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分析离子交换树脂层的工作过程

时间:2016-11-9 9:39:27   来源:河北新时代化工建材有限公司

离子交换树脂在参与离子交换过程中,树脂层内会形成三个区域:即失效层、工作层和保护层,今天分享其离子交换树脂层的工作过程。
   我们看到,在装有离子交换树脂的离子交换柱中,自上而下地通过含有Ca2+的水时,树脂层的变化可分为以下三个阶段。

  一、交换带的形成阶段  溶液一接触树脂,就开始发生离子交换反应。随着水的流动,溶液的组成和树脂的组成不断发生改变,即树脂愈往上层,层中的Ca2+浓度就愈大;水愈往下流,水中的Ca2+浓度就愈小。当水流至一定深度时,离子交换反应达到平衡,树脂及溶液中反离子Na+的浓度就不再改变了。这时,从树脂上层交换反应开始至下层交换平衡为止,形成了一定高度的离子交换反应区域,称为交换带或工作层。如果把交换带中树脂的组成作出曲线,纵坐标为树脂层高度,横坐标为树脂的组成,以%表示,则交换带的树脂组成曲线,不难理解,在通水初期,由于离子交换反应刚刚开始,交换带尚未定型,经一段时间后才形成一定高度的离子交换带。

  二、交换带的移动阶段  随着离子交换的进行,离子交换带逐渐向下部树脂层移动,这样树脂层中就形成了三个层或区域:交换带以上的树脂层,都为Ca2+所饱和,它已失去交换能力,水通过时,水质不发生变化,此层称为失效层;接着是工作层,此层内钙型树脂和钠型树脂是混存的,上部钙型树脂多,下部钠型树脂多,水流经这一层时,水中的Ca2+和钠型树脂中的Na+进行交换,使出水中Ca2+浓度由原水(进水)中Ca2+浓度降至接近于0,此层是整个树脂层中正在进行离子交换的层区,其层区高度即为交换带的宽度;交换带以下的树脂层为尚未参与交换的树脂层,即其中全为钠型树脂,称为末交换层。所以,交换带移动阶段即是水处理中离子交换运行的中期阶段,也就是离子交换的正常运行阶段。

  三、交换带的消失阶段  由于交换带沿水流方向以一定速度向前推移,致使失效层不断增大,末交换层不断缩小,当交换带的下端达到树脂层底部时,Ca在装有钠型树脂的离子交换柱中,自上而下地通过含有Ca2+的水。
  通过以上,离子交换树脂层的工作过程您明白了么?


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