مقایسه کاربردی انواع رزین پرولایت

کاربرد انواع رزین پرولایت

انتخاب رزین تبادل یونی مناسب نیاز به دانستن دو مطلب دارد اول آنالیز و خصوصیات آب یا محلولی که باید مورد تصفیه قرار گیرد و دوم دانستن خصوصیات و تفاوتهای رزین های تبادل یونی. در این مطلب ابتدا درباره خصوصیات کلی رزین ها در دسته بندی های عمومی مطالبی ارایه می گردد. سپس نکاتی که در انتخاب نوع رزین تبادل یونی با توجه به خصوصیات  آب باید مورد توجه قرار گیرد مطرح می گردد. در نهایت خصوصیات انواع مدلهای رزین پرولایت به عنوان پرمصرف ترین رزین تبادل یونی مورد بررسی قرار می گیرد.

 

دسته بندی رزین های تبادل یونی و خصوصیات آنها

 رزینهای آنیونی و کاتیونی به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند.

1- رزین کاتیونی اسیدی قوی SAC

2- رزین کاتیونی اسیدی ضعیف WAC

3- رزین آنیونی بازی قوی  SBA

4- رزین آنیونی بازی ضعیف WBA

 بر این اساس هر کدام از این دسته ها خصوصیاتی دارند که شامل موارد زیر است.

 

رزین های کاتیونی اسیدی قوی

این رزین ها رادیکال سولفونیک دارند. با کوپلیمریزاسیون استایرن و دی وینیل بنزن به شکل امولسیون ذرات کروی بدست می آیند. با سولفونه کردن این ذرات کروی، رزینهای سولفونیک تولید می شوند. رزین های کاتیونی اسیدی قوی به دو دسته کاربردی تقسیم می شوند. اول رزین های کاتیونی سدیمی که همان رزین سختی گیر هستند. دسته دوم رزین کاتیونی هیدروژنی هستند که قادر به حذف کلیه کاتیونهای آب هستند.

 

رزین های کاتیونی اسیدی ضعیف

این رزین ها از نوع پلی اکریلیک هستند که مشخصه آنها داشتن رادیکالهای کربوکسیلیک است. این رزین ها قابلیت احیای بالا و پایداری زیاد دارند. از رزین کاتیونی ضعیف به همراه رزین کاتیونی قوی برای افزایش  طول عمر رزین و کاهش مصرف مواد احیاکننده استفاده می گردد. 

 

رزین های آنیونی بازی قوی

این رزین ها عامل آمونیوم چهار ظرفیتی در ساختار خود دارند. ررزین های آنیونی قوی به دو نوع دسته بندی می شوند. رزین آنیونی قوی نوع I رادیکالهای آمونیوم چهار ظرفیتی و نوع II رادیکالهای آمونیم چهار ظرفیتی با عامل الکلی دارند. رزین آنیونی بازی قوی قادر به حذف کلیه آنیونها از آب است.

 

رزین های آنیونی بازی ضعیف

رزین های آنیونی ضعیف فقط می توانند بنیان اسیدهای قوی معدنی مانند اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک را حذف کنند. رزین های آنیونی ضعیف پایداری شیمیایی بیشتری نسبت به رزین های آنیونی قوی دارند. همچنین این رزین ها کارایی بهتری در زمان احیا دارند. یعنی نیاز به مقداربسیار کمتری از ماده احیا کننده دارند. از طرفی رزین های آنیونی ضعیف کاربرد خوبی در حذف ترکیبات آلی دارند. به نحوی که این رزین ها قادرند مواد آلی را که رزینهای آنیونی قوی را آلوده می کنند حذف کنند. بخاطر ویژگی های ذکر شده این رزین ها به عنوان محافظت کننده از رزین های آنیونی قوی استفاده می شوند. همچنین استفاده همزمان این دو رزین در یک سیستم باعث کاهش مصرف مواد احیا کننده خواهد شد.

 

مقایسه رزین های قوی و ضعیف

هرچند که رزین های تبادل یونی ضعیف قادر به تبادل همه یونها نیستند و فقط قادرند یونهای با شرایط خاصی را حذف کنند اما کاربرد زیادی در صنایع دارند و معمولا گرانتر از رزین های قوی هستند. دلیل این موضوع پایداری زیاد رزین های ضعیف و بازده احیای بالای رزین های ضعیف در مقایسه با رزین های قوی می باشد. بازده احیای رزین های قوی معمولا کمتر از 40 درصد است. اما بازده احیای رزین های ضعیف معمولا 100 درصد است. به علاوه مقدار ماده احیا کننده برای رزین های ضعیف بسیار کمتر است.

 

مقایسه رزین های آنیونی قوی نوع 1 و 2

الف- تفاوت ساختار : در هر دو نوع رزین آنیونی قوی نوع I و II گروه غیر متحرک مشتقات آمونیوم چهار ظرفیتی است. گروه یونی رزین آنیونی بازی قوی نوع I معمولا گروه یونی تری متیل آمونیوم است. در حالی که گروه یونی رزین آنیونی قوی نوع II یون بنزیل دی متیل اتانول آمین می باشد. در واقع در نوع 2 یکی از گروه های متیل جای خود را به اتانول داده است.

ب- تفاوت درجه بازی بودن : رزین های آنیونی قوی نوع I و II تفاوت اندکی از نظر درجه بازی بودن دارند. رزین نوع آنیونی قوی نوع 1 اندکی بیش از رزین آنیونی قوی نوع 2 بازی است. این باعث می شود نوع 1 تمایل بیشتری به یون هیدروکسیل داشته باشد.

ج- ظرفیت و پایداری رزین : ظرفیت رزین آنیونی قوی نوع 2 بیش از رزین آنیونی قوی نوع 1 است. اما پایداری رزین آنیونی قوی نوع 1 بیشتر است.

 

معیارهای انتخاب رزین

برای اینکه یک سیستم رزینی عملکرد بهینه و مطلوب داشته باشد باید پیش از انتخاب رزین تبادل یونی به موارد زیر توجه کرد:

• دمای عملیاتی بالا برای انتخاب رزین های بازی قوی خطرناک است. در دمای بالاتراز 40 درجه سانتیگراد تنها رزین های نوع I باید مورد استفاده قرار گیرند.
• در صورت خورنده بودن محلول مورد تصفیه از رزین های با پایداری شیمیایی بالا استفاده شود.
• در صورت وجود بسترهای عمیق، رزینهای زبر و درشت باید استفاده شوند تا افت فشار به کمترین مقدار برسد.
• در صورتی که ظرفیت بالایی مورد نیاز باشد رزین های آنیونی نوع II نسبت به نوع I ظرفیت بالاتری دارند.
• اگر سیکل های احیا طولانی هستند استفاده از رزین هایی که از پایداری مکانیکی بالا برخوردارند توصیه می شود. زیرا سیکل های طولانی احتمال شکل گیری رسوب را افزایش می دهد و باعث فشرده شدن زیاد بسترهای رزین روی هم می شود.
• در سیستم های رزینی با بستر مخلوط و لایه ای اندازه ذرات و چگالی رزین ها بایستی به گونه ای انتخاب شود که پس از شستشوی معکوس رزینها به خوبی از هم جدا شوند.
• استفاده از احیا کننده های با غلظت بالا باعث شوک اسمزی قوی خواهد شد.
• رعایت شرایط نگهداری رزین تبادل یونی باعث افزایش طول عمر آن خواهد شد.
   

راهنمای انتخاب نوع رزین پرولایت

برای انتخاب مدل رزین باید به مشخصات فنی رزین و کاربردهای آنها توجه کرد. رزین های تبادل یونی برای کاربردهای متنوع طراحی شده اند.  رزین های کاتیونی پرکاربرد مانند رزین سختی گیر، رزین کاتیونی هیدروژنی همچنین رزین های آنیونی از جمله رزین رنگبری شربت قند ، رزین حذف نیترات ، رزین حذف ارسنیک و… هر کدام برای کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می گیرند. در جدول زیر مقایسه کاربرد رزین پرولایت آمده است. برای دانستن شرح خصوصیات کامل هر رزین به صفحه رزین پرولایت مراجعه فرمایید. با انتخاب مدل رزین، شرح خصوصیات و کاربرد هر مدل به طور جداگانه قابل دسترسی است.

 

کاربرد رزین	مشخصات	نوع رزین	فرم یونی	مدل رزین پرولایت
– سختی زدایی آب Softening – حذف کاتیونها	رزین سختی گیر گرید صنعتی (Industrial grade)	رزین کاتیونی قوی	+Na	رزین پرولایت C100
– سختی زدایی آب Softening – حذف کاتیونها	رزین سختی گیر گرید آب نوشیدنی (Potable Water)	رزین کاتیونی قوی	+Na	رزین پرولایت C100E
– حذف کلیه کاتیونها – حذف فلزات	سیکل هیدروژنی قدرت عملکرد بالا	رزین کاتیونی قوی	+H	رزین پرولایت C100H
– حذف آنیونها – حذف اسیدهای قوی – حذف ترکیبات آلی	پایداری فیزیکی و شیمیایی مقاومت در برابر رسوبات آلی مقاومت در برابر شوک اسمزی	رزین آنیونی ضعیف	FB	رزین پرولایت A100
– حذف آنیونها – حذف ترکیبات آلی	پایداری فیزیکی و شیمیایی مقاومت در برابر رسوبات آلی مقاومت در برابر شوک اسمزی	رزین آنیونی ضعیف	FB	رزین پرولایت A100plus
– حذف کلیه آنیونها – حذف سیلیکا – حذف اسیدها – قلیاِئیت زدایی	قدرت عملکرد بالا قابلیت احیای خوب	رزین آنیونی قوی نوع II	-Cl	رزین پرولایت A200
– حذف کلیه آنیونها – قلیاییت زدایی	قدرت عملکرد بالا پایداری فیزیکی خوب گرید صنعتی (Industrial grade)	رزین آنیونی قوی نوع II	-Cl	رزین پرولایت A300
– حذف کلیه آنیونها – قلیاییت زدایی – حذف آرسنیک – حذف نیتراتها – حذف سولفاتها – حذف اورانیوم	قدرت عملکرد بالا پایداری فیزیکی خوب گرید آب نوشیدنی (Potable Water)	رزین آنیونی قوی نوع II	-Cl	رزین پرولایت A300E
– حذف کلیه آنیونها – حذف سیلیکا	قدرت عملکرد بالا قابلیت احیای خوب	رزین آنیونی قوی نوع I	-Cl	رزین پرولایت A400
– حذف کلیه آنیونها – حذف سیلیکا	قدرت عملکرد بالا پایداری فیزیکی بسیار بالا احیا شوندگی خوب	رزین آنیونی قوی نوع I	-OH	رزین پرولایت A400OH
– حذف سیلیکا – حذف ترکیبات آلی	قدرت عملکرد بالا احیا شوندگی خوب	رزین آنیونی قوی نوع I	-Cl	رزین پرولایت A500
– حذف ترکیبات آلی – رنگبری – رنگبری شربت قند	قدرت عملکرد بالا پایداری حرارتی بالا مقاومت در برابر شوک اسمزی	رزین آنیونی قوی نوع I	-Cl	رزین پرولایت A500ps
– حذف نیترات	قدرت عملکرد بالا	رزین آنیونی قوی نوع I	-Cl	رزین پرولایت A520E
– حذف کلیه آنیونها – حذف سیلیکا	قابلیت احیای خوب	رزین آنیونی قوی نوع I	-Cl	رزین پرولایت A600
– حذف کلیه آنیونها – حذف سیلیکا	قدرت عملکرد بالا پایداری فیزیکی خوب احیا شوندگی خوب	رزین آنیونی قوی نوع I	-OH	رزین پرولایت A600OH
– یون زدایی کامل آب – تولید آب فوق خالص	مناسب برای کلیه مصارف	رزین میکس بد	-H+/OH	رزین پرولایت MB400