離子交換設備簡介

離子交換設備是一種傳統(tǒng)的、工藝成熟的脫鹽處理設備，其原理是在一定條件下，依靠離子交換劑（樹脂）所具有的某種離子和預處理水中同電性的離子相互交換而達到軟化、除堿、除鹽等功能。用于深度脫鹽處理，產水電阻率動態(tài)可達到18MΩ·cm。

市政自來水中通常含有種類、濃度不同的可溶性無機鹽類，在人類日常生活和工、農業(yè)生產中，對水中的無機鹽的種類和濃度均有不同的要求，所以必須對不符合標準的水進行脫鹽處理，傳統(tǒng)的除鹽方法采用的是陰、陽離子交換樹脂化學除鹽(離子交換設備)工藝，也叫復床處理工藝。

離子交換設備的基本原理：

采用離子交換方法，可以把水中陽、陰離子去除。以氯化鈉（NaCl）代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應式：

1.陽離子交換柱：R-H+Na+=R–Na+H+

泉威離子交換設備

泉威離子交換設備

2.陰離子交換柱：R–OH+Cl-=R–Cl+OH-

陽、陰離子交換柱串聯以后稱為復合床，其總的反應式：

R-H+R-OH+NaCl=R-Na+R-Cl+H2O

由此得出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物為H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

3.混合離子交換柱（混床）：將陽、陰床尚未交換的剩余鹽類進一步除去，由于通過混合離子交換后進入水中的H+和OH-立即生成電離度很低（H2O），幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象，使交換反應進行得十分，因而混合床的出水水質優(yōu)于陽、陰離子交換柱串聯組成的復床所能達到的水質，能制取純度相當高的成品水。

4.離子交換設備是通過離子交換樹脂在電解質溶液中進行的，可去除水中的各種陰、陽離子，是制備高純水工藝流程中不可替代的手段。離子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。 當原水通過離子交換柱時，水中的陽離子和水中的陰離子（HCO-等離子）與交換柱中的陽樹脂的H+離子和陰樹脂的OH-離子進行交換，從而達到脫鹽的目的。陽、陰混柱的不同組合可使水質達到更高的要求。

離子交換設備應用領域：

1）水處理-離子交換設備

水處理領域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產量的90%，用于水中的各種陰陽離子的去除。離子交換樹脂的消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業(yè)等。

2）食品工業(yè)

離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如：高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而后經離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量僅次于水處理。

3）制藥行業(yè)

制藥工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。的開發(fā)成功即是突出的例子。

4）合成化學和石油化學工業(yè)

在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、堿，同樣可進行上述反應，且優(yōu)點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環(huán)境，反應容易控制等。

甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環(huán)境造成嚴重污染的。

5）環(huán)境保護

離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環(huán)境保護問題上。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質等。

6）濕法冶金及其他

   離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

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