離子交換柱工作原理說(shuō)明

        離子交換柱主要是利用離子交換樹(shù)脂中的離子同原水（液體）中的某些離子進(jìn)行交換而將其除去，使水（液體）凈化的方法。他已廣泛應(yīng)用于化工、電子、醫(yī)藥、紡織、電鍍行業(yè)的制取純水、硬水軟化、藥物和食品的脫色和提取、重要化工原料的回收以及污水處理等。

1、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂：R—H+Na+→R-Na+H+  

2、陰離子交換樹(shù)脂：R—OH+CL-→R-CL+OH+  

陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂總的反應(yīng)式即可寫(xiě)成：  

RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O  

由此可看出，水中的Nacl已分別被樹(shù)脂上的H+和OH-所取代，而反應(yīng)生成物只有H2O，故達(dá)到了去除水中鹽的作用。 離子交換柱是指用來(lái)進(jìn)行離子交換反應(yīng)的柱狀壓力容器，是管柱法離子交換的交換設(shè)備。采用圓筒形交換柱，溶液從柱的一端通入，與柱內(nèi)呈密實(shí)狀態(tài)的固定離子交換樹(shù)脂層或流動(dòng)狀態(tài)離子交換樹(shù)脂床充分接觸，進(jìn)行離子交換。若交換后的溶液已達(dá)到預(yù)定要求，或離子交換樹(shù)脂已呈“飽和狀態(tài)”，就從線上切斷柱交換，在同一柱中或其他柱內(nèi)用解吸液解吸，離子交換樹(shù)脂再生后用于下次交換。采用離子交換柱，相當(dāng)于將柱內(nèi)離子交換樹(shù)脂分多批次與溶液進(jìn)行交換反應(yīng)，交換后的溶液及時(shí)和離子交換樹(shù)脂分離。流過(guò)離子交換樹(shù)脂床的溶液成分隨時(shí)間和床高度變化。此種方法效率高，廣泛應(yīng)用于。

離子交換柱在使用范圍上可分為實(shí)驗(yàn)室用離子交換柱、工業(yè)用離子交換柱。

實(shí)驗(yàn)室用交換柱：一般用玻璃制造，柱長(zhǎng)度和柱直徑之比（L/D）大約為10~30，柱上端一般裝塞子，下端是用燒結(jié)的玻璃砂板，也可以用玻璃毛、帶孔的瓷板、不銹鋼板，耐腐蝕的塑料網(wǎng)、布、玻璃布等作為離子交換柱的支座。工業(yè)用交換柱：除主體設(shè)備外，還包括存放酸、堿及產(chǎn)品的貯槽、管道閥門(mén)、流量計(jì)、流速計(jì)及各種測(cè)定儀表等輔助設(shè)備。

襯膠離子交換柱：國(guó)外糖廠離子交換柱的有效容積(裝載樹(shù)脂量)一般為3～10m3，直徑2.3～3.3m，高3.3～4m，樹(shù)脂床的高度0.6～2m。樹(shù)脂柱為立式圓筒形結(jié)構(gòu)，兩端密封，能承受一定的工作壓力。它通常用鋼板焊接制成，內(nèi)壁整體襯上耐酸、堿的橡膠層，小型樹(shù)脂柱可全用不銹鋼制造。 樹(shù)脂柱總高度約為樹(shù)脂層的兩倍，以備樹(shù)脂工作時(shí)體積膨脹和防止反洗時(shí)樹(shù)脂被沖走。如果樹(shù)脂的粒度較大，對(duì)通過(guò)液體的阻力較小，樹(shù)脂層可較高，并相應(yīng)縮小柱體的直徑。但如樹(shù)脂粒度較細(xì)，對(duì)液體的阻力較大，則樹(shù)脂層不宜高，以免影響液體的通過(guò)，降低它的能力。有些裝載細(xì)顆粒樹(shù)脂的柱，樹(shù)脂層的高度只約0.8m，但它的工作周期時(shí)間亦較短。