离子交换设备

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第811页（1130字）

(一)软化原理

离子交换法是采用一种高分子化合物形成的树脂小球状颗粒，对水实现软化的。这种树脂有一种特性，即树脂中的一种离子在遇水时，能与水中的另一种离子相交换，并暂时占有这水中的离子，从而除去水中的这种离子而达到水的软化目的。

例如树脂上带酸根的叫做阳离子交换树脂，它可以固着溶液中的阳离子，即水中的Ca²⁺及Mg²⁺等离子，从而使水软化。而树脂上带有碱基的叫阴离子交换树脂，它可以固着溶液中的阴离子，即水中的HCO₃^－、Cl^－及等阴离子，从而除去水中的盐分。

在饮料生产中若单纯软化，可以只设一柱，即阳离子交换柱。又软化又除盐，可设二柱，即阳、阴离子交换树脂各一柱。亦可再设一混合柱，而形成三柱或四柱等各种软化水处理设备。现在销售的离子交换设备，有一柱、二柱、三柱、四柱等各种规格及型号，可根据需要选取。

在使用离子交换法时，一定要注意树脂的再生。即当处理一定量的水后，树脂的交换能力必定下降，以至失效或称老化。这时要先用水进行反洗以松动树脂结块，继而对阳离子交换树脂用5%～7%的HCl溶液、对阴离子交换树脂用5%～8%的NaOH溶液进行反洗，从而除去已与树脂结合的钙、镁等阳离子和硫酸根等阴离子，使树脂得以再生，并可继续使用。

树脂再生有顺流与逆流两种方法，根据所购置设备的流程而定。

(二)离子交换器构造

图4－12－4为一种离子交换器的构造形式。壳体可以是圆筒形钢罐或有机玻璃圆筒，上、下部有配水管系，中间装填1～2m高的阳性或阴性离子交换树脂。为了在反清洗时树脂层有足够的膨胀高度，从树脂表面至上部配水系统的高度，应留有树脂层高度的40%～80%。

图4－12－4 离子交换器结构

(三)主要技术参数

目前市售的离子交换设备型式多样，无统一标准。表4－12－5列出了离子交换设备的主要技术参数。

表4－12－5 离子交换器主要技术参数

注：北京有机玻璃制品厂制造。