فرایند سختی گیری از آب فرآیندی حیاتی در صنایع مختلف از فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی گرفته تا صنایع معدنی است. یکی از کارآمدترین و مطمئن ترین راه حل ها برای نرم کردن آب، استفاده از رزین های سختی گیر بوده و رزین پرولایت C100 یکی از پراستفاده ترین و متداول ترین رزین در زمینه سختی گیری محسوب میشود. در این مقاله، ویژگی‌ها، کاربردها و مزایای رزین Purolite C100 و همچنین ویژگی‌های هیدرولیکی و عملکرد مناسب آن را بررسی خواهیم کرد.
آشنایی با رزین پرولایت C100
رزین Purolite C100 یک رزین کاتیونی اسیدی قوی، ساخته شده از ژل پلی استایرن با درجه صنعتی درجه یک است. این رزین به فرم سدیمی عرضه می شود و این موضوع آن را برای حذف سختی از آب ایده آل می کند. رزین C100 به گونه ای طراحی شده است که به طور موثر سختی کل آب را حذف می کند و عملکرد مطلوب را در فرآیندهای مختلف صنعتی تضمین می کند.
دمینرالیزاسیون و سختی گیری از آب، جزو مهمترین فرایندهای کاربردی در صنعت هستند و رزین پرولایت مدل C100 از محصولات ممتازی است که برای این منظور استفاده می شود. شرکت Purolite، تولید کننده پیشرو رزین های تبادل یونی، بر ارائه محصولات با کیفیت بالا، خدمات قابل اعتماد و راه حل های نوآورانه در فناوری رزین تمرکز دارد.
انواع و دسته بندی های رزین پرولایت C100
رزین پرولایت C100، یک نوع رزین کاتیونی قوی است که برای حذف یونهای مثبت موجود در آب به کار می‌رود. به طور کلی رزینهای کاتیونی به دو دسته ی رزینهای کاتیونی قوی (SAC) و رزینهای کاتیونی ضعیف (WAC) تقسیم بندی می شوند. رزینهای کاتیونی قوی در هر دو فرم اسیدی (R-SO3H) و نمکی (R-SO3Na) در بازه pH از ۰ تا ۱۴ به صورت کامل یونیزه می‌شوند. از طرفی، رزینهای کاتیونی ضعیف معمولاً دارای گروه کربوکسیلیک اسید (COOH-) هستند و به صورت اسید ضعیف رفتار می‌کنند. این نوع رزین‌ها به عنوان جایگزین یون هیدروژن برای کاربردهای خاص و حذف قلیاییت استفاده می‌شوند و ممکن است باعث اسیدی شدن آب شوند.
رزین پرولایت C100 انواع مختلفی دارد که معروف ترین آن‌ها شامل رزین پرولایت C100 و رزین پرولایت C100H می شود:
رزین پرولایت C100: این نوع رزین پرولایت به صورت یون سدیم (+Na) عرضه میشود و به عنوان سختی گیر صنعتی و برای حذف سختی آب در صنایعی مانند تصفیه آب و پساب استفاده میشود. به دلیل تبادل یون سدیم با عوامل سختی آب، این نوع رزین کاتیونی سدیمی نیز شناخته میشود. احیا این رزین با استفاده از محلول آب نمک NaCl صورت میگیرد.
رزین پرولایت C100H: این نوع رزین پرولایت به صورت یون هیدروژنی (+H) عرضه میشود و از گریدهای ویژه‌ای تشکیل شده است. این نوع رزین در صنایع مختلفی از جمله تصفیه آب صنعتی استفاده میشود و باعث بهبود عملکرد فرآیند میشود. پس از یک مدت استفاده، رزین پرولایت C100H می‌تواند با استفاده از اسیدهایی مانند هیدروکلریک اسید (HCl) یا سولفوریک اسید (H2SO4) احیا شود.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی رزین پرولایت C100
ساختار پلیمری: رزین پورولایت C100 از پلی استایرن ژل متصل شده با دی وینیل بنزن ساخته شده است که پایداری فیزیکی و شیمیایی عالی را ارائه می دهد.
شکل ظاهری: رزین به شکل دانه های کروی می باشد که این موضوع باعث عملکرد جنبشی مناسب تر آن می شود.
گروه عاملکردی: رزین پورولایت C100 حاوی گروه های عاملی اسید سولفونیک است که باعث نرم شدن کارآمد آب می شود.
فرم یونی: رزین C100 به شکل سدیم (Na+) عرضه می شود که امکان تبادل موثر یونی را فراهم می کند.
ظرفیت کل: این رزین دارای حداقل ظرفیت کل 2.0 eq/L (43.7 Kg/ft³) به شکل سدیم است.
حفظ رطوبت: در فرم سدیم، رزین تقریباً 44-48 درصد رطوبت را حفظ می کند.
محدوده اندازه ذرات: دانه های رزین پورولایت C100 دارای محدوده اندازه ذرات 300-1200 میکرومتر بوده و مقدار ذرات کوچک تر از 300 پیکومتر حداکثر یک درصد می باشد. این موضوع عملکرد مطلوب را تضمین می کند.
ضریب یکنواختی: این رزین دارای حداکثر ضریب یکنواختی 1.7 است که نشان دهنده توزیع اندازه ذرات ثابت است.
تورم برگشت پذیر: رزین پورولایت C100 تورم برگشت پذیر تا 9% را هنگام انتقال از سدیم (Na+) به شکل هیدروژن (H+) نشان می دهد.
وزن مخصوص: رزین دارای وزن مخصوص 1.29 است که به عملکرد کارآمد آن کمک می کند.
محدودیت دما: رزین می تواند تا دمای 120 درجه سانتی گراد (248.0 درجه فارنهایت) را تحمل کند.
کاربردهای رزین پرولایت C100
رزین Purolite C100 را می توان با عملکرد بسیار مناسبش در سختی گیری از آب و دمینرالیزاسیون شناخت. در ادامه جزئیات بیشتری در این خصوص ارائه می دهیم:
سختی گیری از آب
رزین Purolite C100 به طور گسترده برای نرم کردن آب صنعتی استفاده می شود زیرا به طور موثر یون های ایجاد کننده سختی مانند کلسیم و منیزیم را حذف می کند. رزین با مبادله یونهای سدیم با یونهای عامل ایجاد سختی، آبی نرم تولید کرده و از پوسته پوسته شدن تجهیزلت جلوگیری می کند. این موضوع بهبود کارایی فرآیندهای صنعتی را نتیجه می دهد و باعث کاهش هزینه های عملیاتی به دلیل خسارت به تجهیزات می شود.
دمینرالیزاسیون یا حذف مواد صنعتی
هنگامی که رزین Purolite C100H با اسیدها احیا می شود، قادر است به طور موثری مواد معدنی و ناخالصی ها را از آب صنعتی حذف کند. این فرآیند که به نام حذف یونهای معدنی (demineralization) صنعتی شناخته میشود، تولید آب با خلوص بالا را تضمین می‌کند که برای کاربردهای مختلف صنعتی از جمله تولید دارو و تولید الکترونیک مناسب است.
مزایای استفاده از رزین پرولایت C100
ویژگی‌های رزین Purolite C100 باعث شده است که این رزین در نرم‌کردن آب و کاربردهای حذف مواد معدنی از آب، به عنوان یکی از متداول ترین نوع رزین ها شناخته شود. کمک می‌کند. در ادامه مزایای کلیدی استفاده از رزین Purolite C100 را بررسی می کنیم:
احیای موثر و کارآمد
رزین Purolite C100 را می توان به راحتی با استفاده از کلرید سدیم یا پتاسیم یا موادی مانند اسید سولفوریک احیا کرد و از اثربخشی طولانی مدت آن اطمینان حاصل کرد و در نتیجه، زمان توقف عملیات را کاهش داد.
عملکرد سینتیکی (جنبشی) مناسب
ساختار مهره‌ای کروی رزین Purolite C100 عملکرد جنبشی عالی را امکان‌پذیر می‌کند و فرآیندهای تبادل یونی سریع و کارآمد را ممکن می‌سازد.
ظرفیت تبادل یون مناسب در حذف سختی آب
این رزین برای حذف سختی از آب انتخاب مناسب و با صرفه ای است. قیمت مناسب این رزین، آن را به یک رزین پر مصرف تبدیل نموده است.
شرکت مهندسی فران، تأمین کننده رزین های مبادله یونی صنعتی برندهای DuPont, Lewatit Purolite می باشد.
احیا رزین پرولایت C100
احیا یک فرآیند ضروری برای بازیابی ظرفیت رزین های تبادل یونی است. رزین های پرولایت C100 و C100H را می توان با استفاده از آب نمک و یا اسیدهای مختلف مانند اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک احیا یا بازیابی کرد. رزین پرولایت C100 توسط محلول آب نمک NaCl احیا میشود و در رزین پرولایت C100H احیا توسط اسید صورت می گیرد.
در این قسمت بر روی احیای هم جریان رزین C100 به روش جریان هم سو تمرکز خواهیم کرد.
احیا رزین پرولایت C100 به روش جریان هم سو
احیا هم جریان یک فرآیند پنج مرحله ای است که معمولاً بسته به طراحی بین 1 تا 2 ساعت طول می کشد. مراحل در احیا هم جریان به شرح زیر است:
- شستشوی معکوس: این مرحله بستر رزین را آماده می کند و مواد جامد معلق فیلتر شده از منبع آب ورودی را حذف می کند.
- ته نشینی بستر: رزین اجازه دارد قبل از تزریق ماده احیا کننده، ته نشین شده و بستر ساکن را اصلاح کند.
- تزریق احیا کننده: احیا کننده با سرعت جریان و غلظت خاصی به بستر رزین تزریق می شود تا از تماس خوب بین محلول اسید و رزین اطمینان حاصل شود.
- شستشوی آهسته: یک شستشوی آهسته انجام می شود تا ماده احیا کننده مصرف شده و از رزین حذف شود.
- شستشوی نهایی: بستر رزین با سرعت جریان سرویس شستشو داده می شود تا برای عملیات سرویس بعدی آماده شود.
ویژگی های هیدرولیکی رزین پرولایت C100
برای درک ویژگی های هیدرولیکی رزین Purolite C100، باید دو پارامتر افت فشار و انبساط بک واش را در نظر بگیریم. می خواهیم این عوامل را با جزئیات بررسی کنیم:
افت فشار در سراسر بستر رزین
افت فشار در بستر رزین Purolite C100 به عوامل مختلفی از جمله توزیع اندازه ذرات، عمق بستر و حجم فضای خالی رزین بستگی دارد. علاوه بر این، سرعت جریان و ویسکوزیته آب ورودی نیز بر افت فشار تأثیر می گذارد. در نظر گرفتن کیفیت آب ورودی، الزامات کاربرد و طراحی کارخانه هنگام تعیین نرخ جریان مناسب، مهم است.
بک واش یا شستشوی معکوس بستر رزین
در طول شستشوی معکوس جریان بالا، افزایش حجم بستر رزین به اندازه 50-70٪ برای مدت 10-15 دقیقه ضروری است. این فرآیند به حذف ذرات معلق، پاکسازی بستر از حباب ها و فضاهای خالی و طبقه بندی مجدد ذرات رزین کمک می کند و مقاومت در برابر جریان را به حداقل می رساند. در طول راه اندازی اولیه، برای اطمینان از طبقه بندی مناسب، مدت زمان تقریباً 30 دقیقه برای انجام عملیات شست و شوی معکوس توصیه می شود. تنظیم انبساط بستر بر اساس سرعت جریان و دمای سیال ورودی برای جلوگیری از اتلاف رزین بسیار مهم است.
نتیجه گیری
رزینهای تبادل یون آنیونی و کاتیونی، ضعیف و قوی، هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. انتخاب رزین مناسب براساس نیازهای واقعی مورد استفاده، شرایط آبی و یونهای مورد جذب امری بسیار مهم است. با درک تفاوت‌ها و ویژگی‌های هر دسته از رزین‌ها، می‌توان بهبود کیفیت آب را بهبود بخشید و بهره‌وری فرآیندهای تصفیه آب را افزایش داد.
همانطور که گفته شد، رزین Purolite C100 یک رزین تبادل کاتیونی اسیدی قوی می باشد که راه حل قابل اعتماد و کارآمدی برای حذف سختی از آب صنعتی و حذف مواد معدنی از آب است. رزین Purolite C100 با ظرفیت عملیاتی بالا، عملکرد جنبشی و سینتیکی خوب و همچنین پایداری فیزیکی و شیمیایی عالی، باعث بروز عملکرد بهینه و طولانی مدتی شده و اطمینان طراحان فرایند را به خوبی جذب می کند. طراحان در صنایع مختلف با درک و شناخت ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی، هیدرولیکی و عملکرد مناسب این رزین، می‌توانند بیشترین استفاده را از رزین پورولایت C100 در فرآیندهای تصفیه آب ببرند.
برای برای کسب اطلاعات بیشتر و مطالعه دیتاشیت این رزین بر روی لینک مقابل کلیک کنید. C100 Purolite FARAN Company
شرکت مهندسی فران طراح و سازنده ستون های تبادل یونی و تأمین کننده انواع رزینهای مبادل یونی از تولید کنندگات معتبر جهانی می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان شرکت مهندس فران تماس بگیرید.