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1、離子交換樹脂簡介與應用,內容大綱,離子交換樹脂介紹離子交換之定義樹脂之基本構造與性質樹脂之種類與分類2. 離子交換樹脂在FAB2 超純水系統之應用2B3T MBPolisher,離子交換之定義,不溶性物質(樹脂)從水溶液中除去正電或負電離子，並放出相同電荷之離子進入溶液中的一種可逆式相互交換反應。,R-SO3H + Na+ R-SO3Na + H+,樹脂之基本構造,在具有立體高分子架橋基體上，導入如磺酸基(-SO3H) 或四級銨基( N+) 等具有離子交換機能之官能基所製造之合成樹脂。,一般樹脂粒度成形法,反應槽上方是原料(苯乙烯、二乙烯苯及助劑)反應槽下方是水,苯乙烯和二乙烯苯聚合物之平面的
2、化學結構,離子交換樹脂的結構模型圖,含水狀態下的離子交換樹脂內部存在著細孔，離子就在其間擴散並進行離子交換。,固定之陰離子交換基，如SO3- 對立之陽離子，如 H+ 苯乙烯基體 二乙烯苯架橋 水合水,陽離子交換樹脂,樹脂之顯微鏡外觀,膠型樹脂,多孔型樹脂,樹脂之種類與分類,以功能區別:陽離子交換樹脂：a.弱酸性 b.強酸性 DIAION SK-1B 陰離子交換樹脂：a.弱鹼性 DIAION WA-30b.強鹼性 DIAION SA-10A,弱酸性陽離子交換樹脂之處理水,強酸性陽離子交換樹脂之處理水,處理前,弱鹼性陰離子交換樹脂之處理水,處理前,強鹼性陰離子交換樹脂之處理水,處理前,H2O,樹脂
3、之種類與分類,離子交換樹脂在FAB2 超純水系統之應用,2B3T MBPolisher,FAB2 超純水系統流程,二床二塔 概念圖,二床三塔 概念圖,三床四塔 概念圖,FAB2 二床三塔 概念圖,HCl,NaOH,DG,HCO3- H2CO3 CO2+H2O,air,陰離子交換樹脂塔,陽離子交換樹脂塔,脫氣塔,強鹼性 陰離子,弱鹼性 陰離子,強酸性 陽離子,FAB2 混床 概念圖,採水時,混床的概念,強酸性 陽離子交換樹脂,強鹼性 陰離子交換樹脂,FAB2 混床 概念圖,再生時,蒸氣,熱交換器,DI水,Polisher 概念圖,共有4組合計88支,in,out,均勻混和之 陰陽離子交換樹脂,2
4、B3T & MB 使用之樹脂,強酸性陽離子交換樹脂與強鹼性陰離子交換樹脂(I型)的混和品。 可適用的pH範圍：014 使用條件：樹脂層長：600mm以上通液速度：1060 SV使用最高溫度：60 。C入口原水水質： 5 M-CM 應用:使用於超純水系統最終洗淨(精製)工程。,Polisher使用之樹脂 - Duolite MB-HP,FAB2 超純水系統流程,導電度 10 M-cm,阻值 175M-cm,報告完畢,謝謝各位,Q&A,附錄,2B3T樹脂之spec. MB樹脂之spec. Polisher樹脂之spec. DIAION規格說明 強鹼性陰離子交換樹脂I型與II型樹脂之比較 名詞解釋
5、其他,2B3T樹脂之spec.,MB樹脂之spec.,Polisher樹脂之spec.,DIAION規格說明,強鹼性陰離子交換樹脂I型與II型樹脂之比較,架橋反應,架橋反應是指兩個或多個高分子彼此產生化學鍵結而連結成網狀結構 。 分子鏈間產生化學鍵的方式：可以在聚合高分子時導入具有三個或多個反應官能基的單體，另一種是將已經聚合好的高分子再以化學法誘發不同的分子間產生化學鍵結，如加入自由基起始劑，或是提高溫度使分子鏈上特定的官能基具有反應性等等。,架橋度 crosslinkage,平時都以DVB%表示架橋度來解析樹脂。 強度適中：架橋度之離子交換樹脂-標準品。 架橋度低的樹脂，細孔較大，擴散較容
6、易，但太低會導致含水量太高，使得樹脂粒變得太柔軟，強度變弱。,高低架橋度樹脂比較,官能基,官能基是指化學物質的特殊鍵，尤其有機化合物，不同的鍵結有不同的化學特性，例如醇類有OH基，有機酸有COOH基，胺基酸有胺和酸基等等。不同化學鍵有不同之功能，如酸鹼性之中和或吸附金屬離子等。,純水自然解離阻值,純水解離濃度乘積 : H+OH-=10-14 10-7mole/L * 50 *1000 = 5*10-3 mg CaCO3/L H+ 導電度: 6.991 OH- 導電度: 3.956 純水導電度:5*10-3(6.991+3.956) = 0.054735 us/cm 阻值 = 1 /導電度 純水
7、阻值(25。C): 1 / 0.054735 =18.27 M,二床三塔 2B3T,SC,2600mm H 3050mm,HCl,WA/SA, 2600mm H 3050mm,NaOH,2400mm H 1500mm,1450mm H 3050mm,DG,CO2,陽離子交換樹脂塔,陰離子交換樹脂塔,脫氣塔,混床 MB,DI PIT T-13 130 M3,AV-1,From 2B3T,From R/O (LCV-41),MB,1800mm H 2200mm,P-14,P-14R,HCl,T-6,UF濃縮水,NaOH,Polisher,1232 mm,254 mm,in,out,56L,共有4組
8、合計88支,均勻混和之 陰陽離子交換樹脂,弱酸性陽離子交換樹脂,以羧基(-COOH)為交換基，在酸性溶液中不解離，沒有離子交換能力。適用 pH範圍:414。 化學結構：只與NaOH等強鹼或NaHCO3等弱酸鹽行離子交換反應。 反應式：R-COOH + NaOH R-COONa+ H2O,強酸性陽離子交換樹脂,以磺酸基(-SO3H)為交換基，在酸性或鹼性溶液中會解離成SO3-H+，在全pH範圍都具離子交換性。 化學結構：反應式：R-SO3H+NaCl R-SO3Na+ HCl,弱鹼性陰離子交換樹脂,以13級胺基為交換基，在鹼性溶液中，不能解離，沒有離子交換能力。適用 pH範圍：09 。 化學結構
9、：只能與HCl等無機酸或NH4Cl弱鹼性鹽進行反應。 反應式： R-NHOH +HCl R-NHCl + H2O,強鹼性陰離子交換樹脂,以四級銨基( N+)為交換基，在酸性或鹼性溶液會解離成 N+OH- ，在全pH範圍都具離子交換性。 化學結構：可與無機酸、中性鹽反應，亦可交換捕捉矽酸、碳酸等弱酸。 反應式： R-NOH+NaCl R-NCl + NaOH,Cl,DIAION SK-1B,苯乙烯系膠型強酸性陽離子交換樹脂。 在工業應用上具優良的性能，適合使用在軟水及純水系統中。 對有機溶劑、強酸、強鹼及其他還原劑等安定。 為標準架橋度品。 用途：硬水軟化，純水製造，金屬回收分離，藥液精製，有機溶劑脫水等等。 結構式：,DIAION SA-10A,苯乙烯系強鹼性陰離子交換樹脂。 標準架橋度I型。 廣泛使用在水處理 ，工業上，習慣被認為是標準架橋之多孔膠型樹脂。 化學安定性極穩。 用途：純水製造、觸媒、氨酸分離精製、金屬回收、碘回收等等。 結構式：,DIAION WA30,苯乙烯系弱鹼性陰離子交換樹脂。 高多孔型，交換容量大，再生效率高，化學的安定性高，脫色性高。 WA30是所有多孔型弱鹼性陰離子交換樹脂比較的標準。 WA30之應用非常廣泛，如高分子量有機物質的去除，含有機污染物之原水前處理，澱粉水解液之脫色、脫離子 (如榖類糖漿、葡萄糖及糖液) 和甘油及酵素之純化。 結構式：,
