رزین کاتیونی

رزین کاتیونی: رزین کاتیونی (Cation exchange resins) هسته هایی از جنس پلاستیکی

(سوراخ- سوراخ) هستند که با یک بار کاتیونی و یا آنیونی یکسان اشباع شده اند.

عملکرد این رزین ها برای معاوضه ی کاتیون ها یا آنیون ها به منظور حذف یون های نامناسب و مضر از مواد مایع و گاز مورد استفاده قرار میگیرد.

رزین کاتیونی

موارد استفاده ی این فرآیند یونی با این رزین ها در صنایعی چون تصفیه ی آب

و از بین بردن مواد مضر در دارو سازی ها می تواند باشد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوصرزین های کاتیونی می توانید از طریق شماره های دفتر تهران ۰۲۱-۲۶۷۶۰۱۶۹ و ۰۲۱-۲۶۷۶۰۱۷۷ و

دفتر کرج ۰۲۶-۳۴۴۲۲۴۳۴ و ۰۲۶-۳۴۴۷۴۳۷۳ با کارشناسان ما در شرکت آریا عمران تماس حاصل فرمایید.

پلیمری است که برای جایگزینی یون های خطرناک و سنگین با یون های سبک و بی ضرر به کار گرفته می شود.

این رزین ها حبه های ریز با ساختمان غیر محلول و رنگ زرد یا سفید است که در واقع کار

همان دلال یا واسطه را برعهده دارند. که وقتی کنار هم قرار می گیرند با حجم زیاد خود کاتیون ها را نگه میدارند

و یون های بی خطر را با کاتیون های نامناسب و سنگین عوض می کند. به این کار تبادل یونی می گویند.

دانه های با بار الکتریکی مثبت و منفی دو مدل رزین متداول هستند که در روند

جابجایی یونی مورد استفاده قرار می گیرد. در حالی که رزین های آنیونی یون های با بار منفی را جذب می کنند

، رزین های کاتیونی یون های با بار مثبت را به خود جذب می کنند .

که در ادامه این مقاله به مدل های مختلف رزین کاتیونی می پردازیم .

رزین کاتیونی قوی

دانه های کاتیونی قوی عملکرد بسیاری دارند که از آن جمله به نرم کننده در از بین بردن یون های سخت و سنگین کننده ی موجود در آب همان گونه که در بالا گفته شد مانند منیزیم یا کلسیم می توان اشاره کرد. و همچنین مدل های دیگری از این رزین های کاتیونی برای حذف عناصری چون باریم و رادیوم از مایعات دیگری استفاده می شود. البته این رزین ها در مقابل آلودگی هایی که عناصری چون منگنز و آهن به وجود می آورند آسیب پذیر است که باید در این شرایط قرار نگیرند.

رزین کاتیونی ضعیف

این دانه های رزین، کاتیون های مرتبط با آب ها و یا مایعات با سختی کوتاه مدت را از بین می برند

و برای موارد از بین بردن املاح معدنی و لیگنین زدایی استفاده می شوند.

علاوه بر این ، این رزین های ضعیف با بار منفی در برابر تغییرات عوامل آلی آب و مایعات به جسم دیگری

تا حدودی مقاوم هستند و ایستایی خوبی دارند که باعث می شود از آنها در برابر عواملی که حاوی اکسیدانها می باشند استفاده شوند.

کاربرد رزین کاتیونی

آبی که در پیرامون ما جریان دارد در واقع دارای مقادیری از یون هایی با بار مثبت سنگین

چون منیزیم (+Mg) و کلسیم (+Ca2) و گاهاٌ باریم (Ba+) و استرانسیوم (Sr+) و مس و …..است

پکه بلورهای نمکی را به وجود می آوردند که وقتی آب را می جوشانیم حل نمی شوند و میبینیم

در محفظه رسوب می کند. و این رزین ها یون های مضر و با بار مثبت را با یون های بی خطر همچون

هیدروژن و سدیم جایگزین می کنند. که در واقع بدین شکل سختب آب را از بین می برند.

این رزین ها در مناطق فعال خود دارای سدیم با بار منفی هستند.

آب های دارای سختی بالا در تماس با رزین های کاتیونی یون‌های منیزیم و کلسیم، را به محل های فعال

در رزین انتقال می دهد و در آب با یون های سدیم جایگزین می شوند. با این کار میزان

درشتی و سختی منیزیم و کلسیم نسبت به حالت اولیه ی خود کاهش می یابد.

رزین های یونی را می توان با مایع حاوی حجم بالای سدیم شستشو داد تا دوباره آن را شارژ کرد.

این محلول های حاوی نمک سدیم دار باید خود خاصیت نرم کنندگی آب داشته باشد.

منتها باید ذکر کنم که رزین هایی که در خانه و برای مصارف خانگی استفاده می شود را نمی توان

مجدد مورد استفاده قرار بگیرد زیرا قابلیت شارژ مجدد ندارد پس از پایان مدت انقضا باید تعویض گردد.

شرکت آریا عمران

شرکت آریا عمران ارائه دهنده انواع دستگاه های آب شیرین کن صنعتی و نیمه صنعتی

و تجهیزات این دستگاه ها در سراسر ایران به صورت ارسال رایگان می باشد.

برای تماس با کارشناسان شرکت آریا عمران ۲۶۷۶۰۱۷۷-۰۲۱ و ۲۶۷۶۰۱۶۹-۰۲۱ و دفتر کرج ۳۴۴۲۲۴۳۴-۰۲۶ و ۳۴۴۷۴۳۷۳-۰۲۶ تماس حاصل نمایید.

رزین کاتیونی: محدوده دمایی مجاز برای رزین ها توسط سازندگان آنها اعلام می شود و معمولاً ماکزیمم دمای مجاز

برای رزین های کاتیونی قوی یا ضعیف ۱۲۰ درجه سانتی گراد می باشد اما ماکزمیم دمای مجاز برای رزین های آنیونی

به نوع رزین و نوع یون متحرک در داخل شبکه بستگی دارد .

پایداری گرمایی رزین

اگر رزین آنیونی قوی از نوع ۱ باشد ، دمای ماکزمیم برای فرم کلراید ۸۰ رجه سانتی گراد و فرم  هیدروکسید ۴۰ درجه سانتی گراد می باشد

به شرط آنکه شبکه رزین از استایرن و دی وینیل بنزن باشد .

رزین آنیونی

گاهی رزین آنیونی قوی نوع ۱ را از آکریلیک و دی ونیل بنزن سنتز می کنند .

برای این نوع رزین ها ، فرم کلراید دارای دمای مجاز ماکزیمم ۷۵ درجه ساتی گراد و به فرم هیدروکسید ۳۵ درجه سانتی گراد می باشد .

در مورد رزین های آنیونی ضعیف اگر شبکه آنها از سنتز استیرن و دی مینیل بنزن باشد .

دمای مجاز ماکزیمم ۱۰۰ درجه سانتی گراد و اگر از سنتز آکریلیک و دی ونیل بنزن باشد

دمای ماکزیمم مجاز ۶۰ درجه سانتی گراد می باشد . افزایش دما به بیش از حد ماکزیمم ،

بعث تشدید افت ظرفیت تبادل یونی رزین ها می شود

و از این نظر رزین های آنیونی آکریلیکی ناپایدار تر از رزین های آنیونی استیرنی می باشند .

توجه داشته باشید که ناپایداری ناشی از گرما با شوک گرمایی فوق دارد.

در شوک گرمایی ، رزین بطور سیکلی در معرض دماهای زیاد قرار می گیرد .

در این حالت ، تنش فیزکی در داخل دانه های رزین ، منجر به خرد شدن ذرات ریز می شود .

 

 

 

 

 

پایداری گرمایی رزین های کاتیونی

بطور کلی میتوان گفت که رزین های کاتیونی از پایداری گرمایی خوبی برخوردارند و رزین های آنیونی قوی بویژه نوع ۲ آن ناپایدار تر بوده

و به مرور زمان ظرفیت خود را از دست می دهند بطوریکه پس از شش سال ،

ظرفیت آنها کمتر از نصف کاهش می یابد . نباید اجازه داد که رزین ها یخ بزنند .

یکی از علل تولید رزین های آنیونی قوی ، نیاز به حذف سیلیکا از آب های صنعتی است .

هرچن که این رزین ها  در سیستم سختی گیر با موفقیت می توانند سیلیکا را از آب حذف کنند ،

اما حذف سیلیکا از شبکه رزین در هنگام احیا کردن رزین های سختی گیر  ، کار مشکی است و به خاطر همین مسئله ،

ظرفیت تعویض کننده ها کاهش می یابد و در ضمن غلظت سیلیکا در آب تصفیه شده خروجی تا حد مطلوک کاهش نمی یابد .

برای رفع این مشکل ، سود سوزآور رقیق که تا دمای ۴۰ تا ۵۰ درجه سانتی گراد گرم شده را به دستگاه تعویض یونی آنیونی بازی تزریق می کنند

و همچنین زمان تماس بین رزین و سود را افزایش می دهند . برای افزایش زمان تماس ، دبی سود را باید در حد کمی نگه داشت

به گونه ای که زمان تماس بین ۷۰ تا ۱۰۰ دقیق شود .

شستشوی معکوس رزین

در عمل ، شستشوی معکوس رزین ها در سیستم سختی گیر ،

یعنی اولین مرحله از مراحل چهارگانه احیاء ، را با اب گرم انجام میدهند

تا محیط رزین گرم شده و احیای با سود گرم ، کامل تر انجام شود .

استفاده از بخار اب توصیه نمی شود ( بخاطر آسیب دیدن رزین ) ،

بنابراین کل زمان احیاء شامل شستشوی معکوس ف تزریق سود ،

شستشوی آهسته و شستشوی سریع حدود سه تا چهار ساعت طول می کشد .

درحالی که مدت زمان احیاء رزین کاتیونی حدود دو ساعت است . باید توجه داشت که قسمتی

از آب مصرفی در زمان احیاء رزین تعویض یونی بازی زا میتوان در سیستم های سختی گیر به نحوی صرفه جویی کرد .

یعنی می توان اب مرحله شستشوی سریع را ، پس از گذشت مدت زمانی که کل مواد جامد ( TDS ) در آن مساوی یا کمتر از TDS آب ورودی به

دستگاه تعویض کاتیونی اسیدی شود ف برای استفاده مجدد برگشت داد . در شکل زیر تصویری از چنین سیستمی ارائه میشود .

TDS

وقتی TDS در آب خروجی از شیر B  دستگاه سختی گیر به مقدار TDS در شیر A  میرسد ، شیر B بسته می شود و شیر C  باز می شود

تا وقتی که TDS آب خروجی از شیر C به مقدار مطلوب کاهش یابد . در آن موقع شیر C بسته میشود و دستگاه اماده سرویس بوده و موقع باز کردن شیر D می باشد.

به طور کلی هرچه دمای اب بیشتر باشد نشت سیلیکا بیشتر است به طوری که اگر دمای آب ۳۸ درجه سانتی گراد باشد

نشت سیلیکا نسبت به اب ۲۴ درجه سانتی گراد ف ۵۰ درصد بیشتر می شود و

اگر دمای اب ۱۰ درجه سانتی گراد باشد نشت سیلیکا ۵۰ درصد کمتر می شود .

 

تصفیه آب