离子交换速度主要受到树脂颗粒性和外界运行条件的影响。外界运行条件又包括溶液浓度、溶液温度、流速等因素的影响。这些都是影响离子交换速度的重要因素,如何有正确的控制好其交换速度,就需要对以下七个影响因素做好把控,接下来跟随小编起探寻下其中的关键之处。
1、树脂交换基团。离子间的化学反应速度是很快的,因此,般来说树脂交换基团的不同病不影响到反应速度。例如磺酸型阳离子交换树脂,不论其呈H、Na或其他型态,对各种阳离子的交换速度都很快,彼此间差别非常小。但对于羧酸型阳离子交换树脂,H型和盐型的交换速度就会有很大区别。H型羧酸型离子交换树脂反应速度别慢,这是由于其颗粒内孔眼直径较小,离子在孔眼内进行内扩散速度很慢的缘故。
2、树脂交联度。树脂交联度越大,网孔越小,则其颗粒内扩散速度越慢,交换速度就越慢。当水中有粒径较大的离子存在时,对交换速度的影响就更为显著。
3、树脂的粒度。树脂颗粒越小,交换速度越快。这是由于树脂的颗粒越小,内扩散的距离越短;同时颗粒越小,也等于扩大了膜扩散的表面积,从而加快交换速度,但颗粒也不宜太小,否则会增大水流通过树脂层的阻力,且在反洗运行时容易流失。
4、溶液中的例证浓度。溶液中离子浓度是影响扩散速度的重要因素,浓度越大,扩散速度越快。离子浓度对内扩散和膜扩散有不同程度的影响。当水溶液中离子浓度较大时,膜扩散的速度已较快,此时交换速度主要受内扩散控制,这相当于水处理中树脂再生时的情况。当水溶液中离子浓度较小时,膜扩散的速度就变得非常慢,故交换速度受膜扩散控制,这相当于阳离子交换树脂进行水软化时的情况。当然,溶液中离子浓度变化时,树脂因膨胀或收缩也会影响内扩散。
5、溶液温度。溶液温度提高,内扩散和膜扩散速度同时加快,因此离子交换设备运行时,般将永温保持在20摄氏度~40摄氏度。但温度不能过高,因为水温过高会影响离子交换树脂的热稳定性,别是强碱性阴离子交换树脂,不耐高温。
6、流速。交换过程中搅拌或提高水的流速,只能加快膜扩散,但不能影响内扩散。
7、离子本性。离子本性对内扩散的速度影响较大。离子水合半径越大,内扩散越慢;离子电荷数越多,内扩散越慢。根据实验结果,阳离子增加个电荷,其内扩散速度减慢为原来的1/10。