離子交換系統(tǒng)是一種傳統(tǒng)的、工藝成熟的脫鹽處理設(shè)備，其原理是在一定條件下，依靠離子交換劑（樹脂）所具有的某種離子和預(yù)處理水中同電性的離子相互交換而達到軟化、除堿、除鹽等功能。

離子交換系統(tǒng)的基本原理：

采用離子交換方法，可以把水中陽、陰離子去除。以氯化鈉（NaCl）代表水中無機鹽類，水質(zhì)除鹽的基本反應(yīng)式：

1.陽離子交換柱：R-H+Na+=R–Na+H+2，.陰離子交換柱：R–OH+Cl-=R–Cl-+OH-

陽、陰離子交換柱串聯(lián)以后稱為復(fù)合床，其總的反應(yīng)式：

R-H+R-OH+NaCl=R-Na+R-Cl+H2O

由此得出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應(yīng)生成物為H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

混合離子交換柱（混床）：將陽、陰床尚未交換的剩余鹽類進一步除去，由于通過混合離子交換后進入水中的H+和OH-立即生成電離度很低（H2O），幾乎不存在陽床或陰床交換時產(chǎn)生的逆交換現(xiàn)象，使交換反應(yīng)進行得十分*，因而混合床的出水水質(zhì)優(yōu)于陽、陰離子交換柱串聯(lián)組成的復(fù)床所能達到的水質(zhì)，能制取純度相當高的成品水。

離子交換系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域：

1）水處理-

水處理領(lǐng)域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%，用于水中的各種陰陽離子的去除。離子交換樹脂的zui大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上，其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。

2）食品工業(yè)

離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如：高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后，再經(jīng)水解反應(yīng)，產(chǎn)生葡萄糖與果糖，而后經(jīng)離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量僅次于水處理。

3）制藥行業(yè)

制藥工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素的開發(fā)成功即是突出的例子。

4）合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)

在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹脂代替無機酸、堿，同樣可進行上述反應(yīng)，且優(yōu)點更多。如樹脂可反復(fù)使用，產(chǎn)品容易分離，反應(yīng)器不會被腐蝕，*，反應(yīng)容易控制等。

5）環(huán)境保護

離子交換樹脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護問題上。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì)，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等。

6）濕法冶金及其他

離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

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