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離子交換樹脂處理性能下降常見原因分析與處理措施

2021-03-29 13:40:12

影響離子交換樹脂處理能力的因素有很多,當我們在離子交換樹脂的日常使用過程中,如果出現了異常的處理性能下降,一般按照下述順序進行原因分析排查并進行相應的處理。

1. 檢查樹脂床層高度,判斷是否存在樹脂流失。

定量的樹脂對特定工況料液的處理能力是相對穩定的,因此,當系統中的樹脂量減少時,系統對于相同工況料液的處理能力自然會出現下降,因此,當出現系統對料液的處理能力下降時,我們可以先通過觀察樹脂床層高度,判斷樹脂是否存在流失的問題,若存在,說明樹脂柱水帽或濾網可能存在破損,需要進行檢查更換,補加相應損失量樹脂后,再觀察系統對料液處理量的變化。

2. 料液是否存在偏流現象。

如果料液流經樹脂床層時發生了偏流,那就意味著系統參與處理的樹脂量少了,床層中部分樹脂根本沒有發揮作用,該情況下,系統對于相同工況料液的處理能力也會出現下降,且可能存在波動。如果存在偏流的問題,一方面可能是布液不均,可以檢查補液系統出液情況;另一方面則是因為樹脂干柱,床層內存在空氣,導致料液正向進液過柱時產生偏流,對此,可采用反向進液或反洗的方式,將床層內的空氣排出,然后使樹脂自然沉降,再正向進液處理,觀察系統對料液處理量的變化。

3. 分析進料條件是否發生顯著變化。

料液成分如果發生變化,也會影響樹脂的吸附行為,所以,我們一般都會對料液成分情況做一個約定,料液中目標離子濃度增加、干擾離子濃度增加、離子種類變化、pH變化等都可能會影響樹脂的處理能力,因此,對進液環境及成分的階段性檢測評估,也是維持系統穩定運行的有效措施。

4. 樹脂運行過程中是否嚴格按照操作程序進行。

樹脂運行過程中是否按照前期論證并確認的操作程序執行,包括吸附流速、再生劑濃度、再生體積、再生流速等重要運行參數。吸附流速的合理控制,直接關系到樹脂的處理效果與處理精度;而再生劑濃度、再生體積、再生流速等因素將直接關系到樹脂的再生效果與再生效率。

除此之外,樹脂在正常使用過程中按照正常程序操作,也會存在再生不徹底或雜質干擾的問題,因此,樹脂在正常使用一段時間后,會進行一次深度再生活化處理,以改善樹脂處理性能。一般對于離子交換樹脂的深度再生活化方法是陽離子交換樹脂增加一步氫氧化鈉溶液處理(處理量2-3BV);陰離子交換樹脂增加一步酸(鹽酸或硫酸)處理(處理量2-3BV),或采用堿性鹽水(10% NaCl+2% NaOH)處理;然后按照與常規再生工藝同樣的方法進行再生和清洗(流速、用量等參數不變)。

5. 樹脂是否存在被污染的情況。

(1)料液中的懸浮物引起的樹脂污堵

料液中的懸浮物會堵塞樹脂床層孔隙與樹脂孔道,引起料液阻力增大,系統運行壓降升高,嚴重影響離子在樹脂內、外環境之間的傳質效果,導致樹脂處理量與處理效果的下降。

處理措施:為清除積聚在樹脂床層中的懸浮物,可采用增加反洗次數和時間或使用壓縮空氣擦洗的方法;為防止懸浮物的污堵,主要還是加強對原料液的過濾預處理。

(2)油脂污染

油脂對樹脂的污染主要是其吸附于樹脂骨架上或覆于樹脂表面,造成樹脂孔道的污堵,致使樹脂處理能力下降。

處理措施:可用使用38-40℃的8%-9%的NaOH溶液對樹脂床層進行過柱清洗,利用NaOH對油脂的乳化作用,清除油污。也可使用含量不超過0.1%的表面活性劑溶液,在38-40℃的溫度下對樹脂床層進行清洗,但需注意,要使用不會污染樹脂的表面活性劑,且清洗完成后,需對樹脂床層進行徹底反洗,然后正向過柱清洗至泡沫完全消散。

(3)鐵中毒

Fe3+是一種活性很高的離子,且與樹脂骨架上功能基團的結合強度較好,所以,一旦離子交換樹脂上結合了Fe3+或是其絡合陰離子,常規的樹脂再生方法很難將其有效洗脫,造成樹脂骨架上有效活性功能基團的減少,引起樹脂處理能力的下降。

處理措施:常用的處理方法是用10-18%的鹽酸溶液對樹脂床層進行再生處理,處理前須檢查交換器及管路設備的耐腐蝕性能,否則須用加抑制劑的鹽酸。對于鐵的污染,重在預防,應有效監控進料溶液中的鐵含量,避免鐵中毒問題的發生。

以上是對離子交換樹脂處理性能下降問題的一般分析及處理方法,但是針對具體使用工況以及不同牌號的樹脂產品,引起樹脂處理性能下降的原因也會有所差異,仍需具體問題具體分析,藍曉科技作為您身邊專業而可靠的樹脂分離純化專家,我們的專業技術工程師會針對您的具體現場情況,提供更有針對性的分析處理方案與技術支持性服務,您的需求就是我們的努力方向。


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