用精细分散的离子交换树脂提纯盐水

朗盛的新型螯合树脂使氯碱电解处理盐水更加高效可靠。通过更好的保护膜,它们大大节省了成本。

在生产如PVC、纸张、纤维素、消毒剂、漂白剂和铝制品等材料和液体时,都需要氢氧化钠、氯气和氢气等基础化学品。这些基础化学品是通过氯化钠盐水的氯碱电解获得的。自20世纪70年代开始使用以来,膜法将能耗减少了约四分之一,同时也消除了对汞或石棉的需求。 

然而,在这个过程中使用的离子交换膜是高度敏感的。为了防止杂质不可逆的损坏成本高昂的氟化膜,需要用离子交换树脂对盐水进行精确清洁。

更有效的盐水处理

得益于朗盛的Lewatit® MDS 系列螯合树脂,采用膜法对氯碱电解的盐水进行处理,现在更加的安全、环保,且经济高效。最新一代精细分散的离子交换树脂已在印度一家领先的氯碱产品制造商的实践中得到证明。

这家位于印度南部的化工厂每年生产约190吨烧碱。它需要约400m3/h的氯化钠盐水。盐水在使用前必须对其进行预处理以去除杂质。除了 Lewatit® MonoPlus TP 208系列的离子交换树脂外,朗盛于2016年开始向工厂介绍引入创新的 Lewatit® MDS TP 208螯合树脂。  

工厂细节一览:印度南部一家化工厂的盐水处理

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使用Lewatit®离子交换树脂进行精确清洁

处理过程包括两个步骤。首先对盐水进行初步清洁并过滤。接下来,离子交换树脂将用于精密清洁。共有14个过滤器在六条线路上运行。这一设计的目的是将盐水硬度从输入的2mg/l降低到10µg/l以下。此外该工艺还将钡和锶的含量降低到低于100µg/l的浓度。     

在该案例中,2016年9月在其中一条线路上,将一排三个过滤器中的一个重新配备了新型的精细分散树脂Lewatit® MDS TP 208。其目的,是与之前使用的树脂 Lewatit® MonoPlus TP 208做对比,测试新型树脂的性能。   

更高的产量带来更高的效率 

结果超出了所有人的预期:新型离子交换树脂显著提高了实际可用的产能。Lewatit® MDS TP 208提高了交换率并延长了循环时间,但又不会对盐水质量产生负面影响。此外,八个月后,配备Lewatit® MDS TP 208的过滤器的盐水通过量从4480BV增加到6660BV。  


树脂的摄取量从每升9克钙增加到每升13.3克钙,平均增加49%。两年后,树脂的摄取量增长了53%。 


良好的实验结果促使该化工厂使用Lewatit® MDS TP 208螯合树脂对其余的过滤系统进行了改造。

关于印度南部一家化工厂盐水处理的详细案例资料,可点击这里下载。

明显的优势: 与Lewatit® MonoPlus TP 208直接比较,Lewatit® MDS TP 208 在盐水产量方面领先。后者为6660BV,而前者为4480BV。

下图显示了Lewatit® MDS TP 208 Lewatit® MonoPlus TP 208在8个月内的平均突破曲线。

For comparison purposes, one of the three filters was equipped with Lewatit MDS TP 208 to compare performance with Lewatit MonoPlus TP 208. On an eight month average since start-up, the operating capacity at a breakthrough limit of < 10 µg/l of hardness was raised from 4,480 BV to 6,660 BV of brine throughput, resulting in a capacity enhancement of 49 percent. (Operating conditions: Brine flow rate: 100 m3/h [Ca2+/Mg2+], feed: 2 mg/l [Sr2+]: 1 mg/l [Ba2+]: 0.5 mg/l [NaCl]: 305 g/l, pH: 10, temperature: 60 °C, SV: 25 BV/h.)
操作条件:盐水流速:100 m3/h, [Ca2+/Mg2+],输入:2 mg/l, [Sr2+]:1 mg/l, [Ba2+]:0.5 mg/l,[NaCl]:305 g/l,pH:10,温度:60 °C,SV:25 BV/h.

粒径很重要

那么,如何解释Lewatit® MonoPlus TP 208离子交换树脂 Lewatit® MDS TP 208螯合树脂之间的区别呢?决定性的因素是粒径。更具体的说,MDS(精细分散的小颗粒)规格的粒径,比如 Lewatit® MDS TP 208,仅为390µm。这比均粒的Lewatit® MonoPlus TP 208的粒径小40%。 

动力学提升,再生程度更高,产量更大

在这里,差异带来了明显的优势。MDS等级树脂的特点是动力学提升,再生程度更高,对碱土阳离子的总产量和实际可用产量显著增加。除了结合钙和镁,创新的螯合树脂在去除锶和钡方面也更好。与此同时,MDS树脂还具有理想的机械稳定性和渗透稳定性。  

有效去除顶部的钡和锶 

MDS树脂在分离钡离子和锶离子方面尤其有效。朗盛技术营销经理Jenny Böttger博士强调:“这一点非常显著,因为很多树脂的选择性低,交换动力学慢。”这也是客户越来越关注的一个方面。  

Jenny Böttger解释道:”提高去除率是一个关键优势,因为泄漏的减少有助于延长电解膜的寿命。在这方面,MDS树脂已经预计到了膜的不断进化。它们对碱土离子的浓度容限显著降低,这使它们能够更好的保护膜。”  

具有多个经济优势

Lewatit® MDS螯合树脂为电解厂带来了广泛的经济优势。特别是它们能节约能源,这主要归功于以下效果: 

  • MDS螯合树脂保护敏感的膜并延长其使用寿命。 
  • 更长的操作循环时间使MDS螯合树脂在盐水处理中能获得更高的产量。
  • 当使用MDS螯合树脂时,它们更高的再生程度减少了所需的再生剂的量。其结果是:降低了对环境的影响,减少了运营成本。

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