椭圆形底之间装有多孔板、筛网及滤布以板、筛网及滤布以支承树脂层支承树脂层。较大设备不。较大设备不装支撑板，直接用块石英、卵石铺于罐底做装支撑板，直接用块石英、卵石铺于罐底做支撑层，

5、石块大在下，小在下，分五层，每支撑层，石块大在下，小在下，分五层，每层约层约100、罐顶有、罐顶有人孔、手孔人孔、手孔，大罐在壁上，用于装，大罐在壁上，用于装卸树脂。卸树脂。、罐顶管道罐顶管道：（被吸附液、解吸剂、：（被吸附液、解吸剂、再生剂、软水进口可共用一个进料口）再生剂、软水进口可共用一个进料口）压力表、排空口、反洗水出口压力表、排空口、反洗水出口9、罐底管道罐底管道：各种液体出口、反洗水进：各种液体出口、反洗水进口、压缩空气进口，共用一个出液口。口、压缩空气进口，共用一个出液口。、耐酸、碱耐酸、碱 大型：钢板大型：钢板+橡胶衬里橡胶衬里 小型：硬聚氯乙烯板或有机玻璃小型：硬聚氯乙烯板或

6、有机玻璃 实验室：玻璃筒实验室：玻璃筒10、正吸附交换罐的、正吸附交换罐的优点优点：设备简单，操作方便，应用广。设备简单，操作方便，应用广。10、多床设备多床设备：将几个单床串联起来操作，：将几个单床串联起来操作，溶液用泵压入第一罐，然后靠罐压依次压溶液用泵压入第一罐，然后靠罐压依次压入下依罐，罐压应逐个减小。入下依罐，罐压应逐个减小。11普通离子交换罐（柱）普通离子交换罐（柱）12反吸附离子交换罐反吸附离子交换罐13（二）反吸附离子交换罐（二）反吸附离子交换罐 、被吸附的溶液由罐的、被吸附的溶液由罐的下部导入下部导入，控制流速，控制流速，使沸腾不溢出，交换后由上部导出，上部可设使沸腾不溢出，

7、交换后由上部导出，上部可设计成扩口型或锥形，降低流速，减少对树脂的计成扩口型或锥形，降低流速，减少对树脂的夹带夹带 。、优点优点：省去菌丝过滤这一工序，液：省去菌丝过滤这一工序，液-固两固两相接触均匀，不产生短路、死角，生产周期短，相接触均匀，不产生短路、死角，生产周期短，解析后产品质量好。解析后产品质量好。、缺点缺点：饱和程度不高，树脂层高：饱和程度不高，树脂层高度比正吸附时低，以免外溢。度比正吸附时低，以免外溢。4、溶液分布装置：、溶液分布装置：14（三）混合床交换罐（三）混合床交换罐 、将阴、阳两种树脂、将阴、阳两种树脂混合装柱混合装柱而成而成、可制备、可制备无盐水无盐水：避免：避免pH

8、的变化的变化、用于、用于抗生素精制抗生素精制：避免：避免pH的变化的变化、操作操作：溶液由上而下流动：溶液由上而下流动 再生再生：水反洗，使阴阳树脂借密度差分层：水反洗，使阴阳树脂借密度差分层（阳树脂较重），碱液由上部引入，酸液由下部（阳树脂较重），碱液由上部引入，酸液由下部引入，废再生剂由中部引出引入，废再生剂由中部引出 混合混合：压缩空气将两种树脂混合：压缩空气将两种树脂混合、阴阳、阴阳体积比体积比:1516（四）连续逆流离子交换设备（四）连续逆流离子交换设备 操作操作：在连续逆流离子交换设备中，树脂、被：在连续逆流离子交换设备中，树脂、被处理的溶液、再生剂、洗水都处在流动状态中，处理的溶液、再生剂、洗水都处在流动状态中，在不同部位连续地进行交换、再生及清洗作用，在不同部位连续地进行交换、再生及清洗作用，是一种完全连续的方式。是一种完全连续的方式。、优点优点：交换速