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Resina troca iônicaÉ um composto polimérico insolúvel em ácidos, soluções alcalinas e solventes orgânicos. Tem alta estabilidade física e química e é um material importante usado no tratamento de água, separação química, separação biológica e outros campos. Seu princípio é usar os grupos funcionais iônicos na resina para reagir quimicamente com os íons na solução, conseguindo assim a separação e a purificação dos íons.

Estrutura

Os elementos que compõem uma resina de troca iônica são geralmente carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre. As unidades constituintes são a espinha dorsal do polímero, grupos funcionais ligados à espinha dorsal e íons trocáveis nos grupos funcionais. A espinha dorsal do polímero é uma estrutura de malha multidimensional tridimensional com cadeias poliméricas interconectadas e emaranhadas, não envolvidas em reações de troca iônica, e as cadeias são grupos funcionais carregados com íons de carga oposta chamados íons trocáveis ou contra-íons. A espinha dorsal do polímero e os grupos funcionais não podem se mover livremente, mas os íons contrários podem se dissociar em íons em movimento livre na solução. A capacidade de trocar com outros contra-íons da mesma carga do lado de fora sob certas condições e o processo de dissociação ou resolução é reversível, o que determina o desempenho de troca iônica da resina.

Processo de formação e estrutura química de ácido forte troca cation resina

A dureza excessiva da água causará muitos inconvenientes para muitas indústrias. Por exemplo, na água doméstica, a dureza excessiva da água reduzirá o sabor da água potável e, em casos graves, afetará a saúde humana. No abastecimento de água da caldeira, íons de dureza na água também gerarão escala de caldeira na caldeira, que não apenas desperdiça combustível, mas também causa explosões. No campo da dessalinização da água do mar, não há apenas um grande número de Na⁺K.⁺, Cl^-, CO₃², E SO₄², Mas também uma alta concentração de Ca^{2 +}E Mg^{2 +}, Sem qualquer tratamento, irá precipitar um grande número de precipitados e causar escalonamento irreversível dentro do sistema, reduzindo a taxa de recuperação de água e a estabilidade da operação, aumentando assim os custos operacionais. Portanto, seja da perspectiva da segurança da água doméstica ou do sistema de dessalinização anti-incrustante e inibição da incrustação, é inevitável controlar a dureza da água dentro de um determinado intervalo.

Processo De Amolecimento De Resina Ion & Regeneração

Os íons trocáveis transportados na resina de cátion usada para amolecimento da água são geralmente Na⁺E H⁺, Que pode reagir com Ca^{2 +}E Mg^{2 +}Com a solução. Resina de troca cation tipo Na, por exemplo, na solução à temperatura ambiente e baixa concentração, devido à maior afinidade entre Ca^{2 +}(Ou Mg^{2 +}) E resina de troca cation, a reação à direita, Na⁺Na resina é substituído continuamente pelo Ca^{2 +}(Ou Mg^{2 +}) Até o equilíbrio da reação; quando a concentração de Na⁺Na solução é maior (ou seja, a resina é adicionada à solução salina saturada ou HCl), toda a reação é realizada até o ponto em que a concentração de Na⁺Na solução é maior (ou seja, solução salina saturada ou solução de HCl é adicionada à resina), toda a reação irá prosseguir para a esquerda, ou seja, Ca^{2 +}(Ou Mg^{2 +}) Na resina é continuamente dessorvida para regenerar a resina de troca iônica.

Suavização e regeneração de Na⁺Trocar resina

O ciclo de regeneração refere-se ao tempo utilizado quando a resina de troca perde gradualmente sua capacidade de adsorção após um período de uso e atinge o estado saturante. O ciclo de regeneração é influenciado por muitos fatores, como fluxo de água, dureza total da água, seleção de resina etc.

De acordo com o volume do tanque do amaciador de água, calcule o volume de enchimento da resina, que é geralmente 60% a 90% da altura do tanque do amaciador de água.

Podemos encontrar o ciclo de regeneração da seguinte forma:

A produção periódica de água também pode ser obtida:

• H — Regeneração ciclo (hora)
• Q_CProdução periódica de água (m³)
• V — Resina volume (m³)
• C — Capacidade de troca (mmol/L)
• Q — Caudal de entrada (m³/H)
• W — Dureza total da água (mmol/L)

Por exemplo, quando Q = 40 m³/H; V = 2 m³; C = 800 mmol/L; W = 5 mmol/L, então H = 2 × 800 ÷ (40 × 5) = 8 horas, e Q_C= 2 × 800 ÷ 5 = 320 m³-A.

A resina precisa ser regenerada com o sal, ácido e álcali correspondentes após a falha em restaurar sua capacidade de trabalho, e o consumo regenerante e a proporção regenerante são geralmente usados para medir a capacidade de regeneração da resina. Consumo Regenerante = Relação Regenerante × Massa molar, então Consumo de sal Ciclo = Relação Regenerante × Massa molar (g/mol) × Capacidade de troca de trabalho (mol/L) × Volume de enchimento de resina (L).