Blog

سیستم تبادل یون رزینی

سیستم تبادل یون نوعی پلیمر حل نشدنی حاوی یون‌های ناپایدار می‎باشد که کار تبادل یون در محیط اطراف را انجام می‎دهد. این سیستم قادر به تولید آب با درجه خلوص متفاوت می‎باشد که آب تولید شده مصارف گوناگونی دارد، برای مثال از آنجا که در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هسته ای، آب فوق خالص مورد نیاز می‎باشد، از طریق سیستم تبادل یونی تأمین می‎گردد. سیستم تبادل یون بواسطه رزین ها صورت می گیرد.

 

• رزین تبادل کننده یون چیست؟
رزین‌های موازنه کننده یون، مواد ریز جامدی هستند که می‌توانند یون‌های نامطلوب در محلول را با یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه تعویض نمایند. فرایند تبادل یون توسط رزین‎ها یکی از اشکال پدیده جذب سطحی است، که در آن فاز جامد در ارتباط با فاز سیال قرار دارد. طی این ارتباط برخی از اجزای موجود در فاز سیال جذب فاز جامد شده و از سیال جدا می‎شوند. فرآیند تبادل یونی فرآیندی برگشت پذیر بوده که طی آن یون‎های خارجی موجود در آب، جذب گروه‌های عاملی می شوند که به تبع آن هرگونه ناخالصی یونی آب برطرف می‎گردد.
رزین‌های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی می‌باشند. این امر موجب خنثی شدن بار الکتریکی رزین‌ها می‎شود. کاتیون‎های متحرک در رزین‌ها می‌توانند طی یک فرآیند، یون‌ها را تبادل نمایند. در اثر تعویض یون‌ها، کاتیون‌ها یا آنیون‌های موجود در محلول با کاتیون‌ها و آنیون‌های موجود در رزین‏ جابه جا می‎شوند بطوری که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی می‌مانند. برای آنکه یک عامل تبادل یونی جامد یا همان رزین، مطلوب واقع شود باید دارای شرایط زیر باشد:
– در آب غیر محلول باشد.
– حاوی یون باشد.
– فضای کافی در شبکه تعویض یونی را داشته باشد، به گونه‎ای که یونها بتوانند به سهولت در شبکه جامد رزین وارد و یا از آن خارج شوند.
• رزین‌های تبادل کننده یون به چهار دسته تقسیم می‎شوند:
– رزین‌های آنیونی قوی SBA) Strongbasic anion)
– رزین‌های آمونیونی ضعیف WBA) Weak basic anion)
– رزین‌های کاتیونی قوی SAC) Strongacidis Cation)
– رزین‌های کاتیونی ضعیف WAC) Weak acidis Cation)

 

• کاربردهای رزین های تبادل کننده یون
رزین‎های تبادل کننده یون کارکردهای متنوعی دارند از آن جمله:
– ایجاد و تولید آب بدون یون
– از بین بردن سختی آب
– بازیابی فلزات با ارزش در صنایع فلزی
– از بین بردن کاتیون‌های خارجی از آب
– حذف خاصیت قلیایی آب
– بازیابی مجدد آب در صنایع فلزی
– از بین بردن نیترات و سولفات
– بازیابی و یا جداسازی مواد دارویی
• کاربردهای سیستم تبادل یون رزینی

از سیستم‌های تبادل یونی به دو منظور تولید آب بدون سختی و دیگری تولید آب با خلوص بالاتر استفاده می‎شود که در زیر به طور مختصر به شرح هر یک می‎پردازیم:

۱- تولید آب بدون سختی: سیستم‌های تبادل یون رزینی در تأمین سختی آب برای صنایع و منازل متفاوت عمل می‎کنند. در اکثر صنایع فقط حذف سختی آب مد نظر می‌‌باشد بدین معنا که آب مورد نیاز اکثر صنایع باید بدون املاح باشد. برای مثال یکی از بیشترین مصارف آب صنایع در صنعت تولید بخار می‌‌باشد که در صورت وجود عوامل رسوب گذار در آب می‌‌توانند باعث کاهش عمر این تاسیسات شوند. عناصر رسوب گذار بیشتر با عنوان سختی شناخته می‌‌شوند. در اینجا رزین‌های سدیم به عنوان عامل تبادل یونی به کمک آب صنایع آمده و سختی آب مانند یون‌های کلسیم، منیزیم و… را جذب کرده و به جای آن سدیم آزاد می‎کنند.
البته در این روش فقط یون‌ها جا به جا می‎شوند و آنیون‌ها و کاتیون‌های آب ثابت می‎مانند. تنها نقص این روش این است که قابلیت گرفتن سختی آب برای TDS‌های بالای ۱۰۰۰ را ندارد و باید روش‌های دیگری جایگزین آن شود.
۲- در کنار رزین‌های سدیم، برای تولید آب با درجه خلوص بالا نیاز به رزین‌های دیگری نیز می‎باشد. رزین‌های اسیدی و بازی که در گذشته استفاده محدودتری داشتند اکنون برای این کار استفاده می‎شوند.

 

اشتراك گذاری نوشته

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *