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離子交換樹脂脫鹽——樹脂的化學(xué)性能(五)
發(fā)布日期:2024/9/24 17:49:38

離子交換反應(yīng)的交換容量:

交換容量是離子交換器的一項重要技術(shù)指標(biāo),它表示離子交換器中可交換離子的數(shù)量。交換容量有兩種表示法;一種是重量表示法,即單位重量的離子交換劑的吸附容量,通常以毫克當(dāng)量/克(mg-N/g)表示,另一種是體積表示法,即單位體積離子交換劑的吸附容量,通常以克當(dāng)量表示/米3(g-N/m3)表示。

離子交換遵循效定律不同的,離子交換劑對于等量交換和再生具有不同的交換容量。由于離子交換器的形式不同,其體積和重量也不同在表示交換容量時,為統(tǒng)一起見,一般陽離子交換劑以H型為基準,陰離子交換樹脂以Cl型為基準。如有必要,應(yīng)標(biāo)明狀態(tài)。

常見的交換容量如下:

1.全交換容量(E)在交換劑中的所有活性基團再生為可交換離子后,確定總交換容量。該指數(shù)表示交換器中所有活性基團的數(shù)量。對于同一種離子交換劑,它是一個常數(shù)。這種交換能力主要用于離子交換劑的研究。

2.平衡交換容量(m)交換劑完全再生后,求其與一定組成的水溶液反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時的交換容量。該指數(shù)表明,在給定的溶液中,離子交換劑的交換容量最大,因此它不是常數(shù),而和與之平衡的溶液組成有關(guān)。平衡交換容量與總交換容量有關(guān),后者是前者的最大極限讓H型離子交換劑與Na型離子交換劑溶液相互作用當(dāng)達到平衡時,交換劑中鈉的量為毫克當(dāng)量/g,平衡交換容量為mNa,如果此時交換器中殘留的H形態(tài)為mH毫克當(dāng)量/g,那么mNa和mH之和一定等于這個離子交換劑的總交換容量。即E=mNa+mH,溶液中有大量Na時E=mNa,這樣平衡時交換器中剩余的H型mH≈0。

3.工作交換容量(EG)工作交換容量是實驗室,在模擬水處理的實際操作條件下測得的交換容量。是將交換劑放入動態(tài)交換柱中,使待處理的水通過,直到濾液中有離子待交換此時交換器所發(fā)揮的交換能力稱為工作交換能力,它受多種因素的影響,如進水中的離子濃度交換終點的控制指標(biāo)樹脂層的高度水流的速度等工作交換容量通常用體積表示,即克當(dāng)量/米3、或毫克當(dāng)量/升。

離子交換器的再生程度對其交換能力有很大影響如果完全再生,可以獲得最大的工作交換容量。在實際操作中,為了完全再生交換器,需要大量的再生劑,這是不經(jīng)濟的,因為再生越徹底、完全,再生劑的用量必須大大增加,所以實際操作中再生劑的用量既要能使交換器很好地再生,又不能消耗更多的再生劑,即要選擇最佳的再生劑用量,此時的交換容量稱為實際工作交換容量。該交換容量應(yīng)基于設(shè)備情況和原水質(zhì)量、出水水質(zhì)要求由實驗確定。

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