رزین تبادل یونی چیست؟
رزین یک ماتریس نامحلول (یا ساختار نگهدارنده) است که به‌طور معمول در شکل میکرو مهره‌های کوچک (۰٫۲۵–۰٫۵ میلی‌متر شعاع)، معمولاً سفید یا زرد، ساخته شده از یک بستر پلیمر ارگانیک می‌باشد. وقتی مبدل‌های کاتیونی می‌توانند کاتیون‌ها را ببندند و از مبدل‌های آنیونی وقتی که مبدل‌های یونی می‌توانند آنیون‌ها را متصل کنند صحبت می‌شود. مبدل بستر مخلوط به این معنی است که رزین از مخلوطی از دانه های تبادل کاتیون و آنیون تشکیل شده است که می تواند هم کاتیون ها و هم آنیون ها را در خود جای دهد.
مبدل های یونی چگونه کار می کنند؟
یون های موجود در آب به گروه های عملکردی مبدل یونی متصل می شوند و بنابراین از آب حذف می شوند. یک سری به اصطلاح انتخابی تعیین می کند که کدام یون ها ترجیحاً توسط مبدل ها جذب می شوند. در نتیجه، ممکن است اتفاق بیفتد که یون‌هایی که قبلاً متصل شده‌اند (مانند سدیم) توسط یون‌های دیگر با گزینش پذیری بالاتر (مثلاً کروم) جابجا شوند. گزینش پذیری را می توان تحت تأثیر نوع مبدل یونی نیز قرار داد. اگر مطمئن نیستید که کدام نوع مبدل یونی برای شما مناسب است، با ما تماس بگیرید تا در انتخاب مبدل یونی به شما کمک کنیم.
رزین تبادل یونی چگونه بازسازی می شوند؟
رزین تبادل یونی با جابجایی یون های باردار از مبدل با استفاده از اسید یا قلیایی بازسازی می شوند. رزین کاتیونی باید با اسید (مانند اسید کلریدریک) و رزین آنیونی با لیمو (مانند هیدروکسید سدیم) بازسازی شوند. مبدل‌ها سپس شستشو می‌شوند تا باقی‌مانده‌های شیمیایی از بین بروند. بسته به اینکه آیا یک ایستگاه احیا ثابت در کارخانه خود دارید، مبدل های یونی یا در محل یا به صورت خارجی توسط یک ارائه دهنده خدمات بازسازی می شوند. در این صورت، خدمات بازسازی ما می تواند مورد علاقه شما باشد.
عملکرد رزین سختی گیر
رزین سختی گیر به گونه ای در مخزن سخت کننده قرار می گیرند که یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب را جذب کرده و با یون های سدیم موجود در آب جایگزین می شوند و آب را نرم می کنند. پس از چندین ساعت استفاده، رزین با توجه به دبی نیاز به بازسازی دارد، برای احیای رزین به محلولی از آب و نمک نیاز است تا رزین به حالت اولیه خود بازگردد. برای عملکرد بهتر رزین در هاردنر بهتر است هر دو سال یکبار رزین را تعویض کنید تا بهترین عملکرد را داشته باشید.
کاربردهای رزین سختی‌گیر
رزین سختی گیر کاربردهای زیادی دارد و دارای مصرف خانگی و صنعتی است. از رزین در موارد زیر و برای از بین بردن سختی آب و جلوگیری از تشکیل رسوب استفاده می شود.
- دیگ های بخار
- مبدل های حرارتی
- برج خنک کننده
- سیستم های سرمایشی
- تجهیزات گرمایشی
- حذف سختی آب های شور، آب چاه ها و آب های سطحی
- صنعت رنگرزی
- موتورخانه ها
- خشک شویی ها
- تصفیه آب و فاضلاب
رزین تبادل یونی چگونه کار می‌کند؟
به گفته احمد آزارورا; در صنعت آب، فرآیندی از بستر رزین تبادل کاتیونی عبور داده می شود تا سختی آن از طریق تبادل یونی کاهش یابد. رزین ها یون های ناخواسته آب را جذب کرده و در عوض یون های مورد نظر را در آب آزاد می کنند. این کار آب را سفت می کند و می توان از آن دوباره استفاده کرد.
به عنوان مثال آب با سختی 250 از بستر ستون رزین عبور می کند و فرآیند تبادل یونی انجام می شود و آب با سختی صفر به دست می آید. به این ترتیب مشکلات و خطرات ناشی از سختی آب برای تجهیزات و گیاهان صنعتی برطرف می شود.
انواع رزین سختی گیر
- آنیون قوی
- آنیون ضعیف
- کاتیون قوی
- کاتیون ضعیف
رزین آنیونی قوی
رزین سخت کننده آنیونی قوی (SBA) معمولاً برای آبگیری، رسوب زدایی و اشباع، و همچنین برای حذف کل کربن آلی (TOC) یا سایر مواد آلی بسته به نوع رزین استفاده می شود. آنها در اشکال مختلفی وجود دارند که هر کدام دارای مزایا و محدودیت های منحصر به فردی هستند، اما به طور کلی رزین های SBA به اندازه کافی قوی هستند تا اسیدهای قوی و ضعیف (از جمله اسیدها) را حذف کنند.
رزین آنیونی ضعیف
رزین های آنیونی ضعیف (WBA) اغلب برای اهداف ضد عفونی با واحدهای SBA ترکیب می شوند، زیرا آنها فقط آنیون های مرتبط با اسیدهای قوی تر (مانند کلرید و سولفات) و نه اسیدهای ضعیف (مانند دی اکسید کربن، کربن و سیلیس) را حذف می کنند. این می تواند برای تأسیساتی که می خواهند اسیدهای قوی تر را حذف کنند و در عین حال اسیدهای ضعیف تر را حذف کنند مفید باشد، اما WBA و SBA معمولاً با هم برای انجام یک فرآیند تخریب کامل تر استفاده می شوند.
رزین کاتیونی قوی
رزین‌های سخت‌کننده کاتیونی قوی (SACs) یکی از متداول‌ترین رزین‌های مورد استفاده، به‌ویژه برای کاربردهای پلاستیک‌سازی هستند، زیرا در از بین بردن کامل یون‌های سخت مانند منیزیم (Mg+) یا کلسیم (Ca2+) مؤثر هستند، رزین‌های SAC خاصی نیز این مورد را توسعه داده‌اند. برای کاربردهایی که نیاز به حذف باریم و رادیوم از آب آشامیدنی یا جریان‌های دیگر دارند. رزین های SAC توسط عوامل اکسید کننده تجزیه می شوند و از آهن یا منگنز تشکیل شده اند، بنابراین باید مراقب بود که رزین در معرض این مواد قرار نگیرد.
رزین کاتیونی ضعیف
رزین پخت کاتیونی ضعیف (WAC) کاتیون های مرتبط با قلیایی (سختی موقت) را حذف می کند و برای کاربردهای ضد عفونی و دیالیز استفاده می شود. علاوه بر این، رزین‌های WAC معمولاً مقاومت و دوام نسبتاً بالایی در برابر اکسیداسیون دارند. آنها مکانیکی هستند و آنها را برای جریان های حاوی اکسیدان هایی مانند پراکسید هیدروژن و کلر انتخاب خوبی می کند.
بهترین رزین های تبادل یونی موجود در بازار ایران
1–رزین پرولایت
2-رزین آکرولایت
3-رزین هیدرولایت
مزایای رزین تبادل یونی
- یون های ناپایدار دارد.
- یون های ناپایدار فرآیندهای تبادل یونی را انجام می دهند و سختی آب را کاهش می دهند.
- مقاومت بسیار بالایی دارد.
- دارای خواص برگشت پذیر و احیا کننده است. به همین دلیل می توان از آن تا هزار بار برای تمیز کردن استفاده کرد.
- از آنجایی که احیا کننده است، دور ریختنی نیست و بسیار مقرون به صرفه است.
- در آب حل نمی شود.
نحوه احیا رزین سختی گیر
مراحل تعویض رزین
پس از چندین بار اشباع رزین و بازسازی و آسیب دیدن رزین، رزین ها نیاز به تعویض دارند که دارای مراحل زیر می باشد.
مرحله 1) خط آب را جدا کنید
خط اصلی آب نزدیک مخزن فشار را قطع کنید. مخزن را از مخزن آب و نمک جدا کنید. شیر نصب شده در نزدیکی مخزن را باز کنید و آن را در موقعیت سطلی قرار دهید تا فشار به فیلتر بازگردد. در نهایت برای جلوگیری از آسیب رساندن به خود و دیگران، ترانسفورماتور را از برق بکشید.
مرحله 2 ) سختی گیر آب را باز کنید
شیر بای پس را به سمت داخل فشار دهید. درب ظرف نمک را بردارید و آن را کنار بگذارید. پوشش بالایی را به سمت جلو بکشید تا درب داخلی نمایان شود. دسته سیم را با دقت از محل خارج کنید. ترمینال موتور را با دقت و ایمن از پشت برد کنترل برق جدا کنید. سپس قسمت بالایی را بردارید.
مرحله 3) مخزن رزین را از هاردنر خارج کنید
گیره های نگهدارنده روی گیره های ورودی و خروجی را با دقت باز کنید. همچنین سخت کننده آب را از شیر بای پس جدا کنید. با استفاده از انبر دماغه سوزنی، گیره تخلیه را بلند کنید تا آداپتور شیلنگ تخلیه شیر را باز کنید. با برداشتن مهره گردان، خط آب شور را از نازل نصب جدا کنید. شیر مخزن رزین را ببندید. رزین های قدیمی را با دقت جدا کنید و کف مخزن را تمیز کنید.
مرحله 4 ) شیر را باز کنید
لوله های مخزن سفت و سخت و مخزن را دوباره وصل کنید. مخزن را با دقت با آب پر کنید. شیر سفت کننده را دوباره به موقعیت شستشوی معکوس وصل کنید. به آب برگردید و اجازه دهید شستشوی معکوس در سیستم جریان یابد. تعویض رزین باید توسط تکنسین ها انجام شود تا به سیستم سختی گیر و سیستم آب شما آسیب نرسد.
ظرفیت رزین کیورینگ نامحدود است و قبل از پر کردن ظرفیت باید کاهش یابد. این کار به دو صورت انجام می شود: شستشوی معکوس و استفاده از سالین. در فرآیند شستشوی معکوس، آب از ته رزین به سمت بالا جریان می یابد و رسوبات دانه رزین را از بین می برد. در روش استفاده از کلرید سدیم یا همان نمک، رزین با نمک احیا شده و خاصیت سخت کنندگی آن احیا می شود. در مقوله احیا، غلظت نمک بسیار مهم است. بهتر است برای این منظور از نمک با غلظت 10 درصد استفاده شود، زیرا بیشتر یا کمتر از این غلظت تأثیر کمی دارد و مفید نیست. با بازسازی رزین می توان به راحتی راندمان و کیفیت آب را افزایش داد و در بسیاری از هزینه های اضافی صرفه جویی کرد.
توجه داشته باشید که قبل از انجام هر کاری، باید فیلتری را روی هاردنر خود نصب کنید تا مواد معلق در آب حذف شوند. این امر هم عمر دستگاه و هم عمر رزین ها را افزایش می دهد.