Ионообменная смола: 30 вопросов, которые вам, возможно, захочется задать
Ионообменная смола это тип полимера, способного обменивать ионы, присутствующие в растворе. Ионообменные смолы широко используются в различных отраслях промышленности, таких как очистка воды, пищевая промышленность, химическая промышленность, фармацевтическая промышленность и охрана окружающей среды. Ионообменные смолы могут удалять примеси, смягчать воду, разделять вещества и очищать продукты.
В этой статье мы ответим на 30 наиболее распространенных вопросов об ионообменных смолах, охватив их основы, характеристики, области применения и критерии выбора.
1. Основы ионообменной смолы
●Что такое ионный обмен?
Ионный обмен — это обратимый обмен одного вида ионов, присутствующих в нерастворимом твердом теле, на другой вид ионов с таким же зарядом, присутствующий в растворе, окружающем твердое тело.
Ионный обмен используется для смягчения или деминерализации воды, очистки химикатов и разделения веществ.
Ионный обмен обычно описывает процесс очистки водных растворов с использованием твердой полимерной ионообменной смолы. Точнее, этот термин охватывает большое разнообразие процессов, в которых происходит обмен ионами между двумя электролитами. Помимо его использования для очистки питьевой воды, этот метод широко применяется для очистки и разделения различных промышленных и медицинских важных химикатов. Хотя этот термин обычно относится к применению синтетических (искусственных) смол, он может включать в себя множество других материалов, таких как почва.
●Сколько стоит ионообменная смола?
В среднем ожидается диапазон цен от
40–200 долларов за кубический фут
для смол SAC/WAC и
130–200 долларов за кубический фут
для смол SBA/WBA.
Цены на специальные смолы обычно колеблются от 500 до 2000 долларов и выше за кубический фут.
● Как долго служит ионообменная смола? ？
Очистка воды:
Катионообменная смола: Может служить около
10-15 лет
.
Анионообменная смола: обычно долговечна
4–8 лет
.
Другие приложения:
Срок службы может быть значительно короче или длиннее в зависимости от конкретного использования и условий.
● Что такое регенерация ионообменной смолы?
Регенерация ионообменной смолы — это процесс, который восстанавливает способность смолы обменивать ионы путем удаления загрязняющих ионов и замены их ионами из регенерирующего раствора. Этот процесс необходим, когда смола истощается, то есть она больше не может способствовать реакциям ионного обмена.
1. Процесс регенерации ионообменной смолы
- Применить регенерант
На смолу наносится химический регенерирующий раствор, такой как раствор кислоты, соли или каустика. Тип используемого регенерирующего раствора зависит от типа смолы и области применения.
- Выпуск загрязняющих ионов
Смола высвобождает ионы загрязняющих веществ и заменяет их ионами из регенерирующего раствора.
- Смывать
Смола промывается для удаления остатков регенеранта. Это делается в два этапа: медленное промывание для продолжения преобразования и удаления регенеранта и быстрое промывание сырой водой для обеспечения качества воды.
- Возврат к эксплуатации
После промывки смола снова готова к использованию.
2. Материал для регенерации ионообменных смол
Каждый тип смолы требует узкого набора потенциальных химических регенерантов. Здесь мы обрисовали общие решения по регенерантам по типу смолы и обобщили альтернативы, где это применимо.
- Регенеранты катионов сильных кислот (SAC)
Смолы SAC можно регенерировать только сильными кислотами. Хлорид натрия (NaCl) является наиболее распространенным регенерирующим средством для умягчения, поскольку он относительно дешев и легко доступен. Хлорид калия (KCl) является распространенной альтернативой NaCl, когда натрий нежелателен в обработанном растворе, в то время как хлорид аммония (NH4Cl) часто заменяется для умягчения горячего конденсата.
- Регенеранты слабокислотных катионов (WAC)
HCl — самый безопасный и эффективный регенерант для дещелирования. H2SO4 можно использовать в качестве альтернативы HCl, хотя ее следует поддерживать в низкой концентрации, чтобы избежать осаждения сульфата кальция. Другие альтернативы включают слабые кислоты, такие как уксусная кислота (CH3COOH) или лимонная кислота, которые также иногда используются для регенерации смол WAC.
- Регенеранты на основе сильноосновных анионов (SBA)
Смолы SBA можно регенерировать только сильными основаниями. Каустическая сода (NaOH) почти всегда используется в качестве регенерирующего агента SBA для деминерализации. Также можно использовать едкий калий, хотя он дорогой.
- Слабоосновные анионные смолы (WBA)
Для регенерации WBA почти всегда используется NaOH, хотя могут использоваться и более слабые щелочи, такие как аммиак (NH3), карбонат натрия (Na2CO3) или известковые суспензии.
3. Как регенерировать ионообменную смолу
Ионообменную смолу можно регенерировать с помощью процесса, включающего обратную промывку, химическую инъекцию и промывку. Емкость смолы можно восстановить, используя высокую концентрацию соли или другого регенерирующего химиката.
Вот несколько способов регенерации ионообменной смолы:
- Обратная промывка
В ходе этого процесса удаляются взвешенные твердые частицы и перераспределяются уплотненные гранулы смолы.
- Химическая инъекция
Для восстановления емкости смолы можно использовать высокую концентрацию соли или другого регенерирующего химиката.
- Каустическая сода
Для регенерации анионной смолы можно использовать 4%-ную концентрацию гидроксида натрия (NaOH).
- Рассол хлорида натрия
Это можно использовать для регенерации анионной смолы и возвращения ее в хлоридную форму.
- Перекись водорода
Это можно использовать для стерилизации смолы и очистки слоя смолы. Однако перекись водорода может разлагаться, если присутствуют загрязнения железом или другими металлами.
- Раствор гидрокарбоната аммония
Сочетание нагревания и предварительной промывки этим раствором позволяет полностью регенерировать смолу.
●Из чего сделана ионообменная смола?
Ионообменные смолы обычно изготавливаются из сшитых полистирольных шариков. Эти шарики представляют собой небольшие пористые сферы, которые были химически модифицированы для содержания заряженных групп на своей поверхности.
Эти заряженные группы позволяют смоле обмениваться ионами с раствором, с которым она контактирует. Ионообменные смолы также могут быть изготовлены из акриловых шариков.
●Какие существуют типы ионообменных смол?
Четыре основных типа ионообменных смол различаются по своим функциональным группам:
●
Сильнокислотный катион (SAC)
, обычно содержащие группы сульфоновой кислоты, например, полистиролсульфонат натрия или полиАМПС, часто используемые для умягчения и деминерализации воды.
● Сильноосновной анион (SBA) , обычно содержащие четвертичные аминогруппы, например, триметиламмониевые группы, например, полиАПТАК), хорошо подходят для удаления кремния, урана, нитратов.
● Слабокислотный катион (WAC) , обычно с группами карбоновых кислот. Идеальный выбор для части дещелирования, а также для смягчения потоков с высоким уровнем солености.
● Слабоосновной анион (WBA) , обычно с первичными, вторичными и/или третичными аминогруппами, например, полиэтиленамин. Эффективны для деминерализации, когда не требуется удаление SiO2 и CO2. Также эффективны для поглощения кислот.
Известны также специализированные ионообменные смолы, такие как хелатирующие смолы (иминодиуксусная кислота, смолы на основе тиомочевины и многие другие).
Аниониты и катиониты являются двумя наиболее распространенными смолами, используемыми в процессе ионного обмена. В то время как аниониты притягивают отрицательно заряженные ионы, катиониты притягивают положительно заряженные ионы.
●Каково применение ионообменной смолы?
Ионообменные смолы имеют множество применений, в том числе:
●
Умягчение воды
:
Умягчение воды — это процесс удаления двухвалентных катионов из воды. Раньше для этого процесса использовались цеолиты. Их можно было регенерировать, пропуская через них концентрированный раствор NaCl для высвобождения CaCl2 и MgCl2. Однако для умягчения воды их используют редко.
Позднее были разработаны ионообменные смолы, которые обладают большей емкостью и эффективностью, чем цеолиты. Они имеют большее сродство к ионам магния и кальция, чем к ионам натрия. Поэтому необходимо вытеснять накопленные ионы жесткости из гранул смолы с помощью раствора концентрированного рассола хлорида натрия. Смолы имеют множество применений в коммерческих, жилых и промышленных областях для смягчения воды.
Системы ионного обмена обладают потенциалом для очистки растворов, содержащих опасные ионы металлов, путем замены их безвредными ионами натрия и калия. Таким образом, они также применяются при очистке или очистке воды, где активированный уголь (смешанный со смолами) используется для удаления органических загрязнителей, таких как хлорид.
●
Очистка металла
Ионообменники обычно используются для очистки таких элементов, как уран, от плутония. В течение многих лет ионный обмен использовался регулярно, но экстракция растворителем также внесла важный вклад в разделение лантаноидов и актинидов. Ионный обмен также находит важное применение в переработке ядерного топлива и радиоактивных отходов.
●
Катализ
Ионообменные смолы представляют собой эффективный подход к замене кислот, щелочей и катализаторов на основе ионов металлов в ряде химических реакций, включая реакции инверсии, гидролиза, гидратации и полимеризации.
Она обеспечивает множество преимуществ по сравнению с другими системами, в том числе:
- Легкое отделение от продуктов реакции
- Повторное использование или повторное использование
- Меньше побочных реакций
- Минимальные требования к футеровке оборудования
●
Колоночная хроматография
Ионообменные смолы также очень часто используются в лабораторной технике колоночной хроматографии. Смола является неподвижной фазой, которая упакована в колонки разного размера, которые затем притягивают заряженные ионы, присутствующие в клеточном лизате или других биологических смесях (подвижная фаза). Это очень распространенная техника, используемая в разработке лекарственных средств и терапевтических средств.
Ионообменные смолы используются для очистки антибиотиков из ферментационных бульонов, в качестве вспомогательных веществ в рецептурах для контролируемого высвобождения активных ингредиентов и для маскировки неприятного вкуса и запаха некоторых лекарственных соединений.
Ионообменные смолы находят ряд применений в производстве фруктов и напитков для улучшения вкуса и аромата путем удаления нежелательных компонентов. Обычные применения включают удаление следов металлов, неприятного вкуса и запаха, обесцвечивание и первичную очистку воды, используемой в производстве соков и напитков.
●Как работает ионообменная смола?
Ионообменная смола работает путем обмена заряженных частиц или ионов с ионами с аналогичным зарядом. Это делается путем пропускания воды через колонку смоляных шариков, где смоляные шарики захватывают нежелательные ионы и высвобождают ионы из смолы в воду.
Вот как это работает:
●
Структура смолы
Ионообменная смола содержит пластиковую матрицу с ионизируемыми функциональными группами, представляющими собой фиксированные ионы, прочно связанные с полимерной матрицей смолы.
●
Ионный обмен
Когда вода проходит через смолу, ионы в воде диффундируют в структуру смолы и обмениваются на подвижную часть функциональной группы.
●
Ионообменные сайты
Поверхность смолы покрыта активными участками, которые удерживают обмениваемые ионы, и эти участки химически приспособлены для связывания определенных ионов с другими.
●
Процесс ионного обмена
Например, при умягчении воды гранулы смолы перенасыщаются натрием, и когда вода проходит через них, ионы кальция и магния прикрепляются к гранулам смолы, высвобождая натрий в воду.
●Как использовать ионообменную смолу?
Вот несколько советов по использованию ионообменной смолы:
●
Подготовка перед использованием
Перед первым использованием замочите ионообменные смолы в деминерализованной воде на ночь. Это способствует гидратации анионообменных смол и снижает гидрофобность инертных смол.
●
Упаковать в колонку
Чтобы набить ионообменную смолу в хроматографическую колонку, сделайте суспензию из гранул смолы и добавьте ее в колонку. Дайте частицам смолы осесть под действием силы тяжести, чтобы сформировать набитый слой.
●
Регенерировать
Когда шарики смолы насыщаются загрязняющими веществами, фильтр больше не может удалять примеси. Устройство автоматически промывает шарики смолы солью или хлором, чтобы очистить систему и сбросить противоионы.
●
Хранить правильно
Храните ионообменные смолы в помещении, избегая попадания прямых солнечных лучей. Не превышайте максимальную рекомендуемую температуру хранения 104 °F (40 °C).
●Как изготавливается ионообменная смола?
Ионообменные смолы (ИОС) производятся в основном из сшитого стирола — пластика.
Мономер стирола (также известный как винилбензол) — это нерастворимая в воде жидкость. Когда он взвешен в воде и перемешивается, он образует маленькие капли или сферы жидкости, взвешенные в жидкости, как это делает знакомая заправка для салата из масла в растворе уксуса. Мономерный стирол можно полимеризовать, то есть превратить в затвердевшее пластиковое твердое вещество, нагревая его в присутствии катализатора. Твердое вещество прозрачно в воде и полностью нерастворимо и принимает форму крошечных сфер диаметром около 0,25–0,8 мм.
2. Характеристики ионообменной смолы
●Опасна ли ионообменная смола?
Опасность ионообменной смолы зависит от нескольких факторов, в том числе:
Тип смолы:
Некоторые смолы содержат потенциально вредные химические вещества, в то время как другие относительно инертны.
Форма смолы:
Сухая смола может быть пыльной и вызывать раздражение глаз и кожи, тогда как влажная смола может не представлять такой опасности.
Наличие загрязняющих веществ:
Если смола использовалась для удаления загрязняющих веществ из воды или других жидкостей, она может быть загрязнена этими веществами. Эти загрязняющие вещества могут быть опасными, в зависимости от их природы.
●Каковы преимущества процесса ионного обмена?
Ионообменные смолы имеют много преимуществ, в том числе:
●
Расходы
Ионообменные смолы могут быть экономичными: их стоимость примерно вдвое ниже, чем у традиционных методов, таких как костяной уголь или гранулированный уголь.
●
Размер оборудования
Ионообменные смолы требуют менее громоздкого оборудования, чем другие материалы, поскольку они имеют большую скорость потока.
●
Автоматизация
Процесс смоления можно легко автоматизировать, а раствор и адсорбент находятся в закрытом сосуде, что делает его более гигиеничным, чем другие процессы обесцвечивания.
●
Регенерация
Ионообменные смолы можно регенерировать, промывая их концентрированным раствором нужного иона, в отличие от других методов фильтрации, которые приводят к образованию отходов.
●
Продолжительность жизни
Срок службы ионообменных смол может составлять не менее шести лет, а потенциально и более 12 лет.
●В чем разница между катионным и анионным обменом?
Основное различие между катионным и анионным обменом заключается в заряде обмениваемых ионов:
Катионный обмен: обмен положительно заряженных ионов или катионов.
Анионный обмен: обмен отрицательно заряженных ионов или анионов.
Вот некоторые другие различия между катионным и анионным обменом:
●
Смолы
Катионообменные и анионообменные смолы — это небольшие пористые пластиковые шарики с определенным зарядом. Они химически схожи и обе являются полимерами.
●
Приложения
Катионообменные и анионообменные смолы используются в промышленной очистке и разделении воды. Например, сильная анионообменная колонка может удалять отрицательно заряженную ДНК или эндотоксины.
●
Земля
Емкость катионного обмена (ЕКО) — это количество отрицательного заряда, доступного для притяжения катионов в почве. Емкость анионного обмена (ЕКО) — это количество положительного заряда, доступного для притяжения анионов в почве. В большинстве почв ЕКО больше, чем АКО.
●
Амфотерные обменники
Некоторые обменники могут одновременно обменивать как катионы, так и анионы.
●Какие факторы влияют на ионный обмен?
Физические факторы:
Тип смолы: Различные смолы имеют определенные функциональные группы и пористую структуру, которые определяют их селективность по отношению к определенным ионам.
Размер частиц: Меньшие частицы обеспечивают большую площадь поверхности для ионного обмена, но увеличивают падение давления в системе. Более крупные частицы имеют меньшее падение давления, но более медленную кинетику обмена.
Плотность: Плотность влияет на расширение слоя смолы и поведение при обратной промывке.
Химические факторы:
pH: pH раствора существенно влияет на состояние ионизации целевых ионов и функциональных групп смолы.
Ионная сила: Более высокая ионная сила в растворе может конкурировать с целевыми ионами за места обмена, снижая емкость смолы.
Наличие комплексообразователей: Комплексообразователи могут связывать целевые ионы, делая их недоступными для обмена со смолой, тем самым снижая эффективность.
Температура: Повышенные температуры обычно усиливают кинетику обмена, но также могут привести к деградации смолы и ускорить выщелачивание функциональных групп.
Эксплуатационные факторы:
Скорость потока: Более высокие скорости потока сокращают время контакта между ионами и смолой, что может повлиять на эффективность обмена. Однако чрезмерно низкие скорости потока могут привести к образованию каналов и неэффективному использованию слоя.
Скорость загрузки: применение чрезмерной загрузки может привести к превышению емкости смолы и прорыву, когда в сточных водах начнут появляться целевые ионы.
Процесс регенерации: Тип и концентрация используемого регенерирующего раствора, а также скорость и продолжительность регенерации могут влиять на эффективность удаления захваченных ионов и восстановления емкости смолы.
●Что такое ионообменная емкость?
Ионообменная емкость (IEC) — это мера способности материала вытеснять ионы, которые уже прикреплены к нему. Она может относиться к способности мембраны или почвы обменивать ионы:
●
Мембраны
IEC — это мера концентрации ионпроводящих функциональных групп в мембране. Она выражается в миллиэквивалентах на грамм мембраны. IEC — это ключевое свойство анионообменных мембран (AEM) и связано с другими свойствами AEM, такими как анионная проводимость и поглощение воды.
●
Земля
IEC — это фундаментальное свойство почвы, которое влияет на плодородие почвы и обмен ионами в почве. Частицы почвы имеют отрицательные заряды, которые притягивают положительно заряженные ионы, такие как калий, магний и аммоний. Количество питательных веществ, которые могут быть прикреплены к частицам почвы, увеличивается с CEC.
IEC также является мерой количества положительных или отрицательных зарядов, которые может связывать ионообменная смола. Она выражается в эквивалентах однозарядных ионов на грамм смолы.
●Что такое ионообменная колонка?
Ионообменная колонка — это хроматографическая колонка, которая разделяет соединения на основе их заряда. Они используются в различных приложениях, включая:
●
Биохимия:
Ионообменные колонки используются для очистки и выделения белков и нуклеиновых кислот.
●
Умягчение воды:
Ионообменные колонны можно использовать для смягчения воды путем удаления ионов кальция и магния.
●
Биофармацевтическое производство:
Ионообменные колонки используются в производстве биофармацевтических препаратов.
●
Клиническая диагностика:
Ионообменные колонки используются в клинической диагностике.
●
Контроль качества:
Ионообменные колонки используются для контроля качества.
Существует два типа ионообменных колонок: катионообменные и анионообменные:
●
Катионообменные колонки
Эти столбики имеют отрицательный заряд и улавливают положительно заряженные молекулы.
●
Анионообменные колонки
Эти столбцы имеют положительный заряд и улавливают отрицательно заряженные биомолекулы.
●Что такое смола для смягчения воды?
Смола для смягчения воды — это материал, используемый в умягчителях воды для удаления минералов, которые делают воду жесткой. Она сделана из маленьких шариков, которые упакованы в слой внутри бака умягчителя воды. Шарики смолы покрыты ионами натрия, которые имеют положительный заряд. Когда жесткая вода протекает через слой смолы, ионы кальция и магния в воде притягиваются к шарикам смолы и заменяют ионы натрия. Затем смягченная вода выходит из умягчителя воды.
Вот некоторые сведения о смоле для смягчения воды:
●
Состав
Смола для смягчения воды изготавливается из синтетических материалов, таких как полистирол и дивинилбензол (ДВБ). Гранулы пористые и скелетные, их размер варьируется от 0,3 до 1,2 мм.
●
Продолжительность жизни
В зависимости от типа смолы и того, насколько хорошо спроектирован умягчитель воды, смоляные шарики могут прослужить от 5 до 20 лет. Однако их может потребоваться менять чаще, если вода очень жесткая или если город использует сильные химикаты для очистки загрязненной воды.
●
Гидравлический удар
Если воду быстро перекрыть, может возникнуть ударная волна, которая пройдет обратно по водопроводной системе и растрескает смоляные шарики. Это явление известно как гидравлический удар или «гидравлический удар».
●
Смола с мелкой сеткой
Мелкоячеистая смола имеет меньшие размеры, чем обычная смола, поэтому в меньшем пространстве можно разместить больше гранул.
●Что такое ионообменная хроматография?
Ионная хроматография (или ионообменная хроматография) — это форма хроматографии, которая разделяет ионы и ионизируемые полярные молекулы на основе их сродства к ионообменнику. Она работает практически с любым типом заряженной молекулы
—включая небольшие неорганические анионы, крупные белки, небольшие нуклеотиды и аминокислоты. Однако ионную хроматографию необходимо проводить в условиях, которые находятся на расстоянии одной единицы pH от изоэлектрической точки белка.
Одним из основных преимуществ использования ионной хроматографии является то, что в разделении задействовано только одно взаимодействие, в отличие от других методов разделения; поэтому ионная хроматография может иметь более высокую толерантность к матрице. Другим преимуществом ионного обмена является предсказуемость паттернов элюирования (на основе наличия ионизируемой группы).
●Размер рынка ионообменных смол и прогноз
Объем мирового рынка ионообменных смол в 2020 году оценивался в 1,8 млрд долларов США, а к 2025 году, по прогнозам, он достигнет 2,2 млрд долларов США, при этом среднегодовой темп роста составит 4,2% в период с 2020 по 2025 год. Урбанизация в Азиатско-Тихоокеанском регионе и растущий спрос на ядерную энергию являются одними из ключевых факторов, определяющих развитие рынка.
●Что такое ионный обмен в химии
Ионный обмен в химии — это процесс, в котором происходит обмен ионами между раствором и ионообменным материалом. Этот материал может быть синтетической смолой или природным веществом, таким как цеолит. Процесс обратим, что позволяет регенерировать ионообменный материал для повторного использования.
Вот упрощенное объяснение того, как это работает:
1. Ионообменный материал:
Обычно это твердое вещество, содержащее ионы, которые могут обмениваться. Это может быть смола с заряженными участками, которые притягивают ионы противоположного заряда.
2. Процесс обмена:
Когда раствор, содержащий различные ионы, вступает в контакт с ионообменным материалом, ионы из раствора обмениваются ионами из материала.
3. Катиониты и аниониты:
Существует два основных типа ионообменников
—катиониты, которые обменивают положительно заряженные ионы (катионы), и аниониты, которые обменивают отрицательно заряженные ионы (анионы).
4. Приложения:
Ионный обмен широко используется для смягчения воды, очистки химикатов и разделения веществ. Он также используется в научных лабораториях для очистки и анализа смесей, а также в медицинских целях, например, в искусственных почках.
Процесс регулируется селективностью ионообменного материала, на которую влияют размер, заряд и структура вовлеченных ионов. Например, распространенные ионы, которые могут связываться с ионообменниками, включают
Н+
(протон) и
OH≥
(гидроксид), а также различные одновалентные и двухвалентные ионы.
3. Что удалит ионный обмен?
●Удаляет ли ионообменная смола фторид?
Да, ионообменная смола может быть эффективна в удалении фторида из воды. Однако ее эффективность зависит от нескольких факторов:
Тип смолы:
Сильноосновные аниониты: это наиболее распространенный тип, используемый для удаления фторида.
Специальные адсорбенты фторидов: эти смолы разработаны специально для удаления фторидов и часто изготавливаются из высокоселективных материалов, таких как активированный оксид алюминия или оксид лантана.
Химический состав воды:
pH: Эффективность ионообменных смол снижается при более высоких уровнях pH.
Другие анионы: Присутствие других отрицательно заряженных ионов, таких как сульфат и нитрат, может конкурировать с фторидом за места обмена, уменьшая количество фторида, которое может быть удалено.
Концентрация фторида: Эффективность смолы также зависит от начальной концентрации фторида в воде. Более низкие концентрации, как правило, легче удалить.
●Как удалить аммиачный азот из сточных вод?
Sunresin Technology находится на переднем крае инноваций в области очистки сточных вод с ее передовым методом ионного обмена. Этот метод является ключевым для их
Процесс удаления аммиачного азота
, который предназначен для удаления аммиака из испарительного конденсата
—частый побочный продукт в различных промышленных испарительных установках.
Испарители, которые превращают жидкость в газ, производят испарительную конденсатную воду, когда вода и пар смешиваются, а затем конденсируются обратно в воду. Поскольку испарение концентрирует маточный раствор, аммиачный азот из-за своей летучести испаряется, а затем сжижается при охлаждении. Форма аммиачного азота в воде зависит от pH: выше 9 это NH3; ниже 9 это в основном NH4+. Решение проблемы аммиачного азота в испарительной конденсатной воде является широко распространенной промышленной проблемой.
Метод десорбции, включающий контакт с воздухом, неэффективен для аммиачного азота низкой концентрации из-за его растворимости. Он подходит для сточных вод высокой концентрации, но не для испарительной конденсатной воды. Биохимический метод, включающий нитрификацию и денитрификацию, является энергоемким и дорогостоящим. Химическое осаждение, которое образует осадок фосфата аммония и магния, также является дорогостоящим и реже используется внутри страны.
Метод ионного обмена предлагает решение для глубокого удаления аммиачного азота из испарительной конденсатной воды, преодолевая такие проблемы, как трудности в обработке низких концентраций и высокие эксплуатационные расходы. Он эффективен, нетоксичен, занимает минимальное пространство и не нуждается в инфраструктуре. Процесс также позволяет возвращать высококонцентрированную регенерационную жидкость в испарительную систему MVR.
В воде аммиак образует гидратированный аммиак и ионизируется в NH4+ и OH- при pH ниже 9. Seplite
® Смола для адсорбции аммиака серии XDA, используемая в этом процессе, способствует селективной адсорбции аммиака смолой, когда он находится в форме соли аммония.
Сеплите
® Смолы серии XDA широко используются в химической промышленности для очистки и очистки сточных вод. Разработанные компанией Sunresin, эти смолы обладают высокой обменной емкостью и длительным сроком службы, что делает их пригодными для очистки сточных вод от красителей, пестицидов, фармацевтической и промежуточной промышленности. Они также могут восстанавливать фенолы, амины, органические кислоты, нитросоединения и галогенированные углеводороды.
Принцип работы включает в себя ионный обмен, где сточные воды проходят через слой смолы, и аммиачные вещества обмениваются на смолу, очищая воду. Десорбция позволяет повторно использовать смолу, с разбавленной щелочью для кислых растворов, разбавленной кислотой для основных растворов и органическими растворителями или паром для нейтральных растворов, в зависимости от температуры кипения.
●Что удаляет катионная смола?
Катионная смола обычно используется для смягчения воды, чтобы удалить минералы, вызывающие жесткость, такие как кальций и магний. Удаляя эти минералы, вода становится менее склонной к образованию мыльной пены и накипи в трубах и приборах.
Вот некоторые другие применения катионитов:
1. Очищение:
Катионит можно использовать для удаления таких загрязняющих веществ, как свинец, медь и ртуть из питьевой воды или промышленных сточных вод.
2. Пищевая промышленность и производство напитков:
В пищевой промышленности катионную смолу можно использовать для регулирования уровня кислотности, удаления минералов, влияющих на вкус или цвет, а также для улучшения прозрачности соков и других напитков.
3. Химическое производство:
Катионит используется в различных процессах химического производства для очистки химикатов и удаления нежелательных ионов.
4. Фармацевтическая промышленность:
В фармацевтической промышленности катионит используется для очистки лекарственных препаратов и удаления загрязнений.
●Что удаляет анионообменная смола?
Анионная смола нацелена на отрицательно заряженные ионы, также известные как анионы, растворенные в воде. Существует два основных типа анионных смол, используемых в различных приложениях:
1. Сильноосновные анионные смолы (SBA)
: Обычно они используются для деминерализации, дещелирования и десиликации. Они также могут удалять общий органический углерод (TOC) или другие органические вещества в зависимости от конкретной смолы. Некоторые из распространенных анионов, удаляемых смолами SBA, включают:
●Сульфаты
●Нитраты
●Мышьяк
●Кремний
●Фтористый
2. Слабоосновные анионные смолы (WBA):
Они часто используются в сочетании с блоками SBA для деминерализации. Они в первую очередь нацелены на анионы, связанные с более сильными кислотами, такими как:
●Хлористый
●Сульфат
Анионный обмен — широко используемый процесс очистки воды для различных целей, в том числе:
●Деминерализация: Этот процесс удаляет почти все неорганические соли, присутствующие в воде. Смолы SBA особенно эффективны в деминерализации, поскольку захватывают широкий спектр анионов.
●Обезщелачивание: этот процесс снижает щелочность воды, что особенно важно при обработке питательной воды котла. Смолы SBA могут удалять ионы карбоната и бикарбоната, которые способствуют щелочности.
●Десиликация: смолы SBA прекрасно удаляют кремний из воды, что имеет решающее значение в различных промышленных применениях, где накопление кремния может иметь пагубные последствия.
●Удаление органических веществ: некоторые смолы SBA также могут удалять органические загрязнители в воде.
●Что такое метод ионообменной смолы для удаления жесткости воды?
Метод ионообменной смолы — это процесс очистки воды, который удаляет из воды ионы, вызывающие жесткость, такие как кальций (Ca虏™) и магний (Mg虏™). Вот как это работает:
1. Умягчение воды:
Это наиболее распространенный процесс ионного обмена, который специально направлен на снижение содержания кальция и магния в воде.
2. Ионообменные смолы:
Это микропористые шарики, изготовленные из таких материалов, как полиакрилат и полистирол, размер которых варьируется от 0,3 до 1,3 миллиметра. Когда вода проходит через эти шарики, ионы внутри смолы взаимодействуют с ионами, присутствующими в воде, захватывая загрязняющие вещества.
3. Катионный обмен:
На этом этапе положительно заряженные ионы (катионы) в воде обмениваются с другими положительно заряженными ионами (обычно натрия) на поверхности смолы.
4. Анионный обмен:
Аналогично отрицательно заряженные ионы (анионы) обмениваются с другими отрицательными ионами (обычно хлоридом) на поверхности смолы. Это важно для удаления таких загрязняющих веществ, как нитрат, мышьяк, сульфат и фторид.
●Какова функция ионообменной смолы в очистке воды?
Ионообменные смолы используются в очистке воды для удаления нежелательных ионных загрязняющих веществ из воды путем их обмена с другим ионным веществом. Процесс включает пропускание воды через колонку, содержащую ионообменную смолу, которая притягивает и связывает загрязняющие вещества, одновременно выделяя в воду другой, менее проблемный ион.
Ниже приведено описание функций ионообменной смолы в очистке воды:
1. Умягчение воды:
Это наиболее распространенный вариант использования ионообменных смол, где ионы кальция и магния, вызывающие жесткость воды, заменяются ионами натрия.
2. Деионизация:
Он удаляет из воды почти все ионизированные минералы и соли, производя высокоочищенную воду.
3. Деминерализация:
Подобно деионизации, он удаляет из воды все катионы и анионы, но при этом используются как катионообменные, так и анионообменные смолы.
4. Дещелирование:
Он снижает щелочность воды, что важно для предотвращения образования накипи и коррозии в системах водоснабжения.
●Что такое система ионного обмена в очистке воды?
Система очистки воды ионообменным методом — это специализированная технология, используемая при очистке сточных вод для удаления из воды растворенных ионов и загрязняющих веществ. Эта система основана на ионообменных смолах, которые притягивают нежелательные ионы в сточных водах и обменивают их на более желательные ионы, эффективно очищая воду перед сбросом. Системы очистки воды ионообменным методом играют важную роль в очистке сточных вод и способствуют улучшению качества воды и удовлетворению различных промышленных и бытовых нужд.
Все природные воды содержат в различных концентрациях растворенные соли, которые диссоциируют в воде, образуя заряженные ионы. Положительно заряженные ионы называются катионами; отрицательно заряженные ионы называются анионами. Ионные примеси могут серьезно повлиять на надежность и эффективность работы котла или технологической системы. Перегрев, вызванный накоплением накипи или отложений, образованных этими примесями, может привести к катастрофическим отказам труб, дорогостоящим производственным потерям и незапланированным простоям.
Ионы жесткости, такие как кальций и магний, должны быть удалены из водоснабжения, прежде чем его можно будет использовать в качестве питательной воды для котлов. Для систем питательной воды для котлов высокого давления и многих технологических систем требуется почти полное удаление всех ионов, включая диоксид углерода и кремний. Ионообменные системы используются для эффективного удаления растворенных ионов из воды.
●Каковы преимущества процесса ионного обмена для умягчения воды?
Процесс ионного обмена для смягчения воды имеет ряд преимуществ, что делает его популярным выбором для очистки воды. Вот некоторые из основных преимуществ:
1. Быстрые результаты:
Ионный обмен позволяет быстро удалить неорганические ионы из воды, обеспечивая немедленное улучшение ее качества.
2. Высокая эффективность:
Он очень эффективен для удаления ионов жесткости, таких как кальций и магний, а также других неорганических ионов.
3. Универсальность:
Системы ионного обмена подходят как для краткосрочного, так и для долгосрочного применения и могут быть адаптированы к конкретным потребностям очистки воды.
4. Простота установки:
Эти системы можно быстро установить, что сведет к минимуму нарушение текущей деятельности.
5. Низкие эксплуатационные расходы
: После установки ионообменные системы требуют относительно небольшого обслуживания, что может снизить долгосрочные эксплуатационные расходы.
6. Возможность регенерации:
Смолу, используемую в процессе ионного обмена, можно регенерировать, что позволяет использовать ее повторно и сокращать количество отходов.
7. Экономичность:
Первоначальные инвестиции в систему ионообменного умягчения воды относительно невелики по сравнению с другими методами очистки.
Эти преимущества способствуют широкому использованию ионного обмена в различных областях водоподготовки, от промышленных процессов до бытового умягчения воды. Это надежный метод, гарантирующий, что вода умягчена и пригодна для использования без негативных последствий жесткой воды.
●Каковы области применения ионообменной хроматографии в пищевой промышленности?
Основные области пищевой промышленности, где в настоящее время используется процесс ионного обмена: сахар, молочные продукты и очистка воды. Он также используется для восстановления, разделения и очистки биохимических веществ и ферментов, и в настоящее время внедряется в индустрию напитков для соков и вин.
Существует много способов завершить обработку пищевое сырье . Ионообменные и адсорбционные смолы часто используются на более поздних этапах процесса отделки из-за их хорошей селективности и высокой точности обработки, поскольку они обеспечивают эффективный и безопасный путь улучшения качества пищевых ингредиентов, что позволяет удалить более глубокий цвет пищи, удалить запах, удалить остатки пестицидов и даже сделать ее более приятной на вкус.
Более десяти лет назад китайская соковая промышленность столкнулась с серьезными проблемами, поскольку при выращивании яблок использовались пестициды. Хотя фрукты подвергались строгой очистке, готовые соки все равно превышали стандарт для пестицидов. Китайская соковая промышленность столкнулась с риском закрытия. В то время компания Sunresin начала исследования в области технологии очистки сока и первой представила смолу для сока для удаления остатков пестицидов, а также очень быстро внедрила весь процесс. В настоящее время китайские производители соков все пользуются преимуществами технологии Sunresin.
Sunresin также стал первым поставщиком, применяющим методы адсорбции смол в пищевой промышленности. До сих пор на китайском рынке все методы адсорбции, применяемые в соковой промышленности, берут свое начало от Sunresin. После почти 20 лет непрерывных технических инноваций и индустриализации в этой области, новые смолы и решения, специализированные для пищевой промышленности, прочно заняли свое место на рынке, которые отдельно специфицированы для продукты питания, фруктовые соки, такие как яблочный, апельсиновый, грушевый, ананасовый, лимонный, виноградный и гранатовый , а также в сахарной промышленности. Более 5000 м3 этой продукции было поставлено в индустрию напитков как внутри страны, так и за рубежом с более чем десятками производственных линий производительностью от 5 т/час до 100 т/час.
●Каков метод очистки уксусной кислоты?
Санресин обеспечивает хорошо зарекомендовавший себя процесс ионообменной смолы для очистка уксусной кислоты , который может удалять ионы брома или хлорида в уксусной кислоте до менее 5 ppm или неопределяемых уровней. Режим неподвижного слоя рекомендуется для процесса ионного обмена для очистки уксусной кислоты, который работает непрерывно и удаляет примеси через передние и задние колонки смолы для повышения точности удаления и обеспечения максимального использования смол.
Заключение
В заключение, ионообменная смола является универсальным и эффективным материалом, который может выполнять различные функции в различных областях. Мы ответили на 30 часто задаваемых вопросов об ионообменной смоле, надеясь предоставить вам полезную информацию и руководство.
Если вы хотите узнать больше об ионообменной смоле, вы можете посетить сайт Санресин , ведущий производитель ионообменных смол в Китае. Sunrise предлагает высококачественные и индивидуальные продукты ионообменных смол для различных нужд и целей. Вы также можете связаться с Sunrise для получения профессиональной консультации и обслуживания.
Бесплатная расценка
Ресурсы
Адсорбирующая смола
Биофармацевтика и науки о жизни
Переносчики ферментов
Гидрометаллургия
＆Добыча полезных ископаемых
Хелатирующая смола
Химическая промышленность
Хроматографические среды
Очистка сточных вод
＆Повторное использование
Пищевая промышленность и производство напитков
Ионообменная смола
Очистка воды для гражданских и промышленных нужд
Оборудование и проекты
Извлечение растений
Катализатор смолы
Твердофазный синтез пептидов
Продукт
Приложение
Связаться с нами
Район развития высокотехнологичной промышленности, г. Сиань, провинция Шэньси
seplite@sunresin.com
+86-29-89182091
Наш список продуктов
Биофармацевтика и науки о жизни
Современные биофармацевтические технологии обычно используют биологическую микробную ферментацию...
Химическая промышленность
Очистка химических соединений стала важной частью большинства промышленных процессов.
Очистка питьевой воды
Питьевая вода необходима для жизни. Каждый день каждому человеку приходится пить и использовать воду для приготовления пищи.
Пищевая промышленность и производство напитков
Еда тесно связана с каждым человеком, и ее приготовление является результатом неустанного стремления людей...
Гидрометаллургия
＆Добыча полезных ископаемых
Гидрометаллургия — это метод извлечения металлов, включающий три основные области...
Прямое извлечение лития (DLE)
Sunresin является крупнейшим производителем сорбентов лития DLE в Китае, которые в основном используются для извлечения лития из соляной и геотермальной воды и т. д. с высокой эффективностью.
Промышленная очистка воды
Вода используется в промышленности по-разному, и в большинстве случаев отработанная вода также нуждается в очистке для придания ей...
Извлечение растений
Экстракция из растений — это процесс сбора следовых количеств биологически активных соединений из тканей растения.
Обработка ЛОС
С широким распространением химических продуктов в промышленности все большее распространение получают органические...
Очистка сточных вод
Очистка сточных вод — это процесс преобразования сточных вод в отходы, которые можно сбрасывать.
Последние новости
30
2024 08
Sunresin попал в список Hurun China Top 500
Научно-исследовательский институт Hurun недавно опубликовал свой список "2023 Hurun China Top 500", в который вошла компания Sunresin в знак признания ее выдающихся рыночных показателей и инновационных возможностей. Это единственная компания в списке в китайской отрасли материалов для адсорбционного разделения.
22
2024 06
Основные моменты выставки | Sunresin демонстрирует продукцию на SIWW 2024 Singapore International Water Week
С 19 по 21 июня 2024 года в выставочном и конференц-центре Marina Bay Sands в Сингапуре прошла Сингапурская международная водная неделя (SIWW Water Expo 2024). На мероприятии компания Sunresin представила свои ведущие на международном уровне продукты и технологии.
10
2024 05
Санресин и Латинская Америка: десять тысяч миль — все еще соседи
В апреле в Пекине успешно прошла презентация книги посла Сюй Ицуна "Family and Country Sentiments - Continuing Chapter". Послы Латинской Америки в Китае приехали поздравить посла Сюй, а Чжай Фэн, вице-президент Bump Cycle, присутствовал на праздновании события. Доктор Гао Юэцзин, как представитель важных гостей, выступила с речью и выразила послу Сюй самые искренние благословения на публикацию его новой книги.
Оставить сообщение
Пожалуйста, задавайте любые интересующие вас вопросы, и мы ответим вам немедленно.
Выбрать файл
Представлять на рассмотрение