EDI填充樹(shù)脂交換動(dòng)力學(xué)性能的研究.pdf

1、電去離子(Electrodeionization，簡(jiǎn)稱(chēng)EDI)是將電滲析(ED)與離子交換(IE)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的去離子技術(shù)，在直流電場(chǎng)作用下，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)連續(xù)去離子和樹(shù)脂的連續(xù)電再生，具有連續(xù)、穩(wěn)定、高效、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。作為一種新型的、環(huán)境友好的深度脫鹽技術(shù)，EDI在電子、電力、醫(yī)藥、石油、化工等眾多工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。由于離子交換樹(shù)脂的交換性能的優(yōu)劣直接影響到EDI膜堆的去離子過(guò)程和脫鹽效率；加之，目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的樹(shù)脂品牌種類(lèi)繁

2、多，質(zhì)量、性能參差不齊；為了挑選出更加適用于膜堆、提高膜堆脫鹽效率的樹(shù)脂，就有必要對(duì)樹(shù)脂動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　 本文首先對(duì)樹(shù)脂的物理性能進(jìn)行研究。利用掃描電鏡(SEM)對(duì)樹(shù)脂的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察分析。然后，利用紅外吸收光譜(IR)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行定性分析，通過(guò)對(duì)兩種國(guó)產(chǎn)品牌陰陽(yáng)樹(shù)脂的IR光譜圖進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂官能團(tuán)及骨架結(jié)構(gòu)的差異；并對(duì)國(guó)產(chǎn)B陰樹(shù)脂使用前后的IR光譜圖進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)其官能團(tuán)在使用后有降解現(xiàn)象發(fā)生。最后，采用X射

3、線光電子能譜(EDX)分析陽(yáng)樹(shù)脂中硫元素的含量，間接表示了陽(yáng)樹(shù)脂中磺酸基的含量；采用有機(jī)元素分析法測(cè)定陰樹(shù)脂中氮元素的含量，對(duì)應(yīng)陰樹(shù)脂中季銨基的含量。通過(guò)對(duì)樹(shù)脂交換容量的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，陰陽(yáng)樹(shù)脂交換容量與官能團(tuán)定量分析的結(jié)果相對(duì)應(yīng)。采用穿透曲線的方法研究樹(shù)脂的動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程，在了解穿透曲線的基本機(jī)理和影響因素的基礎(chǔ)上，對(duì)比四種樹(shù)脂的穿透曲線發(fā)現(xiàn)，進(jìn)口樹(shù)脂顆粒交換速度快、交換容量利用率高，因此，動(dòng)力學(xué)性能較好；兩種國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂相比較而言，國(guó)產(chǎn)B樹(shù)脂的

4、交換速度稍優(yōu)于國(guó)產(chǎn)A樹(shù)脂。對(duì)樹(shù)脂的穿透曲線進(jìn)行數(shù)值模擬，并討論出柱過(guò)程中離子交換數(shù)學(xué)模型的數(shù)學(xué)解。
　　 在此基礎(chǔ)上，將重點(diǎn)對(duì)比的兩種國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂裝填于膜堆中來(lái)驗(yàn)證樹(shù)脂性能。在相同操作條件下，在短時(shí)間運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)：國(guó)產(chǎn)B樹(shù)脂的膜堆出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)產(chǎn)A樹(shù)脂的膜堆，這是因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)國(guó)產(chǎn)B樹(shù)脂對(duì)離子的交換速度高于國(guó)產(chǎn)A樹(shù)脂；但是在長(zhǎng)期運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)：國(guó)產(chǎn)A樹(shù)脂膜堆出水水質(zhì)與國(guó)產(chǎn)B樹(shù)脂趨于一致，這是由于國(guó)產(chǎn)A樹(shù)脂的電再生效果較好，離子遷移傳質(zhì)阻力較小