18.25兆歐拋光樹(shù)脂的反應(yīng)與再生問(wèn)題剖析

我公司生產(chǎn)的拋光樹(shù)脂分為18兆和15兆的一箱5包，一包5升！可根據(jù)客戶來(lái)訂做包裝（桶裝，編織袋裝）

專業(yè)生產(chǎn)銷售超純水樹(shù)脂，主要用于DI水、超純水系統(tǒng)的后置精混床，即核子級(jí)混床所用，保證優(yōu)質(zhì)低價(jià)。拋光樹(shù)脂當(dāng)進(jìn)水在5μs/cm，出水水質(zhì)電阻≥15MΩ/cm-18MΩ/cm.

注：拋光樹(shù)脂是陰陽(yáng)離子樹(shù)脂混合在一起的，我們出廠就以按比例混合好了，客戶直接裝填使用就可以，無(wú)需再生，使用起來(lái)方便，快捷，效果好！

拋光混床樹(shù)脂是再生型高轉(zhuǎn)型率陽(yáng)陰混合樹(shù)脂，陽(yáng)樹(shù)脂為H型，陰樹(shù)脂為OH型，此時(shí)陽(yáng)、陰樹(shù)脂因正負(fù)電荷的作用力而抱團(tuán)在一起，形成無(wú)數(shù)級(jí)復(fù)床，水流通過(guò)混床樹(shù)脂后經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)級(jí)的交換過(guò)濾，值得高純度的水質(zhì)。陽(yáng)樹(shù)脂的H+離子與水中的Ca2+、Mg2+、Na+等陽(yáng)離子發(fā)生置換反應(yīng)，陰樹(shù)脂的OH-與水中硫酸根，氯根等陰離子發(fā)生置換反應(yīng)，陽(yáng)樹(shù)脂置換出的H+與陰離子置換出的OH-離子結(jié)合形成H2O。但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，樹(shù)脂的交換能力會(huì)逐漸下降（也即H+和OH-逐漸被相應(yīng)離子所交換），陽(yáng)陰樹(shù)脂之間的靜電也會(huì)減弱，終樹(shù)脂失效后導(dǎo)致分層。

        另外分層的原因還有使用與裝填過(guò)程中的一些不合理工藝引起，比如樹(shù)脂裝天前，在罐體內(nèi)加入過(guò)多水，導(dǎo)致混合樹(shù)脂分層；比如混合樹(shù)脂在使用過(guò)層中，停停用用導(dǎo)致水流反沖（反沖類似于對(duì)混合樹(shù)脂的反洗）導(dǎo)致混合樹(shù)脂分層等多種原因都會(huì)引起分層情況的發(fā)生。

        混合樹(shù)脂分層后，無(wú)數(shù)級(jí)的復(fù)床也即不存在，比重較輕的陰樹(shù)脂會(huì)在上層，比重較大的陽(yáng)樹(shù)脂會(huì)往下沉，這個(gè)時(shí)候由于離子交換的不同步，會(huì)導(dǎo)致混床樹(shù)脂出水不合格，周期制水量也受到較大影響。

目前國(guó)內(nèi)高、超純水用戶對(duì)此產(chǎn)品的應(yīng)用不是很了解，所以普遍存在盲目追崇昂貴的進(jìn)口拋光混床樹(shù)脂，而國(guó)內(nèi)部分小樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)，為了獲得，以不合格的低價(jià)的產(chǎn)品參與市場(chǎng)惡性低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，也導(dǎo)致了部分用戶對(duì)國(guó)產(chǎn)拋光樹(shù)脂的不認(rèn)可，希望通過(guò)交流，讓廣大終端用戶了解產(chǎn)品的理化性能和應(yīng)用方法。

                        拋光樹(shù)脂產(chǎn)品使用及注意事項(xiàng)

　　1.拋光樹(shù)脂(是由高度純化、轉(zhuǎn)型的H型陽(yáng)樹(shù)脂和OH型陰樹(shù)脂預(yù)混合而成，如果裝填和操作得當(dāng)，在初的周期中即可制備出電阻率大于18.0MΩ.cm和TOC小于10ppb的超純水。

　　2.樹(shù)脂開(kāi)封后長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中會(huì)吸收二氧化碳，因此拆包需盡快使用。不使用部分須小心密封，存放于避光陰涼處，環(huán)境溫度以5-40℃為宜。

　　3.在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和裝填過(guò)程中，任何無(wú)機(jī)或有機(jī)物質(zhì)的接觸都會(huì)使樹(shù)脂受到污染，從而降低出水水質(zhì);影響運(yùn)行工況。因此必須保證所有用于裝填、操作的設(shè)備和水不會(huì)污染樹(shù)脂。所有與樹(shù)脂接觸的水都必須使用高純水(本文中所涉及到的水均指"高純水"，即電阻率大于等于10MΩ.cm，同時(shí)TOC盡可能低于30ppb的水)，所有接觸樹(shù)脂的設(shè)備或器具都要在使用前經(jīng)過(guò)高純水清洗。

　　4.如為換裝樹(shù)脂，設(shè)備中原有的舊樹(shù)脂必須從樹(shù)脂容器中移去，樹(shù)脂容器內(nèi)部清潔無(wú)雜質(zhì)。

　　拋光樹(shù)脂一般用于超純水處理系統(tǒng)末端，來(lái)保證系統(tǒng)出水水質(zhì)維持用水標(biāo)準(zhǔn)。出水水質(zhì)都能達(dá)到18兆歐以上，以及對(duì)TOC、SIO2都有一定的控制能力。 

18.25兆歐拋光樹(shù)脂的反應(yīng)與再生問(wèn)題剖析

　　一、交換能力

　　氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在水中可解離出氫離子(H+)，當(dāng)遇到金屬離子或其它陽(yáng)離子，就發(fā)生互相交換作用，但交換后的樹(shù)脂，就不再是氫型樹(shù)脂了。例如，當(dāng)水中的陽(yáng)離子如鈣離子、鎂離子的濃度相當(dāng)大時(shí)，磺酸型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的氫離子，可和鈣、鎂離子進(jìn)行交換，而形成鈣型或鎂型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，如下式：2R-SO3H+Ca2+→(R-SO3)2Ca+2H+(鈣型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂)2R-SO3H+Mg2+→(R-SO3)2Mg+2H+(鎂型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂)氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換能力與被交換的陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)有密切關(guān)系。在常溫下，低濃度水溶液中，交換能力隨離子價(jià)數(shù)增加而增加，即價(jià)數(shù)越高的陽(yáng)離子被交換的傾向越大。此外，若價(jià)數(shù)相同，離子半徑越大的陽(yáng)離子被交換的傾向也越大。如果以自來(lái)水中經(jīng)常出現(xiàn)陽(yáng)離子列為參考對(duì)象。

離子交換樹(shù)脂

　　二、交換容量

　　離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子的交換反應(yīng)的性能，主要由交換容量表現(xiàn)出來(lái)。所謂交換容量是指每克干樹(shù)脂所能交換離子的毫克當(dāng)量數(shù)，以mol/g為單位。當(dāng)離子為一價(jià)時(shí)(如K+)，其毫克當(dāng)量數(shù)即為其毫克分子數(shù)，對(duì)于二價(jià)(如Ca2+)或更多價(jià)離子(如Fe3+)，其毫克當(dāng)量數(shù)即為其毫克分子數(shù)乘以其離子價(jià)數(shù)。交換容量又分為總交換容量、操作交換容量和再生容量等三種表示方法。總交換容量表示每克干樹(shù)脂所能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基總量，屬于理論性計(jì)量。操作交換容量表示每克干樹(shù)脂在某一定條件下的離子交換能力，屬于操作性計(jì)量，它與樹(shù)脂種類、總交換容量，以及具體操作條件(如接觸時(shí)間、溫度)等因素有關(guān)，可用于顯示操作效率。再生容量表示每克干樹(shù)脂在一定的再生劑量條件下，所取得的再生樹(shù)脂之交換容量，可用于顯示樹(shù)脂再生效率。

　　由于樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)不同(主要是活性基數(shù)目不同)，強(qiáng)酸性與弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換容量也不相同。一般而言，弱酸性的活性基數(shù)目通常多于于強(qiáng)酸性，故總交換容量較高約7.0~10.5mol/g，相形之下，強(qiáng)酸性僅約3.2~4.5mol/g而已，但在實(shí)際應(yīng)用中，弱酸性的操作交換容量卻不一定高于強(qiáng)酸性，例如，pH值低于5時(shí)，弱酸性的操作交換容量為零，根本無(wú)交換作用。在pH值為6.5時(shí)，兩者的操作交換容量相似；但在堿性溶液中，弱酸性遠(yuǎn)高于強(qiáng)酸性。在再生容量方面，弱酸性則通常高于強(qiáng)酸性，故弱酸性的使用壽命會(huì)更長(zhǎng)一些。

離子交換樹(shù)脂

　　三、再生

　　離子相對(duì)濃度高低對(duì)樹(shù)脂的交換性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生很大的影響。當(dāng)水溶液中氫離子的濃度相當(dāng)大時(shí)，鈣型或鎂型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的鈣離子或鎂離子，可與氫離子進(jìn)行交換，重新成為氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。換言之，交換反應(yīng)也可以反方向進(jìn)行。由于離子交換過(guò)程是可逆的，因此當(dāng)交換樹(shù)脂交換了一定量的離子后，可用相對(duì)濃度較高的氫離子再取代下來(lái)，使之一再重復(fù)被循環(huán)使用，這種作用稱為再生。其反應(yīng)式如下：(R-SO3)2Ca+2H+→2R-SO3H+Ca2+(R-COO)2Ca+2H+→2R-COOH+Ca2+當(dāng)氫型樹(shù)脂中的氫離子，都被其它硬度離子交換后，這些樹(shù)脂就沒(méi)有軟化水質(zhì)作用，此時(shí)之狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。再生操作主要目的就是將已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)的樹(shù)脂，利用再生劑洗出所交換來(lái)的陽(yáng)離子，讓樹(shù)脂重新再回復(fù)到原有的交換容量，或所期望的容量程度，或原有的樹(shù)脂型態(tài)等。無(wú)論是強(qiáng)酸性或弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，都可以使用稀硫酸或稀鹽酸作為再生劑，但一般認(rèn)為以稀硫酸作為再生劑，效果可能會(huì)好一些。因?yàn)闃?shù)脂若吸附有機(jī)物的話，稀硫酸較稀鹽酸更能解析出有機(jī)物，所以一般工藝多采用稀硫酸為再生劑。不過(guò)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可能因?yàn)榱蛩岬娜〉幂^為困難，所以多使用鹽酸作為再生劑居多。

離子交換樹(shù)脂

　　四、影響再生特性的主要因素

　　氫型樹(shù)脂的再生特性與它的類型和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，強(qiáng)酸性氫型樹(shù)脂的再生比較困難，需要的再生酸液的劑量比理論值高許多，而且必須較長(zhǎng)的接觸時(shí)間。相形之下，弱酸性氫型樹(shù)脂的再生則比較容易，需要的再生酸液的劑量?jī)H比理論值高一些，也不需要長(zhǎng)的接觸時(shí)間。一般認(rèn)為，在硫酸或鹽酸的用量為其總交換容量的二倍時(shí)，每次再生樹(shù)脂與再生酸液浸泡接觸時(shí)間是：強(qiáng)酸性約30~60分；弱酸性約30~45分。此外，氫型樹(shù)脂的再生特性也與它們的「交聯(lián)度」有關(guān)。所謂交聯(lián)度乃是定量樹(shù)脂中所含的交聯(lián)劑(如苯乙烯)的質(zhì)量百分率。通常交聯(lián)度低的樹(shù)脂，其特征是聚合密度較低，內(nèi)部空隙較多，網(wǎng)孔大，對(duì)水的溶脹性好，但對(duì)離子選擇較弱，交換反應(yīng)速度快，較易再生，因此每次再生樹(shù)脂與再生酸液浸泡接觸時(shí)間較短。反之，交聯(lián)度高的樹(shù)脂，則需要較長(zhǎng)再生酸液與樹(shù)脂接觸的時(shí)間。無(wú)論強(qiáng)酸性或弱酸性氫型樹(shù)脂的「交聯(lián)度」均可以在制造時(shí)控制。由于氫型樹(shù)脂的網(wǎng)孔不僅提供了良好的離子交換條件，而且也像活性碳一般，能產(chǎn)生分子吸附作用，也可能吸附各種有機(jī)物，因此容易受到有機(jī)物污染，而影響其操作效率，也使得其再生操作發(fā)生困難。如果樹(shù)脂在使用過(guò)程中，吸附了有機(jī)物，特別是大分子有機(jī)物，再生接觸時(shí)間必須更久，而且通常要提高溫度(70~80℃)才能除去大部分有機(jī)物，以免其效能降低太快，同時(shí)在高溫下操作，也可以加速再生反應(yīng)時(shí)間，使浸泡接觸時(shí)間得以因而縮短。在這方面應(yīng)用的再生劑，以硫酸較佳，理由是硫酸在加熱時(shí)相當(dāng)安定，鹽酸則可能會(huì)產(chǎn)生有毒的氯化氫氣體。