详细说明离子交换树脂的氧化和降解工艺.pdfVIP

离子交换树脂的氧化和降解 树脂的氧化和降解 树脂的化学稳定性可以用其耐受氧化剂作用的能力表示。阳树脂被氧化后主要发生骨架 的断链，而阴树脂则主要表现为季胺基团的降解。 1、阳树脂的氧化： 阳树脂被氧化 后主要表现为骨架断链，生成低分子的磺酸化合物以及羧酸基团。其反应为： —CH—CH2— —CH—CH2— ︱ ︱◇ +(O) → ◇ + R SO3H \ \ SO3H SO3H O ‖ —CH—CH2— —C—CH2— ︱ ︱◇ +(O) → ◇ \ \ SO3H SO3H 备注：因发表框内不具备插图功能，借用 “◇”代表 苯环，还望各位见谅。离子交换树脂,强碱阴树脂,活性炭 阳树脂遇到的氧化剂主要是游离氯与水反应生成的氧，其反应如下： Cl2 + H2O → HOCl + HCl HOCl → HCl + (O) 过去原水中的游离氯主要来自生活用水的消毒。近年来，由 于天然水中有机物含量和细菌的增多，在混凝、澄清之前也需加氯，以达到灭菌和降低 COD 的作用，因此，必须注意游离氯对阳树脂的损害。再生过程中，如果使用质量差的工业盐酸 或副产品盐酸，其中含有氧化剂也会对阳树脂造成损害。一般要求进入化学除盐设备的原水 中，游离氯的含量应小于0.1mg/L。 防止阳树脂被氧化的方法： (1)活性炭过滤。防止阳树脂被氧化的常用方法是通过活性炭过滤。活性炭脱除游离氯 的原理，不单纯是吸附作用，而是一种表面上的化学反应。当活性炭表面吸附的氯达到一定 浓度时，就会发生下列反应： Cl2 + H2O → HOCl + HCl C* + HOCl → CO* + HCl 式 中：C*——活性炭; CO*——活性炭表面上生成的氧化物。 如果有充分的氯参加反应，CO*可以变为 CO 或 CO2 逸出，留下的活性炭可以继续吸附游 离氯。为此，为了脱除游离氯，可以使用较高的过滤流速(约 50m/h)。同时，活性炭吸着游 离氯时具有很高的吸着容量(每克活性炭约可吸着 6.5mg 以上的Cl2)。 用活性炭去除水 中的游离氯可以使用下列经验公式进行计算： CO 0.5L Lg —— = K —— C V 式中： CO——进水游离氯的含量，mg/L; C——出水游离氯的含量，mg/L; L——活性炭层高，m; V——过滤流速，m/h。 考虑到 HOCl 的反应速度较慢， 将上述公式修正为： CO L Lg —— = K —— C V 制造活性炭的原材料一般对脱 氯效率无影响。 水中有胶体或高浓度的有机物存在，将会严重缩短活性炭作为脱氯剂的寿命。 活性 炭过滤器仅用于脱除游离氯时，可以用漏 Cl2 量≥0.1mg/L作为终点。活性炭的寿命是很长 的，例如：在活性炭层高 0.76m，过滤速度 6.1m/h 的条件下，对游离氯含量 2mg/L 的水进 行脱氯，其使用寿命约为 6 年左右。离子交换树脂,强碱阴树脂,活性炭 (2)选用高交联度的阳树脂。随着树脂交联度的增大，其抗氧化性能增强。 阳树脂 被氧化后，由于断链使骨架疏松，体积膨胀，含水量增大。 大孔型阳树脂因为交联度高，具有较好的抗氧化性能。但是，随着树脂交联度的增加， 其交换容量降低，价格增高，因此，在实际中很少使用。 强碱阴树脂的降解： 强碱阴树脂遭受氧化后，主要表现为季胺基团的逐渐降解，而不会发生骨架的断链。强 碱阴树脂的降解主要是季胺基团按顺序分解为叔、仲、伯胺，甚至非碱性物质。在化学除盐 工艺中，其主要表现为中性盐分解容量，特别是硅交换容量的降低。强碱阴树脂在运行中遇 到的氧化剂主要是水中溶解氧，再生过程中遇到的氧化剂主要是碱中所含的 ClO3-和 FeO42-。 季胺基团受氧化的反应，如下式所示：/CH3 (O) /CH3 (O) (O) R—N—CH3 ——→ R—N ——→ R=N—CH3——→ R≡N ——→非碱性物质 \CH3 \CH3 强碱 Ⅰ型阴树脂的抗氧化性能优 于强碱Ⅱ型。强碱阴树脂在长期使用