谁有电厂化学离子交换系统的原理的课件吗?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/19 02:37:09
谁有电厂化学离子交换系统的原理的课件吗?
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151、 什么叫离子交换树脂?
答:离子交换树脂是人工合成的,具有高分子聚合物骨架和活性基团的物质,因外形呈树脂状,故常称为离子交换树脂.
163、在水处理实际应用中,离子交换树脂选择顺序如何?有什么规律?
答:阳离子交换树脂在稀溶液中的的选择性顺序如下:Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>H+
这可归纳为①离子所带电荷越大,越易被吸着;②当离子所带电荷量相同时,离子水合半径较小的易被吸着.
弱酸性阳树脂对H+的选择性向前移动,羧酸型树脂对H+的选择性居于Fe3+之前.
在浓溶液中选择顺序有所不同,某些低价离子会居于高价离子前面.
阴离子交换树脂的选择顺序:在淡水的离子交换除盐处理系统中,即进水是稀酸溶液时,阴离子的选择顺序为SO42-(+HSO4-)>CL->HCO3->HSiO-;
当OH型离子交换树脂失效后,用碱进行再生时,即对于进水是浓碱溶液,阴离子的选择性顺序为:CL—>SO42—>CO32->HSiO3—;
据此,可以推知,OH型离子交换树脂对于水中常见阴离子的选择顺序,遵循以下三条规则:
(1)在强弱酸混合的溶液中,OH型离子交换树脂易吸着强酸阴离子.
(2)浓溶液与稀溶液,前者利于低价离子被吸着,后者利于高价离子被吸取.
(3)在浓度和价数等条件相同的情况下,选择性系数大的易被吸着.
164、试述弱酸阳离子交换树脂的特性.
答:弱酸阳离子交换树脂在水中的特性类似弱酸.它与中性盐类作用的能力较弱(例如SO42—、CL—等强酸阴离子).它仅能与弱酸性盐类(具有碱度的盐类)反应,反应后产生的是弱酸.用强酸H型离子交换树脂可处理碱度大的水,将水中的碱度所对应的阴离子除去后,再用强酸H型交换树脂来除去强酸根所对应的那部分阴离子.
由于弱酸性阳树脂对H+的亲和力较大,很容易再生,因此它可用强酸H型阴离子交换树脂的再生废液来进行再生.
弱酸性阳树脂的交换容量很大,约为强酸性阳树脂的2倍.由于弱酸性阳树脂的交联度低,所以其机械强度比强酸性阳树脂的要低.
盐型弱酸性阳树脂具有水解能力.
165、简述弱碱性阴离子交换树脂的特性.
答:OH型的弱碱性阳离子交换树脂在水中类似弱碱,其分解中性盐的能力很弱,其在中性盐溶液中不能和盐类反应,因此只能在酸性溶液中与SO42—、CL—、、NO3—等强酸根进行交换,对弱酸根HCO3—的吸着力很弱,对更弱的HSiO3—则不能吸着.
弱碱性阳树脂对OH—的亲和力较大,很容易再生,可用强碱性阴树脂的再生废液进行再生.
弱碱性阴树脂的交换容量大,相当于强碱性阴树脂的3倍.由于弱碱性阴树脂的交联度低、孔隙大,其机械强度比强碱性阴树脂的要低.但弱碱性阴树脂在运行时吸着的有机物,在再生时易被解吸出来.
盐型的弱碱性阴树脂在水中具有水解能力.
166、 为什么新树脂在使用前应进行预处理? 离子交换树脂如何进行预处理?
答: 因为新树脂中含有少量的低聚合物和未参与聚合,缩合反应的单体.当树脂与水、酸、碱、盐等溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水水质.除了这些有机物外,新树脂往往含有铁、铝、铜等无机杂质.在水质要求较高时,应对新树脂进行预处理.
进行予处理时,如树脂脱水需要食盐水处理:将树脂转入交换器中,用大余树脂体积的10%的食盐溶液浸泡1—2小时.浸泡完后放掉食盐水,用水冲洗树脂,直到排出的水不呈黄色为止.再进行反洗,以除去混在树脂中的机械杂质和细碎树脂粉末.
阳树脂: 用2—4%NaOH溶液浸泡4—8小时,然后进行小流量反洗,至排水澄清、耗氧量稳定为止.再用5%盐酸浸泡4—8小时,进行正洗,至排水氯含量与进水相接近为止.
阴树脂:用5%盐酸浸泡4—8小时,用氢离子交换器出水进行小流量反洗,至排水氯离子含量与进水相接近为止.然后再用4%NaOH溶液浸泡4—8小时,正洗排水接近中性为止.
167、离子交换树脂如何转型?
答:(1)阳离子交换树脂转型方法:
将阳离子交换树脂浸泡于2—4%的氢氧化钠溶液中,经4一8小时后进行小流量反洗(指器内预处理),至出水澄清,耗氧量稳定为止.然后再浸泡于5%的盐酸溶液中,经4—8小时后,进行正洗,至出水与进水氯根含量相近为止.
(2)阴离子交换树脂转型方法:
将阴离子交换树脂浸泡于5%的盐酸溶液内,经4—8小时后用氢离子交换水进行小流量反洗,直至出水与进水氯根含量相近为止.然后再浸泡于4%的氢氧化钠溶液中,经4—8小时后进行正洗,至出水接近中性为止.
168、如何对不同的树脂进行分离?
答:对混合在一起的不同树脂,主要是利用它们的比重不同进行分离,一种是借自下而上的水流进行树脂分层.另外一种办法是将混合树脂浸泡于一定比重的食盐溶液中,比重小的树脂会浮起来,与比重大的分离.例如,用饱和食盐水即可将强碱、强酸两种树脂分离开.
如果两种树脂的比重差小,分离起来有困难,可以先将树脂转型,再进行分离.这是由于树脂型型式不同,其比重也不同,例如OH型阴树脂的比重小于CL型.
169、试述影响阳离子交换速度的因素.
答:(1)树脂的交换基团:离子间的化学反应速度是很快的,所以一般来说树脂交换基团的不同并不影响到交换速度,但对于会形成弱电解质的离子交换树脂,情况就不同,象H型和盐型的交换速度就会有很大的差别.
(2)树脂的交联度:树脂的交联度大,网孔小,则其颗粒内扩散越慢,交换速度就慢.当水中的粒径较大的离子存在时,对交换速度的影响就更为显著.
(3)树脂的颗粒:树脂颗粒越小,交换速度越快.
(4)溶液的浓度:溶液浓度是影响扩散速度的重要因素,浓度越大扩散速度越快.
(5)水温:提高水温能同时加快内扩散和膜扩散.
(6)搅拌或提高流:在交换过程中的搅拌或提高水的流速,只能加快膜扩散,但不影响内扩散.
(7)离子的本性:离子水合半径越大,内扩散越慢;离子电荷数越多,内扩散越慢.
170、简述离子交换树脂的污染和氧化降解.
答:离子交换树脂在连续进行吸附交换,以及多次循环操作中,其本身也为水中各种杂质所污染;
(1)无机物污染:
阳离子交换树脂用盐酸再生时,银、铅等化合物会积累于树脂颗粒内部;当用硫酸再生时,钙、钡等化合物会积聚于树脂颗粒内部而造成树脂微孔阻塞.
铁离子对阴阳树脂都有污染.
(2) 有机物污染
阴阳树脂都会受到有机物污染.引起阳树脂污染的有油脂、含氮化合物、调节PH时用的有机胺类、微生物细菌等.引起阴树脂污染的物质有油脂、木质碳酸和腐植酸等高分子有机阴离子以及有机铁、微生物、细菌和阳树脂降解后溶出的高分子酸类等.
有机物是高分子有机阴离子,分子量很大,一般凝胶型树脂孔径较小,很容易被大分子的有机物堵住孔隙而使其交换容量下降.尤其是强碱阴树脂,非常容易受有机物污染.
有机物对离子交换树脂的污染与其含量及有机物的组成有关.有机物含量大的、高分子的易污染.树脂的结构对污染程度也有很大影响.
(3)硅酸根污染:
强碱阴离子交换树脂失效后,不及时还原而长期停放或阴离子交换树脂不能彻底还原均可造成硅酸根污染.胶体硅一般不被凝胶型树脂交换,但还有一部分被吸附.因此也会使阴树脂污染.
(4)树脂的氧化:
对于自来水为水源的电厂除盐系统树脂易受活性氯氧化.树脂氧化后,其外观色淡,透明度增加,体积增大,阻力增大,体积交换容量降低.
171、 什么叫树脂的复苏?
答: 树脂在长期的使用过程中,被有机物、铁、胶体等污染,使其交换容量降低甚至全部丧失,故采用酸、碱法或碱、食盐法等进行处理,以恢复其交换性能.这就是树脂的复苏.
172、如何保存需长期储存的离子交换树脂?
答:当要长期储存树脂时,最好把树脂转变成盐型,浸泡在水中,如储存过程中,树脂脱了水,也应先用浓(10%)食盐水浸泡,再逐渐稀释,以免树指急剧膨胀而破碎.储存温度一般在0—40℃为宜,以免冻裂.
173、当离子交换剂遇到电解质水溶液时,电解质对其双电层有哪两种作用?为什么?
答:离子交换树脂可看作是具有胶体型结构的物质,既在离子交换树脂的高分子表面上有许多和胶体表面相似的双电层,我们把它和内层离子符号相同的离子称作同离子,符号相反的称反离子.所以离子交换是树脂中原有反离子和溶液中其它反离子相互交换位置.当离子交换剂遇到含有电解质的水溶液时,电解质对其双电层有两方面的作用.一是交换作用:扩散层中反离子在溶液中的活动较自由,离子交换作用主要在此种反离子和溶液中其它反离子之间进行,因动平衡的关系,溶液中的反离子会先交换至扩散层,然后再与固定层中的反离子互换位置.二是压缩作用:当溶液中盐类浓度增大时,可使扩散层压缩,从而使扩散层中部分反离子变成固定层中的反离子,使得扩散层的活动范围变小.这就说明了为什么当再生溶液的浓度太大时,不仅不能提高再生效果,有时反使效果降低.
174、树脂使用时,应注意哪些问题?
答:保持水分,防止风干,密闭存放,运输和储存应在0℃以上,防止冻裂.使用中阳树脂应防止铁锈污染和活性氯等破坏树脂,阴树脂应防止油类和有机物等污染.
175、如何选择合适的离子交换树脂?
答:首先要根据水源水质所含各种离子的量及在水中的分布规律来选择.在水中强酸根阴离子的含量较大时,应考虑先采用弱碱阴树脂来除去水中大部分强酸根阴离子,而使强碱性阴树脂充分发挥其除硅性能.此外,还应根据水处理交换器的床型的不同而选用不同品种的树脂.同时还要根据树脂的物理及化学性能等综合考虑来选出最适宜的离子交换树脂.
176、如何降低树脂粉碎率?
答:降低压差,降低流速,在保证出水水质的前提下,适当降低树脂层高度,缩短运行周期,延长大反洗周期等.
177、阴树脂为何易变质?如何防止其变质?
答:因为阴树脂的化学稳定性比阳树脂差一些,所以它对氧化剂和高温的抵抗力比阳树脂要差,所以为防止其变质,需将进水中的氧化剂提前除去.
178、离子交换树脂交换容量为什么会下降?
答:树脂交换能力的下降取决于物理性能崩解,化学交换基团的分解,高分子有机物和金属氧化物的污染,如水中的微生物,铁杂质的污染,以及细菌的生长等.这与树脂品种、处理液种类、交换基团、循环基数、有无前置处理、温度高低、及酸性物质的存在等多种因素有关.
179、在使用弱碱性阴树脂处理水时,为什么对水的PH值有一定限制?使用弱碱树脂有什么好处?
答:当采用弱碱树脂处理水时,一般只能在水的PH