EDI填充樹脂交換動力學(xué)性能的研究.pdf

1、電去離子(Electrodeionization，簡稱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)，在直流電場作用下，可以同時實現(xiàn)連續(xù)去離子和樹脂的連續(xù)電再生，具有連續(xù)、穩(wěn)定、高效、操作簡單等優(yōu)點。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。由于離子交換樹脂的交換性能的優(yōu)劣直接影響到EDI膜堆的去離子過程和脫鹽效率；加之，目前市場上銷售的樹脂品牌種類繁

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脂，就有必要對樹脂動力學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　 本文首先對樹脂的物理性能進(jìn)行研究。利用掃描電鏡(SEM)對樹脂的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察分析。然后，利用紅外吸收光譜(IR)對樹脂進(jìn)行定性分析，通過對兩種國產(chǎn)品牌陰陽樹脂的IR光譜圖進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)樹脂官能團(tuán)及骨架結(jié)構(gòu)的差異；并對國產(chǎn)B陰樹脂使用前后的IR光譜圖進(jìn)行對比，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)分析陽樹脂中硫元素的含量，間接表示了陽樹脂中磺酸基的含量；采用有機(jī)元素分析法測定陰樹脂中氮元素的含量，對應(yīng)陰樹脂中季銨基的含量。通過對樹脂交換容量的測定發(fā)現(xiàn)，陰陽樹脂交換容量與官能團(tuán)定量分析的結(jié)果相對應(yīng)。采用穿透曲線的方法研究樹脂的動態(tài)吸附過程，在了解穿透曲線的基本機(jī)理和影響因素的基礎(chǔ)上，對比四種樹脂的穿透曲線發(fā)現(xiàn)，進(jìn)口樹脂顆粒交換速度快、交換容量利用率高，因此，動力學(xué)性能較好；兩種國產(chǎn)樹脂相比較而言，國產(chǎn)B樹脂的

4、交換速度稍優(yōu)于國產(chǎn)A樹脂。對樹脂的穿透曲線進(jìn)行數(shù)值模擬，并討論出柱過程中離子交換數(shù)學(xué)模型的數(shù)學(xué)解。
　　 在此基礎(chǔ)上，將重點對比的兩種國產(chǎn)樹脂裝填于膜堆中來驗證樹脂性能。在相同操作條件下，在短時間運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)：國產(chǎn)B樹脂的膜堆出水水質(zhì)優(yōu)于國產(chǎn)A樹脂的膜堆，這是因為開始時國產(chǎn)B樹脂對離子的交換速度高于國產(chǎn)A樹脂；但是在長期運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)：國產(chǎn)A樹脂膜堆出水水質(zhì)與國產(chǎn)B樹脂趨于一致，這是由于國產(chǎn)A樹脂的電再生效果較好，離子遷移傳質(zhì)阻力較小