ооо смолы ионообменные

Производство

Поставка

Главная / Продукция / Ионообменные смолы

Ионообменные смолы

Внешний вид ионообменных смолИонообменные смолы - общее название синтетических полимерных твердых шариков миллиметрового диаметра, которые содержат отрицательно или положительно заряженные центры, способные притягивать ионы противоположного заряда из воды или раствора.

В подавляющем большинстве состоят из сополимера стирола и дивинилбензола, хотя могут использоваться и другие композиции: метакриловая кислота-дивинилбензол и фенолформальдегидные полимеры.

Ионообменные смолы имеют еще одно сокращенное наименование - иониты и применяются в качестве засыпки в фильтры различных объемов от небольших исследовательских (1 см3) до огромных (25 м3) для очистки воды от ионов примесей в процессах водоподготовки на промышленных и энергетических объектах.

Первое в мире промышленное применение ионитов природного происхождения (цеолита) было в осуществлено в царской России на Московской электрической станции в 1910 году.

Внешний вид ионообменных смол

Ионообменная смола выглядит как полупрозрачные шарики размером от десятых долей до 1,5 миллиметров в диаметре.

Цвет ионообменной смолы может быть белым, желтым и коричневым, но в большинстве случаев это многообразные однотонные комбинации этих цветов. На рисунке отображены лишь некоторые из них.

Если гранулу смолы рассмотреть под микроскопом, то можно найти сходство клубком спагетти, состоящего из чрезвычайно пористой скелетной структуры или матрицы. Сополимер стирола является каркасным материалом, дивинилбензол - сшивающим. Наибольшее распространение получила сшивка 8 или 10%, причем чем он выше - тем прочнее ионообменная смола. На ощупь горсть смолы слегка влажная и не рассыпается.

Важно понимать, что ионообменные смолы — это не химический реактив или реагент, а физическая среда в которой происходит ионный обмен.Ионообменная смола под увеличением

Классификация ионообменных смол

Ионообменные смолы в зависимости от заряда задерживаемых и отдаваемых ионов делятся на 2 основных вида:

- Катионит (катионообменная смола)

- Анионит (анионообменная смола)

Ограниченное распространение получили другие типы ионитов: амфотерные, хелатные и окислительно-восстановительные иониты, как правило в исследовательских и экспериментальных процессах.

Амфотерные в зависимости от условий могут являться или катионитами, или анионитами.

Хелатные смолы при производстве можно "настроить" на выборочное извлечение одного или двух видов ионов, т.е. они обладают исключительно высокой единичной или групповой селективностью.

Окислительно-восстановительные ионообменные смолы способны менять заряды ионов в среде.

Катионит

Катиониты обменивают ионы с положительным зарядом. Наилучший пример: ионы кальция (Ca++) в воде обменивается на ионы натрия (Na+) на ионите. Делятся на сильнокислотные и слабокислотные.

Сильнокислотный катионит

Является самым распространенным видом ионообменной смолы. Сильнокислотные катиониты включают группу сульфоновой кислоты (HSO3¯). Работают в кислой, нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 0-14. Может нейтрализовать сильные основания и превращать нейтральные соли в их соответствующие кислоты. Максимально эффективен при полном удалении ионов жесткости.

Слабокислотный катионит

Характеризуется очень высокой ионообменной емкостью. Слабокислотные катиониты включают карбоксильные группы (-COOH). Работают в нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 6-14. Способны нейтрализовать сильные основания. Имеет высокую стойкость к окислению и механическую прочность. Максимально эффективен для работы с содержащими воду окислителями, такими как перекись водорода, хлор и т.д.

Более подробно о катионитах на нашем сайте читайте в статье "Катионит".

Анионит

Аниониты обменивают ионы с отрицательным зарядом. Например, ион нитрата (NO3-) замещают гидроксид ионом (ОН-). Делятся на высокоосновные и низкоосновные.

Высокоосновной анионит

Высокоосновные аниониты содержат четвертичные аммониевые группы. Работают в кислой, нейтральной и щелочной среде в диапазоне pH 0-14. Могут нейтрализовать сильные кислоты и превращать нейтральные соли в их соответствующие основания. Предназначен для деминерализации, деалкализации и обессоливания, помимо того, что они используются для удаления общего органического углерода (TOC) и других органических веществ. Высокоосновной анионит бывает 2 типов.

Смолы типа I имеет три метильные группы. Смола типа I обладает большей стабильностью, чем смола типа II, и способна удалять больше слабоионизированных кислот.

Смолы типа II одна из метильных групп заменена этанольной группой. Смолы типа II обеспечивают большую эффективность регенерации и большую емкость для того же количества используемого химического реагента.

Низкоосновной анионит

Низкоосновные аниониты содержат первичные, вторичные и третичные аминогруппы. Работают в кислой и нейтральной среде в диапазоне pH 1-7. Способны нейтрализовать сильные кислоты. Максимально эффективен для адсорбции кислоты, для удаления хлорида, сульфата, нитрата и других анионов, связанных с сильной кислотой.

Подробную информацию об анионитах на нашем сайте узнайте из статьи "Анионит".

Получить прайс на ионообменные смолы 2020г

* На эту почту мы отправим наш прайс-лист.

Отправка формы…

На сервере произошла ошибка.

Ваш запрос получен!

Как ионообменная смола работает

Принцип работы ионообменной смолы основан на законе ионного обменаИонный обмен - обратимый процесс, при котором происходит обмен нежелательных ионов с определенным зарядом желаемыми ионами того же заряда в растворе.

Рассмотрим принцип работы ионообменной смолы на примере самой распространенной: сильнокислотного катионита и самого распространенного процесса: умягчения (снижение жесткости) воды.

Этот процесс применим и к остальным типам ионитов, только будут другие целевые ионы. Ионный обмен не является поверхностным явлением - 99 процентов ионного обмена происходит внутри шарика ионита. Минеральные соли разлагаются на ионы в водных растворах и могут свободно обмениваться с ионами аналогичного заряда. Они подвижны и могут свободно перемещаться. Поверхность полистирольных нитей смолы имеет прикрепленные отрицательно заряженные функциональные группы, которые притягивают свободные положительно заряженные ионы.

Ионы жесткости (кальций и магний) поступают в фильтр и проходят через слой ионита, прикрепляясь к функциональным группам и выбивая ионы натрия. Умягчители воды работают, потому что этот процесс обратим. Важно понимать, что пока смола не истощена, все ионы, поступающие с водой, окажутся на смоле, а все ионы на смоле будут выбиты в раствор H2O, т.е. обменены.

С помощью небольшого ионообменного фильтра в 1955 году во время проведения ядерных испытаний был открыт 101-ый элемент периодической системы - Менделе́вий.

Что такое регенерация ионообменной смолы

Перезарядка или регенерация ионообменной смолы раствором реагентаИонообменные смолы имеют конечную обменную емкость и при истощении удерживают конечную массу ионов жесткости в умягчителе. Они больше не могут обменивать ионы, так как истощены и необходимо перезарядить или регенерировать, чтобы восстановить до исходного рабочего состояния.

Вещества, используемые для этого, могут включать хлорид натрия, а также соляную кислоту, серную кислоту или гидроксид натрия и называются регенерирующим раствором.

Чтобы очистить смолу от ионов жесткости, необходимо провести регенерацию - промыть шарики смолы объемом солевого раствора (8-10%). Во время цикла регенерации ионообменная реакция по существу меняется на противоположную за счет применения концентрированного раствора регенерата.

Регенерирующий раствор NaCl поступает в умягчитель до тех пор, пока масса рассола не пройдет через смолу и не вытеснит эквивалентное количество ионов жесткости.

Смола теперь находится в равновесном состоянии. После этого необходимо запустить процесс промывки и ионит вновь готов к работе.

Как получают ионообменные смолы

Ионообменные смолы производятся в основном из сшитого стирола. Мономер стирола (также известный как винилбензол) представляет собой нерастворимую в воде жидкость. Когда его суспендируют в воде и перемешивают, он образует маленькие капельки или сферы, как и привычная заправка для салата маслом в растворе уксуса. Мономерный стирол полимеризуют, то есть превращают в твердое пластичное вещество, нагревая его в присутствии катализатора. Оно является прозрачным для воды и полностью нерастворимым и принимает форму крошечных сфер диаметром примерно от 0,2 до 0,8 мм.

Из курса химии известно, что стирол состоит из бензольного кольца и винильной группы. Сшивающий агент имеет реакционноспособную винильную группу с обеих сторон и называется дивинилбензолом (ДВБ). Эта структура дает трехмерную поперечную связь с полистиролом. Уровень ДВБ, прореагировавший в основной цепи полимера, определяет плотность или прочность шарика. Чем выше содержание дивинилбензола, тем ниже будет влажность, когда шарик превращается в смолу.

Теперь необходимо добавить функциональные группы, которые и превращают гранулу полимера в ионообменную смолу. Когда функциональные группы добавляются к стирольной основной цепи полимера, смолы становятся реакционноспособными, и полимерные звенья функционируют так, как если бы они были отдельными ионами, взвешенными в воде. Отдельные единицы связаны между собой ДВБ, что делает гранулу нерастворимой, но сильно набухшей в воде.

Характеристики ионообменной смолы

Ионообменные смолы для водоподготовки имеют ряд физических и химических параметров. Физические параметры характеризуются:

  • размером зерен (гранулометрический состав);
  • насыпной массой;
  • физической прочностью;
  • структурой катионита или анионита;
  • осмотической стабильностью.

К химическим можно отнести:

  • формула привитой функциональной группы для ионного обмена;
  • для катионитов - кислотность;
  • для анионитов - основность;
  • химическая стойкость к растворителям;
  • динамическая или статическая обменная емкость;
  • стойкость к максимальной температуре.

Основной характеристикой ионитов является показатель рабочей обменной емкости. Чем он выше, тем большее количество примесей ионит способен удалить из воды до того момента, когда ему понадобится регенерация.

Где можно заказать

Мировой рынок ионообменных смол в 2019г. составил 1,84 млрд долларов США и к 2025г. будет пройден рубеж в 2 млрд $. Мировые производители ионообменных смол (Dowex, Amberlite, Purolite, Lewatit) перенесли свои производства в Китай, т.к. при больших объемах производства экономическая составляющая себестоимости выходит на первый план контроля иногда в ущерб качеству.

Компания СМОЛЫ обладает более чем 15-летним опытом производства ионообменных смол особо чистого класса в России.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами. Мы можем помочь вам в разработке правильного решения и реалистичной стоимости водоподготовки ионообменными смолами.

Посмотрите видео "Ионообменные смолы" на нашем канале:

Скачать описание о смолах ионообменных: Ионообменные Смолы.pdf

Табл. 1 Ионообменные смолы в таблице аналогов

Purolite Tulsion Lewatit Amberlite Dowex Puresin Смолы
Пьюролайт Тульсион Леватит Амберлайт Давэкс Пьюрезин Россия
Сильнокислотный катионит C-100 T-42 S-100 IR-120 HCR-C PC 002 КУ-2-8чС
Катионит пищевого класса C-100 E T-50 S-1567 SR 1L HCR-S S PC 004E Super Soft
Высокоосновный анионит Cl A-400 A-21 M-500 IRA 402 SBR-P PA 101 АВ-17-8
Высокоосновный анионит OH A-400 OH A-23 М-500 OH IRA-400 OH PA 101 OH AB-17-8чС
Смолы для ФСД MB46LT МВ-115 NM 60 MB9L МВ-40 PMB 101 СМОЛЫ МВ-115

Поделитесь статьей

© 2002 - 2020 СМОЛЫ Все права защищены

тел: (495) 799-91-33, 799-91-34

e-mail: smoly@smoly.ru

сервис: smoly.engineering@smoly.ru

 

Смолы - социальная сеть youtube Смолы - социальная сеть VK