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[离子交换]硫酸再生阳离子交换树脂的应用

发布时间：2009/6/10 阅读次数：763 字体大小: 【小】【中】【大】

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硫酸再生阳离子交换树脂的应用

摘要：介绍了盐酸、硫酸再生阳离子交换树脂在操作上的不同，酸消耗量的计算，废水排放量的计算以及生产成本的比较。

关键词：离子交换树脂硫酸再生酸消耗量废水排放

　　离子交换树脂是用于软化水的交换剂，在使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理，使之恢复原来的组成和性能。目前，国内树脂的再生常用化学药剂酸碱法：使失效的树脂恢复交换能力，酸的使用通常采用HCl或H₂SO₄，碱的使用一般采用NaOH。目前，我公司脱盐水的装备能力有：40m³/h固定床三个系列，120m³/h双室浮动床两个系列，工艺流程是：原水

阳离子交换器

除碳器

中间水箱

阴离子交换器

脱盐水箱。在生产中，采用酸碱法再生离子交换树脂，阳离子交换树脂的再生原来一直采用HCL，但再生过程产生的大量含CL^-废液难以处理，为解决废水的排放问题，将再生剂改为H₂SO₄。下面就H₂SO₄再生和HCL再生进行比较：

　　1、操作方法不同

　　1.1 H₂SO₄再生相对于HCL再生来说要复杂一些：HCL再生采用的是一步再生法，即进行预喷射后，将再生酸浓度一次性调节到指标范围内(一般控制3～4%)，再生液流速≤5m/h，以稳定的浓度、流速将需要消耗的再生剂量消耗完，开始后面的置换、清洗步骤；

　　1.2 H₂SO₄再生采用的是两步再生法，即进行预喷射后，将再生酸浓度调节到0.7～1.5％，再生液流速7～10m/h，第一步再生消耗再生剂总量的60%；第二步再生在第一步再生浓度的基础上，将再生液浓度直接调节到1.5～3.0%，再生液流速5～7m/h，第二步再生消耗再生剂总量的40%，当需要消耗的再生剂量全部消耗完时，开始后面的置换、清洗步骤。

　　2、再生剂消耗量不同

　　采用HCL再生和采用H₂SO₄再生消耗的酸量不同，生产成本不同。我公司固定离子交换器采用的是001*7的强酸性树脂，双室浮动离子交换器采用的是001*7的强酸性树脂和D113-III的大孔弱酸性树脂，树脂在不同的交换器和使用不同再生剂时，工作交换容量不一样。我公司离子交换设备树脂装载量及树脂的参数如表(一)所示：

　　表(一)

<DIV align=center>树脂型号</DIV>	<DIV align=center>001×7</DIV>	<DIV align=center>D113-III</DIV>	<DIV align=center>备注</DIV>
<DIV align=center>固定床装载量(m³)</DIV>	<DIV align=center>4.0</DIV>	<DIV align=center>*</DIV>	<DIV align=center> </DIV>
<DIV align=center>双室浮动床装置量(m³)</DIV>	<DIV align=center>7.85</DIV>	<DIV align=center>2.82</DIV>	<DIV align=center> </DIV>
<DIV align=center>树脂工作交换容量(mol/m³)</DIV>	<DIV align=center>1000</DIV>	<DIV align=center>2300</DIV>	<DIV align=center>HCL再生</DIV>
<DIV align=center>树脂工作交换容量(mol/m³)</DIV>	<DIV align=center>650</DIV>	<DIV align=center>*</DIV>	<DIV align=center>H₂SO₄再生固定床</DIV>
<DIV align=center>树脂工作交换容量(mol/m³)</DIV>	<DIV align=center>900</DIV>	<DIV align=center>1600</DIV>	<DIV align=center>H₂SO₄再生双室浮动床</DIV>

　　再生剂消耗量按下式计算：G=V₁×E_G×N×n/1000公斤 (1)

　　式中：V1……1台交换器中装载树脂的体积，m³；

　　　　　E_G……树脂的交换容量，克当量/米³；

　　　　　N……再生剂当量(或每1克当量再生剂所相当的克数，克/克当量；)

　　　　　n……再生剂实际用量为理论量的倍数，又称再生剂倍率。

　　实际消耗再生剂量为：G_G=G/ε×100公斤 (2)

　　式中：ε——工业产品中再生剂的含量，以百分率表示，% 。

　　再生剂的当量为： H₂SO₄=49，HCL＝36.5；

　　HCL再生固定离子交换器的再生剂倍率取1.5，再生双室浮动床的再生剂倍率取1.3；H₂SO₄再生固定离子交换器的再生剂倍率取1.6，再生双室浮动床的再生剂倍率取1.2，根据式(1)和式(2)计算可得酸消耗量如表(二)所示：

　　表(二)

<DIV align=center>固定离子交换器</DIV>		<DIV align=center>双室浮动离子交换器</DIV>
<DIV align=center>消耗HCL量(kg)</DIV>	<DIV align=center>消耗H₂SO₄量(kg)</DIV>	<DIV align=center>消耗HCL量(kg)</DIV>	<DIV align=center>消耗H₂SO₄量(kg)</DIV>
<DIV align=center>219(100%)</DIV>	<DIV align=center>203.84(100%)</DIV>	<DIV align=center>680.24(100%)</DIV>	<DIV align=center>680.72(100%)</DIV>
<DIV align=center>730(30%)</DIV>	<DIV align=center>208(98%)</DIV>	<DIV align=center>2267.48(30%)</DIV>	<DIV align=center>694.62(98%)</DIV>

　　从表中数据可以看出，固定床系列H₂SO₄再生酸消耗量较HCL再生低，成本下降1.813元/次，双室浮动床系列H₂SO₄再生消耗酸量与HCL相当，生产成本上升6.28元/次。(我公司生产的HCL为335.00元/吨，H₂SO₄为344.00元/吨。)

　　HCL再生和H₂SO₄再生阳离子交换树脂，运行情况比较如下：

　　表(三)

<DIV align=center> </DIV>	<DIV align=center>硬度(mmol/l)</DIV>	<DIV align=center>脱盐水电导率 (μs/cm)</DIV>	<DIV align=center>PH值</DIV>	<DIV align=center>周期制水量(m³)</DIV>	<DIV align=center>备注</DIV>
<DIV align=center>固定床系列</DIV>	<DIV align=center>0.02</DIV>	<DIV align=center>3.5</DIV>	<DIV align=center>7～8</DIV>	<DIV align=center>640</DIV>	<DIV align=center>HCL再生阳床</DIV>
<DIV align=center>浮动床系列</DIV>	<DIV align=center>0.01</DIV>	<DIV align=center>3.1</DIV>	<DIV align=center>7～8</DIV>	<DIV align=center>2900</DIV>	<DIV align=center>HCL再生阳床</DIV>
<DIV align=center>固定床系列</DIV>	<DIV align=center>0.023</DIV>	<DIV align=center>3.17</DIV>	<DIV align=center>7～8</DIV>	<DIV align=center>644</DIV>	<DIV align=center>H₂SO₄再生阳床</DIV>
<DIV align=center>浮动床系列</DIV>	<DIV align=center>0．01</DIV>	<DIV align=center>3.2</DIV>	<DIV align=center>7～8</DIV>	<DIV align=center>3000</DIV>	<DIV align=center>H₂SO₄再生阳床</DIV>

　　从表中数据可以看出，H₂SO₄再生和HCL再生相比，装置周期制水量和出水指标基本一致。

硫酸再生阳离子交换树脂的应用.doc

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