برج خنک کننده

رزین تبادل یونی

رزین تبادل یونی می تواند چند روز یا چند ماه دوام داشته باشد و پیش بینی طول عمر حتی در شرایط ایده آل نیز دشوار است. بنابراین چگونه می توانید بفهمید که رزین شما هنوز در هر زمان فعال است؟ برای افزایش طول عمر رزین چه چیزی لازم است و چگونه می دانید که زمان دوباره پر کردن یا بازسازی آن فرا رسیده است؟ همه چیز با درک طول عمر رزین تبادل یونی و عوامل متعددی که بر آن تأثیر می گذارد ، آغاز می شود. ادامه مطلب را بخوانید تا دیگر هرگز گرفتار رزین تهی شده نشوید.

عوامل زیادی تعیین کننده عمر رزین تبادل یونی هستند. یکی از محرک های کلیدی در بازار امروز این است که بسیاری از تاسیسات در حال تغییر فرایندهای کنترل شیمی هستند ، که ممکن است شامل دوز آمین یا آمونیاک برای کنترل pH باشد. این مواد شیمیایی و محصولات جانبی آنها مستقیماً روی رزین کاتیونی تأثیر می گذارد. آمونیاک یا آمین بیشتر ، رزین کاتیونی سریعتر مصرف می شود.

چگونه بفهمیم رزین اشباع شده است؟

پاسخ آسان زمانی است که نشانگر رنگ به رنگ قهوه ای نی تغییر کند. یک راه پیچیده تر برای نظارت بر این ، ثبت و مقایسه هر دو هدایت خاص (SC) و هدایت کاتیونی (CC) برای خط نمونه است. با افزایش SC و CC با هم ، رزین تبادل یونی احتمالاً شروع به تخلیه می کند. مهم است که عملکرد کلی رسانایی کاتیونی را در نظر داشته باشیم زیرا افزایش SC و CC همچنین می تواند نشان دهنده یک مشکل مهم تر باشد ، این چیزی است که این اندازه گیری ها برای نظارت مورد استفاده قرار می گیرد!

چقدر طول می کشد تا رزین تبادل یونی نیاز به تعویض داشته باشد؟

عمر رزین تبادل یونی به عوامل زیادی بستگی دارد ، از جمله بار کاتیون هایی که ستون رزین باید آنها را جذب کند. یکی از مهمترین علل خراب شدن یا مصرف شدن رزین تبادل یونی، مصرف بیش از حد مواد شیمیایی مانند آمین یا آمونیاک در برنامه درمان شیمیایی AVT است. PH دیگ بخار با افزودن مخلوطی از مواد شیمیایی ، از جمله آمین یا آمونیاک کنترل می شود و این موارد توسط ستون های رزین تبادل یونی جذب می شوند. مصرف بیش از حد مواد شیمیایی کاهش رزین.

سرعت جریان زیاد نیز می تواند عمر رزین را کاهش دهد. میزان جریان معمولی از طریق واحد RC حدود 200 سی سی در دقیقه است. نمونه های با دمای بالا نزدیک به 50 درجه سانتی گراد نیز بر عمر بستر رزین تأثیر می گذارد. آلودگی های دیگری نیز ممکن است در سیستم وجود داشته باشند که توسط ستون رزین جذب می شوند.

بسته به کنترل شیمیایی گیاه و عوامل دیگر ، عمر رزین از چند روز تا حداکثر چند ماه تا نیم سال متغیر است.

آیا استفاده از معرفها برای افزایش طول عمر رزین امکان پذیر است؟

خیر ، هیچ افزودنی وجود ندارد که بتواند عمر رزین را افزایش دهد. تخت رزینی مجموعه ای از نوع خاصی از مهره های پلاستیکی با عملکرد بالا است که مانند فیلتر برای جذب کاتیون ها استفاده می شود. آنها بسیار حساس هستند ، به ویژه در آبهای با خلوص بالا مانند در نیروگاه.

رسانایی کاتیونی اغلب یک اندازه گیری مهم برای تعیین خلوص بخار و میعانات و همچنین نمونه های دیگری است که نشان می دهد آیا گیاه تحت شیمی چرخه خارج از کنترل و سایر مشکلات آسیب دیده است یا خیر. شیمیدان گیاه باید درک کاملی از این اندازه گیری و نحوه استفاده موثر از رزین کاتیون داشته باشد.

رزین تبادل یونی چیست و چگونه کار می کند؟

دو نوع مختلف رزین تبادل یونی گیر وجود دارد: کاتیون و آنیون. از نظر فیزیکی ، هر دو بسیار کوچک هستند ، تقریباً به اندازه خاویار. با این حال ، برنامه های آنها کاملاً متفاوت است.

رزین کاتیون

کاتیون یک مهره رزین با بار منفی (حدود 2-3 میکرون قطر) است. با محلول 6-7 درصد اسید کلریدریک احیا می شود.

هنگامی که رزین کاتیونی برای اولین بار وارد فرایند دیونیزاسیون می شود ، یونهای هیدروژن با بار مثبت (H+) به "محلهای تبادل" منفی روی دانه های رزین کاتیونی جذب می شوند.

یونهای هیدروژن یونهای بسیار سبک در آب هستند. بنابراین ، با عبور آب از مهره های رزین ، تمام یونهای دارای بار مثبت دیگر ، مانند منیزیم یا آهن ، به رزین کاتیونی می چسبند و یونهای هیدروژن با بار سبک را بیرون می کشند. این فرایند با عنوان "تبادل یونی" یا "دیونیزاسیون" شناخته می شود.

در انتهای دیگر مخزن تبادل کاتیون چه چیزی به دست می آوریم؟ آبی که تقریباً در هیچ یون دارای بار مثبت به جز هیدروژن وجود ندارد ، با pH بسیار اسیدی (2-2.5).

رزین آنیون

رزین آنیون همیشه پس از رزین کاتیونی در یک خط قرار دارد. رزین آنیون دارای سایتهای مبادله دارای بار مثبت است تا یونهای دارای بار منفی را در آب حذف کند. رزین آنیون با 2-4 hydro هیدروکسید سدیم بازسازی می شود و یون هیدروکسیل (OH-) را روی دانه های رزین باقی می گذارد.

سپس ، در یک فرآیند تبادل مشابه با رزین کاتیون ، آب از طریق مهره های آنیون عبور می کند ، که یون های منفی مانند کلرید و سولفات ها را جذب می کند.

این آب با آب کنونی شده ترکیب شده و هیدروکسید هیدروژن یا H20 خالص را تشکیل می دهد.

نوع مختلف دیونیزاسیون

سه نوع دیونیزاسیون مختلف وجود دارد که همه آنها بر اساس نوع رزین مورد استفاده در این فرآیند تعیین می شوند.

ما از دو نوع رزین کاتیونی استفاده می کنیم: اسید قوی (که در نرم کننده های آب استفاده می شود) و اسید ضعیف (که برای کاهش سختی مربوط به قلیائیت استفاده می شود). اینکه کدام را انتخاب می کنید بستگی به نیازهای کاربرد آب شما دارد.

دیونیزاسیون پایه ضعیف

در این فرایند از کاتیون اسیدی قوی و آنیون باز ضعیف برای ایجاد کمترین کیفیت آب دیونیزه استفاده می شود. آنیون پایه ضعیف اجازه می دهد تا CO2 و سیلیس از آن عبور کنند و pH کمی به آب بدهد.

دیونیزاسیون پایه ضعیف معمولاً آب را با مقاومت 50،000 اهم یا حدود 22 میکروسیمنس می رساند.

کاربردها: برنامه های کاربردی شامل شستشوی بدون نقطه برای شستشوی ماشین یا تمیز کردن شیشه می باشد. آب بیش از حد سیلیس هنوز می تواند بسته به سطح آب تغذیه مشکل ایجاد کند.

میزان سیلیس بستگی به این دارد که منبع تغذیه شما از کجاست. آبهای سطحی سیلیس کمتری نسبت به آبهای زیرزمینی دارند.

دیونیزاسیون پایه قوی

در این فرایند از یک کاتیون اسیدی قوی و یک آنیون قوی برای ایجاد آب دیونیزه با کیفیت متوسط استفاده می شود. این شکل دیونیزاسیون ارتقا یافته تمام CO2 و سیلیس را از آب حذف می کند.

دیونیزاسیون پایه قوی آب با مقاومت بیش از 200،000 اهم یا 4-5 میکروسیمن را تضمین می کند.

کاربردها: برنامه های کاربردی شامل استفاده توسط هر تولید کننده ای است که به بالاترین کیفیت آب تصفیه شده نیاز ندارد. این آب همچنین به دلیل اسیدیته کمتر (سطح pH 8 - 9) روی فلز بسیار تهاجمی است.

دیونیزاسیون بستر مختلط

این فرایند نهایی از نسبت 40/60 کاتیون اسید قوی به آنیون باز قوی استفاده می کند. این ترکیب خالص ترین آب موجود را از نقطه نظر مقاومت ایجاد می کند.

دیونیزاسیون بستر مخلوط باعث ایجاد آب با سطح مقاومت بیش از شانزده مگا اهم (16 میلیون اهم) می شود. آب بستر مخلوط با خلوص بالا فقط با مقاومت سنج ، ترجیحا با مقاومت سنج جبران شده دما قابل اندازه گیری است.

اندازه گیرهای رسانایی به اندازه کافی برای اندازه گیری آب بستر مخلوط با خلوص بالا حساس نیستند.

برنامه های کاربردی: برنامه های کاربردی شامل استفاده پزشکی ، آزمایشگاه ها ، امکانات تحقیقاتی ، تولید بیوتکنولوژی ، داروسازی و الکترونیک است.

این آب وقتی در 18.3 مگا اهم اندازه گیری می شود ، کاملاً خنثی است و pH آن 7 است.

نکته دیگر در مورد آب دیونیزه ظرفیت لازم درمان شما است. قوطی های دیونیزاسیون می توانند هر نقطه را از یک چهارم گالن آب در دقیقه تا 500 گالن در دقیقه تصفیه کنند.

با این حال ، اگر برنامه شما نیاز به مقدار زیادی آب دیونیزه دارد ، ممکن است عاقلانه باشد که واحد اسمز معکوس (RO) را در نظر بگیرید. یک واحد RO می تواند درصد زیادی از یون های شارژ شده را حذف کرده و بخش عمده ای از کار را از قوطی های دیونیزاسیون خارج کند.

در این پست می توانید درباره نحوه تعامل واحد RO با فرایند دیونیزاسیون بیشتر بدانید .

رزین نیروی حیاتی پشت فرآیند دیونیزاسیون است. انتخاب نوع رزین مناسب بستگی به کاربرد یا نیاز خاص تصفیه آب شما دارد.

مکمل‌های موردنیاز برای رزین تبادل یونی

پس از خرید رزین تبادل یونی کاتیونی به تهیه و خرید برخی از مکمل‌ها جهت عملکرد بهتر نیاز است. در ادامه به معرفی این مکمل‌ها می‌پردازیم.

سیلیس

نازل رزینی

سنگ نمک

رزین آنیونی برای از بین بردن یون‌ های دیگر موجود در آب

دسته بندی کاربردی رزین تبادل یونی

این رزین‌ ها بر اساس ویژگی و کاربردشان به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شود. این چهار دسته عبارت‌اند از:

رزین کاتیونی اسیدی قوی – Strong Acid Cation (SAC)

رزین کاتیونی اسیدی ضعیف – Weak Acid Cation (WAC)

رزین آنیونی بازی قوی – Strong Base Anion (SBA)

رزین آنیونی بازی ضعیف – Weak Base Anion (WBA)

رزین پرولایت

رزین پرولایت یکی از معتبرترین مبادله کننده‌های یونی است که شامل دو مدل کاتیونی و آنیونی است و به صورت گسترده در زمینه تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع رزین تصفیه آب با حذف فلزات، کربنات‌ ها، سولفات ‌ها و … در روند تصفیه آب مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می ‌گیرد. از مهم‌ترین کاربرد آن می ‌توان به یون ‌زدایی و تولید آب خالص اشاره کرد.

استفاده از رزین پرولایت از تشکیل رسوب آهکی در تجهیزات و قطعات تأسیساتی جلوگیری می‌کند.

در هنگام خرید رزین‌ تبادل یونی چه مواردی را باید رعایت کنیم تا به تأسیسات صنعتی آسیب وارد نشود. بهتر است در هنگام تهیه رزین موردنظر اطلاعات کافی در زمینه کاربرد و کیفیت آن کسب کنید تا انتخاب مناسب‌تری را داشته باشید.

رزین تبادل یونی قوی:

همان ‌طور که از نامش پیدا است این رزین از قدرت بیشتری جهت از بین بردن سختی آب بهره ‌مند است؛ زیرا دارای قطب مثبت است و از این رو یک انتخاب پرکاربرد به شمار می‌رود.

رزین تبادل یونی ضعیف:

غالباً از رزین تبادل یونی ضعیف جهت از بین بردن سختی موقت آب استفاده می ‌شود. به طور کلی کاربرد این مئل از رزین‌ های سختی گیر، از بین بردن کاتیون‌ های قلیایی آب است.

رزین آنیونی حاوی آنیون فعال است که باعث از بین رفتن نیترات‌ ها و کلریدهای موجود درون آب سخت می‌شود. رزین‌های آنیونی نیز دارای دو نوع ضعیف و قوی است.

رزین آنیونی قوی:

رزین آنیونی قوی قابلیت حذف تمام آنیون‌های موجود در آب را دارند و یک راه حل بسیار مناسب جهت از بین بردن و کاهش کلر و اسیدهای معدنی آب به شمار می‌رود.

رزین آنیونی ضعیف:

این نوع از رزین‌ های آنیونی قدرت زیادی ندارند‌. کاربرد رزین آنیونی ضعیف جهت حذف اسیدهای معدنی قوی است و در از بین بردن اسیدهای معدنی ضعیف کاربردی ندارد.

کاربرد رزین‌های کاتیونی و آنیونی

همان‌طور که پیش‌تر به آن اشاره کردیم یکی از مواردی که خرید و تهیه رزین تبادل یونی می‌تواند در آن بسیار مفید و کاربردی باشد تصفیه آب و از بین بردن سختی آن به طور دائمی است. به طور کلی آب به دو نوع سختی موقت و سختی دائم دچار می‌شود.

آب‌هایی که دچار سختی موقت هستند تنها کافی است بر روی حرارت قرار بگیرند تا سختی آن‌ها از بین برود. اما جهت از بین بردن سختی دائمی آب لازم است از فرایندهای شیمیایی کمک گرفته شود. در این صورت رزین تبادل یونی وارد عمل می‌ شوند تا به واسطه آن‌ ها سختی آب از بین برود.

همان‌ طور که می‌دانیم آب از عناصر و املاح مختلفی تشکیل شده است که دو مورد از مهم‌ ترین عناصر آن که به میزان زیادی در آب وجود دارد منیزیم و کلسیم است. در واقع رزین به واسطه تبادل یونی کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت را به خود جذب می‌کند و به این شکل سختی دائمی آب از بین می‌رود؛ بنابراین از رزین‌های کاتیونی و آنیونی جهت کاهش و حذف سختی آب در مصارف صنعتی و همچنین بازیافت استفاده می‌گردد.

افزایش طول عمر رزین تبادل یونی

نکته بسیار مهم و قابل توجه در مورد طول عمر رزین تبادل یونی این است که طول عمر آن‌ها به عواملی نظیر کیفیت رزین، کیفیت آب و در نهایت فرایند احیاء بستگی دارد. رزین تبادل یونی اگر به صورت درست و به موقع احیاء شود طول عمر آن نیز افزایش می ‌یابد. طول عمر مفید آن بین ۵ الی ۱۰ سال که با رعایت نکاتی که گفته شد می‌توان عمر آن را تا ۱۵ سال هم افزایش داد.

احیاء رزین تبادل یونی

نکته مهمی در مورد عملکرد رزین‌ ها که باید به آن توجه کنید این است که کارایی رزین های مورد استفاده در سختی گیرها مدت زمان مشخصی دارند و پس از گذشت این زمان اشباع می ‌شوند. در صورتی که این اتفاق رخ داد رزین تبادل یونی می‌بایست احیاء شوند تا بتوان مجدداً از آن استفاده کرد.

جهت احیاء رزین‌ها معمولاً از یک ترکیب شیمیایی نظیر اسید سولفوریک، اسیدکلریدریک یا نمک طعام استفاده می‌گردد. زیرا نوع رزین از کاتیون اسیدی قوی است. اسید معمولاً به علت تشکیل رسوب کلسیم سولفات باعث کاهش راندمان می‌شود و به همین دلیل می‌بایست به صورت تدریجی و آهسته به سختی گیر اضافه گردد.

عملکرد احیاء در سختی گیرهای نیمه اتوماتیک توسط یک شیر دستی با نظارت اپراتور موتورخانه و به صورت منظم و همچنین در رزین تبادل یونی اتوماتیک توسط یک شیر تمام اتوماتیک و بدون نیاز داشتن به نظارت یک اپراتور بر اساس یک سیستم تنظیم زمانی و جریانی به صورت خودکار انجام می ‌شود.