除砷离子交换树脂的再生工艺与交换容量

　　一、离子交换树脂的再生工艺

　　1、再生剂种类

　　(1)常用再生剂。离子交换树脂的再生剂有盐(NaCI)、酸(I-ICI，H2SO4)、碱(NaOH)等。药剂的浓度与冰冻点关系。碱液也可采用固体氢氧化钠，但需要蒸汽加热溶解，操作麻烦。在化工企业中，有采用硝酸做阳床再生剂的实例。为防止硝酸的强氧化性对阳离子交换树脂造破坏，一般控制再生剂的浓度在2%~2.5%，再生剂的用量为理论量的2~3倍，阳离子交换树脂的工作交换容量在800mol/m³左右。再生剂管路采用耐硝酸腐蚀不锈钢材质。橡胶在硝酸的强氧化性作用下易老化开裂，失去防腐作用，为此阳床内壁涂刷抗硝酸涂料。

离子交换树脂

　　(2)硫酸与盐酸再生剂区别。可以看出，固定床采用再生酸消耗量较HCI再生低，但H2SO4再生操作较H。再生复杂并且由于再生时浓度控制得低，再生耗时较HCl再生长，废水排放量较HCI再生高。H2SO4再生阳离子交换树脂酸消耗成本比HCl再生稍高，但H2SO4再生产生的废水，中和处理成本较HCl再生产生的废水中和处理成本低得多，使脱盐水装置总生产成本降低，并且废水中SO2-4离子比CI-离子易处理，对环保封泳有利。由于硫酸与盐酸的再生流速、冬流量不同再生装置设计也有区别，在选用离子交换器时要注明采用那种再生剂。

　　(3)H2SO4稀释发热量计算。采用硫酸再生时有时把浓硫酸先稀释到一定浓度，此时要考虑浓硫酸稀释时的发热量随溶液温度升高。稀释后限制溶液温度不超过55℃。

离子交换树脂

　　二、离子交换树脂的交换容量

　　离子交换树脂进行离子交换反应的性能，表现在它的“离子交换容量”，即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数，meq/g(干)或meq/mL(湿)；当离子为一价时，毫克当量数即是毫克分子数(对二价或多价离子，前者为后者乘离子价数)。它又有“总交换容量”、“工作交换容量”和“再生交换容量”等三种表示方式。

　　1、总交换容量，表示每单位数量(重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量。

离子交换树脂

　　2、工作交换容量，表示树脂在某一定条件下的离子交换能力，它与树脂种类和总交换容量，以及具体工作条件如溶液的组成、流速、温度等因素有关。

　　3、再生交换容量，表示在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的交换容量，表明树脂中原有化学基团再生复原的程度。通常，再生交换容量为总交换容量的50～90%(一般控制70～80%)，而工作交换容量为再生交换容量的30～90%，后一比率亦称为树脂的利用率。在实际使用中，离子交换树脂的交换容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因树脂结构不同而异。现仍未能分别进行计算，在具体设计中，需凭经验数据进行修正，并在实际运行时复核之。