离子交换与电渗析设备第7章

离子交换与电渗析设备第7章第七章：离子交换与电渗析设备第一节：离子交换设备第二节：电渗析与设备10/24/20232第一节：离子交换设备一、概述二、离子交换工艺过程的基本步骤三、典型的工艺流程四、树脂的再生五、离子交换过程的设备与操作10/24/20233一、概述发展过程天然沸石、磺化煤、酚醛树脂、大孔结构树脂。应用水的软化、纯化；水溶液中分离去除金属与非金属离子；抗生素提取；柠檬酸精制；氨基酸回收；10/24/20234离子交换过程是固液两相间的传质与化学反应过程。通常在离子交换剂表面进行的离子交换反应很快，过程速率主要由离子在固液两相间的传质过程决定。10/24/20235二、离子交换工艺过程的基本步骤交换反应再生再生后的清洗10/24/20236三、典型的工艺流程固定床：交换树脂固定P468单床；多床；二层床；复床；混合床。流动床：交换树脂流动P286旋涡式；筛板式。10/24/2023710/24/2023810/24/20239四、树脂的再生逆流的再生流动方式并流的再生流动方式混合的再生流动方式10/24/202310五、离子交换过程的设备与操作操作方式静态交换与动态交换设备类型P284一般离子交换罐；反吸附离子交换罐；混合床离子交换罐；流动床离子交换设备；固定床连续作业设备流程。10/24/20231110/24/20231210/24/20231310/24/20231410/24/20231510/24/202316第二节：电渗析与设备一、渗析二、电渗析三、电渗析的传递过程四、电渗析中的电化学过程五、浓差极化六、电渗析设备与操作10/24/202317一、渗析渗透渗析10/24/202318二、电渗析非选择性电渗析选择性电渗析10/24/20231910/24/202320三、电渗析的传递过程反离子迁移同性离子迁移电解质浓差扩散水的渗透（浓差）水的电渗透（水合作用）压差渗漏水的电解10/24/202321四、电渗析中的电化学过程电极反应膜电位电阻电流10/24/202322电极反应指在阳极和阴极分别进行的氧化和还原反应。在阳极上：H2O===H++OH-4OH--4e===O2+2H2O2Cl--2e===Cl2H++Cl-===HCl10/24/202323在阴极上：H2O===H++OH-2H++2e===H2Na++OH-===NaOH10/24/202324膜电位膜两侧的溶液浓度存在差异，浓缩室侧高，淡化室侧低。浓度高的一侧的离子，有朝浓度低的一侧扩散的倾向，这种倾向产生的电位差称为膜电位。为了使离子从浓度低的一侧，向浓度高的一侧移动，必需克服膜电位。10/24/202325电阻主要是溶液电阻和膜电阻。溶液电阻包括电极室、浓缩室和淡化室中的溶液电阻，其中淡化室占主要部分。同时，溶液中产生的沉淀，结垢和浓差极化将使电阻增加。10/24/202326电流电渗析器所需电压为电极电位、膜电位和克服各项电阻所需电压之和。离子从淡化室向浓缩室的迁移量是按化学当量，随电流的大小而定，电流大，淡化室向浓缩室迁移的离子量就大。为减少电耗，电渗析器均采用很多膜对串联结构。通常有200～300膜对。10/24/202327五、浓差极化何为浓差极化极限电流密度影响浓差极化的因素