Što je regeneracija smole za ionsku izmjenu

Prvo, konvencionalni tretman regeneracije
Nakon što se smola za ionsku izmjenu koristi neko vrijeme, adsorbirane nečistoće su blizu zasićenog stanja, i potrebno je provesti regeneracijski tretman, a ioni i druge nečistoće koje je adsorbirala smola eluiraju se kemijskim sredstvima za obnavljanje izvorni sastav i svojstva. U praktičnoj primjeni, kako bi se smanjili troškovi regeneracije, potrebno je pravilno kontrolirati količinu sredstva za regeneraciju, tako da se performanse smole mogu vratiti na najekonomičniju i razumnu razinu regeneracije, obično stupanj kontrole oporavka učinak je 70 do 80%. Ako se želi postići viša razina regeneracije, doza regeneracije će se znatno povećati, a stopa iskorištenja regeneranta će se smanjiti.
Regeneraciju smole treba temeljiti na vrsti smole, karakteristikama, kao i ekonomičnosti rada, odabiru odgovarajućih sredstava za regeneraciju i uvjetima rada.
Svojstva regeneracije smole usko su povezana s njezinom vrstom i strukturom. Regeneracija jakih kiselina i jakih bazičnih smola je teška, a doza regeneracije je puno veća od teorijske vrijednosti. Slabo kisela ili slabo bazična smola se lakše regenerira, a doza regeneracije je samo malo veća od teorijske vrijednosti. Osim toga, smola s velikom poroznošću i niskim stupnjem umrežavanja lako se regenerira, dok smola s vrstom gela i visokim stupnjem umrežavanja ima dulje vrijeme reakcije regeneracije.
Vrstu regeneransa treba odabrati prema vrsti iona smole, a nižu cijenu kiselina, baza ili soli treba odabrati na odgovarajući način. Na primjer, jaka kisela pozitivna smola natrijevog tipa može se regenerirati s 10% otopinom NaCl, a količina lijeka je dvostruko veća od kapaciteta izmjene (117 g/l smole s NaCl); Vodikova jaka kisela smola regenerira se jakom kiselinom, a smola adsorbirana kalcijem treba spriječiti da reagira sa sumpornom kiselinom kako bi se formirao talog kalcijevog sulfata. U tu svrhu, preporučljivo je prvo proći 1-2% regeneracije razrijeđene sumporne kiseline.
Jaka alkalna smola tipa klora uglavnom se regenerira otopinom NaCl, ali dodavanje male količine lužine pomaže u otapanju i ispiranju pigmenata i organskih tvari koje smola apsorbira. Stoga se za regeneraciju obično koristi alkalna otopina soli koja sadrži 10%NaCl + 0.2%NaOH. Konvencionalna doza je 150-200g NaCl po litri smole i 3-4g NaOH. Jaka alkalno negativna smola tipa OH regenerira se s 4% otopinom NaOH.
Kemijska reakcija regeneracije smole je obrnuta reakcija izvorne izmjene adsorpcije smole. Prema načelu ravnoteže kemijske reakcije, povećanje koncentracije tvari u kemijskoj reakciji može potaknuti reakciju na drugu stranu, tako da povećanje koncentracije regenerirane tekućine može ubrzati reakciju regeneracije i postići višu razinu regeneracije.
Kako bi se ubrzala kemijska reakcija regeneracije, tekućina za regeneraciju se obično prvo zagrijava na 70~80 stupnjeva C. Njegova brzina protoka kroz smolu općenito je 1~ 2 BV/h. Također se može koristiti prvo brza, a zatim spora metoda kako bi se u potpunosti povećala učinkovitost regeneratora. Vrijeme regeneracije je oko jedan sat. Zatim perite smolu mekom vodom oko jedan sat (volumen vode je oko 4BV), nakon što je voda za pranje ispuštena, zatim isperite vodom dok tekućina za pranje ne postane bezbojna i bez zamućenja.
Nakon regeneracije i povratnog ispiranja, pH vrijednost nekih smola treba prilagoditi. Budući da regenerirana tekućina često sadrži alkalije, smola je često alkalna nakon regeneracije čak i nakon pranja. Neke smole za obezbojenje (osobito slabo alkalne smole) trebale bi djelovati u blago kiselim uvjetima. U to vrijeme se može propuštati razrijeđena klorovodična kiselina kako bi se smanjila pH vrijednost smole na oko 6, a zatim isprati vodom, ispiranjem svaki put.
Nakon što se smola koristi dulje vrijeme, neke nečistoće (osobito makromolekularne organske koloidne tvari) koje ona apsorbira nije lako eluirati konvencionalnim tretmanom regeneracije, te se postupno nakupljaju i zagađuju smolu, smanjujući učinkovitost smole. Tome treba pristupiti na poseban način. Na primjer, kationska smola je onečišćena amfoternim spojevima koji sadrže dušik, koji se može tretirati s 4% otopinom NaOH da se otopi i ispusti; Anionska smola je kontaminirana organskom tvari, a koncentracija NaOH u otopini alkalijske soli može se povećati na 0.5~1.0% da se organska tvar otopi.
Drugo, poseban tretman regeneracije
Ozbiljnije onečišćene smole mogu se opetovano tretirati s kiselom ili alkalnom otopinom soli, kao što je korištenje 10%NaCl +1%NaOH otopine alkalne soli za otapanje organske tvari, zatim korištenjem 4%HCl ili 10%NaOH i 1%HCl redom za otapanje anorganske tvari, a zatim pomoću obrade s 10%NaCl +1%NaOH. Izvodi se na oko 70 stupnjeva C.
Ako učinak gornjeg tretmana ne zadovoljava zahtjeve, može se tretirati metodom oksidacije. To jest, nakon ispiranja smole vodom, ubrizgava se otopina natrijevog hipoklorita koncentracije 0.5%, protok se kontrolira od 2 do 4BV/h, propušta se količina od 10 do 20BV, a potom isprati vodom i tretirati slanom vodom. Treba imati na umu da oksidacijski tretman može oksidirati vezne veze makromolekula u strukturi smole, što rezultira degradacijom smole, povećava se stupanj ekspanzije i lako se lomi, tako da nije prikladna za uobičajenu upotrebu. Obično se koristi 50 ciklusa prije jednog oksidacijskog tretmana. Budući da klorna smola ima jaku otpornost na oksidaciju, smola se tretira slanom vodom prije oksidacijskog tretmana kako bi postala klor, što također može izbjeći promjenu pH vrijednosti tijekom procesa obrade i učiniti oksidaciju stabilnijom.
Treće, odlaganje reciklirane otpadne tekućine
Dekolorizacija smole tvornice šećera, otpadna tekućina od regeneracije smole sadrži puno pigmenta i organske tvari, boja je vrlo duboka. Kada se sirovi šećer koristi za proizvodnju rafiniranog šećera, količina reciklirane otpadne tekućine na 100 tona šećera je oko 6~9m3. Također ga je teško zbrinuti prije nego što se može isprazniti (ili reciklirati).