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纯水(又称纯净水、去离子水)千赢国际手机版离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)平衡,是在某种具体条件下离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)能达到的极限情况。在实际使用中,总是希望纯水(又称纯净水、去离子水)千赢国际手机版离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)千赢国际手机版能在水的高流速下运行,所以反应的时间是有限的,不可能让离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)达到平衡状态。为此,研究影响纯水(又称纯净水、去离子水)千赢国际手机版离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)速度的因素,是有重要实践意义的。
离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)过程,是在水中离子和离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)树脂(一般也称离子交换树脂)的可交换基团间进行的。树脂(一般也称离子交换树脂)的可交换基团不规则在分布在每一颗粒中,它不仅处于树脂(一般也称离子交换树脂)颗粒的表面,而且大量处在树脂(一般也称离子交换树脂)颗粒的内部,所以纯水(又称纯净水、去离子水)千赢国际手机版离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)的进行过程是比较复杂的,因为它不单是离子间交换位置的问题,还有离子在水中扩散到颗粒内部的过程。至于纯水(又称纯净水、去离子水)千赢国际手机版离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)化学反应本身的速度,属于离子间的反应,一般是很快的,所以通常说的离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)速度,不单指此种化学反应,而是表示水溶液中离子浓度改变的速度。
各种运行条件如何影响交换速度的问题,虽然已进行了许多研究,但还是没有完全弄清楚。下面简要地叙述影响阳离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)速度的一些因素。
(1)树脂(一般也称离子交换树脂)交换基团。我们知道离子间的化学反应速度是很快的,所以一般说来,树脂(一般也称离子交换树脂)交换基团的不同并不影响到交换速度。例如磺酸型阳离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)树脂(一般也称离子交换树脂),不论其呈H、Na或其他的形态,佛山水处理:离子交换再生(二)
对各种阳离子间的交换速度都很快,彼此的差别也非常小。但对于会形成弱电解质的离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)树脂(一般也称离子交换树脂),情况就不同,像H型和盐型的交换速度就会有很大差别。
(2)树脂(一般也称离子交换树脂)的交联度。树脂(一般也称离子交换树脂)的交联度越大,网孔越小,则其颗粒内扩散越慢,交换速度就越慢,当水中有粒径较大的离子存在时,对交换速度影响就更为显著。
(3) 树脂(一般也称离子交换树脂)的颗粒。树脂(一般也称离子交换树脂)颗粒越小,交换速度越快。这是因为树脂(一般也称离子交换树脂)的颗粒越小,内扩散的距离越短;同时颗粒越小,也等于扩大了膜扩散的表面积,从而加快交换速度。但树脂(一般也称离子交换树脂)颗粒也不宜太小,因为太小会增大水流通过树脂(一般也称离子交换树脂)层的阻力,且在反洗运行时容易流失。
(4)溶液的浓度。溶液浓度是影响扩散速度的重要因素,浓度越大,扩散速度越快。水溶液中离子浓度内扩散和膜扩散有不同程度的影响。当水溶液中离子浓度较大,膜扩散的速度就较快,此时交换速度主要受内扩散的支配,即内扩散是决定性阶段。这相当于水处理(通过物化方法去除水中一些物质的过程)工艺中树脂(一般也称离子交换树脂)再生时的情况。若水溶液中电解质的浓度较小,膜扩散的速度就变得非常慢,故交换速度受膜扩散的支配,这相当于用阳离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)树脂(一般也称离子交换树脂)进行水软化(降低或去除水中的钙镁离子)时的情况。当然,溶液中离子浓度变化时,树脂(一般也称离子交换树脂)因膨胀或收缩也会影响到内扩散。
(5)水温。提高水温能同时加快内扩散和膜扩散,所以离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)千赢国际手机版运行时,一般水温保持在20~40℃。但也不能过高,因为水温过高会影响交换剂的热稳定性,特别是强碱性阴树脂(一般也称离子交换树脂),不耐高温。
(6) 搅拌或提高流速。交换过程中的搅拌或提高水的流速,只能加快扩散,但不能影响内扩散。
(7)离子的本性。它对内扩散的速度影响较大,离子水合半径越大,内扩散越慢;离子电荷数越多,内扩散越慢,根据实验结果,阳离子增加一个电荷,其内扩散速度约减慢为原来的1/10。
影响阴离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)速度的因素与阳离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)现象十分相似,对于阴离子交换(利用交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换-以提纯或去除离子的过程)树脂(一般也称离子交换树脂),膜扩散的问题现在还研究得很少,但可以推测,在很稀的溶液中,对于强碱性树脂(一般也称离子交换树脂),膜扩散是主要的;在浓溶液中,颗粒内扩散是主要的。树脂(一般也称离子交换树脂)的交联度和离子的电荷对阴离子在树脂(一般也称离子交换树脂)颗粒内部的扩散速度影响比对阳离子的影响要小得多,如阴离子每增加一个电荷对其内扩散速度的影响程度,仅为阳离子的1/2或1/3。当树脂(一般也称离子交换树脂)的交联度从5%增加到15%时,一价阳离子的内扩散速度降低约为原来的1/10,而一价阴离子内扩散速度仅降低为1/2。大孔型树脂(一般也称离子交换树脂),其内扩散的速度要比普通树脂(一般也称离子交换树脂)的快得多。

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