رزین آنیونی A400

رزین پرولایت Purolite مدل A400

رزین آنیونی پرولایت مدل A400 ، یک رزین آنیونی تبادل یونی قوی نوع یک (نوع I) که به طور نرمال دارای فرم کلر (Cl) است می باشد، که از ژل شفاف پلی استایرن – دانه های کروی ژله ای با رنگ بسیار روشن تشکیل شده است. دارای گرید صنعتی است رزین آنیونی A400 پرولایت ظرفیت عملکرد بالا و قابلیت کاهش سطح سیلیکا – سیلیس موجود در آب سخت به میزان حداقل را دارد. ساختار ژلی شفاف این رزین آنیونی قوی باعث شده است که این نوع رزین دارای مشخصات و عملکرد عالی بوده و هم چنین بازدهی بسیار بالایی بعد از احیا داشته باشد.
رزین پرولایت A400 در سیستم های حذف مواد معدنی غیر ارگانیک (جهت کاهش سختی آب یا نمک زدایی) با بسترهای ترکیبی (mixed bed) یا لایه ای (Layered bed) از رزین، که به آنها سیستم های سختی گیر رزینی نیز گفته می شود، عملکرد خوبی دارد.
رزین آنیونی A400 پرولایت به عنوان یک رزین نوع ژلی، پایداری فیزیکی بسیار خوبی دارد که باعث افزایش طول عمر این رزین بدون افزایش افت فشار می شود. جهت احیای رزین پرولایت A400 از سود سوز آور استفاده می شود البته لازم به ذکر است که رزین A400، نسبت به رزین های قدیمی نوع I (مدل A600) که ساختار آمونیومی بر پایه پلی استایرن داشتند، به سود سوزآور کمتری برای احیا نیاز دارد.
رزین آنیونی A400، به عنوان یک رزین آنیونی معمولی دارای ثبات فیزیکی استثنایی است که این باعث می شود این رزین بدون افت فشار بیش از حد، طول عمر زیادی داشته باشد. همچنین این رزین، سرعت (سینتیک) بالایی در فرایند تبادل یونی دارد که باعث می شود غلظت های بسیار کم آنیون های قوی و ضعیف موجود در جریان عملا به خوبی حذف شوند. رزین پرولایت A400 نوع I نسبتا مقاومت حرارتی بیشتری نسبت به سایر رزین های آنیونی دارد، به همین دلیل به طور گسترده در واحد هایی که آب گرم وارد رزین می شود و یا در مناطقی که آب و هوای گرم دارند، استفاده می شوند.
رزین آنیونی A400 دارای گواهینامه های IFANCA Halal و LPPOM MUI Halal می باشد.

مکانیسم حذف آنیون های آب توسط رزین پرولایت A400

رزین آنیونی A400 با فرم کلر (Cl) بر سطح خود یون های کلر دارد و هنگامی که این رزین در مجاورت آبی که آنیون های مختلف دارد، قرار می گیرد؛ عمل تبادل یونی انجام می شود و آنیون ها مطابق معادله زیر با یون کلر تعویض می شوند.

شکل ظاهری رزین پرولایت آنیونی A400

رزین پرولایت A400 که یک رزین با گرید استاندارد است، از دانه های کروی شکل، شفاف طلایی رنگ تشکیل شده که اندازه آنها در حدود 300 تا 1200 میکرومتر است و حداکثر 1% این دانه ها قطری کمتر از 300 میکرون دارند.

کاربرد های رزین آنیونی پرولایت A400

از موارد استفاده از رزین آنیونی پرولایت A400 می توان به حذف سختی آب، نمک زدایی، آماده سازی آب خالص و آب مقطر، استخراج و تصفیه اسید آمینه و آنتی بیوتیک ها، تصفیه و حذف یون های فلزات سنگین و… اشاره کرد.
کاربردهای اصلی رزین آنیونی پرولایت مدل A400 شامل دو مورد زیر می باشد:
حذف مواد معدنی غیر ارگانیک در کاربردهای صنعتی برای سختی گیرهای رزینی
نمک زدایی (Demineralization) از آب های صنعتی
حذف سیلیکا (سیلیس) از آب

عوامل موثر بر کارایی رزین پرولایت A400

اگرچه که ظرفیت کل تبادل یونی رزین پرولایت A400 مقدار 1.3 اکی والان بر لیتر بستر رزین است اما در عمل ظرفیت تبادلی یونی رزین در حدود 0.5تا 0.9 اکی والان بر لیتر می باشد. ظرفیت عملکردی به عوامل زیر بستگی دارد:
-مقدار ماده احیا کننده استفاده شده
-نسبت یون های سولفات و کربنات نسبت به کل آنیون ها
-نسبت سیلیس به کل آنیون ها، هنگامی که دمای ماده احیا کننده NaOH کمتر از حدود 30 درجه سانتیگراد است.

تاثیرات وجود سیلیس در آب بر روی تاسیسات صنعتی

سیلیس دومین ماده معدنی است که بیش ترین میزان فراوانی را در ساختمان زمین دارد. سیلیس در ماسه، برخی از سنگ ها مانند گرانیت، ماسه سنگها، سنگ چخماق، زغال و هم چنین تعدادی از سنگ های معدنی و آلی یافت می شود. با توجه به فراوانی این ماده در پوسته زمین به طور معمول در تمام آب های طبیعی یافت می شود که بیش تر به شکل SiO2 می باشد. سیلیکای موجود در آب، در محیط های اسیدی تقریبا غیر محلول می باشد، اما در PH قلیایی به مقدار کمی حل می شود.
حذف سیلیکا از آب های مورد استفاده در کاربردهای صنعتی، معمولا در دیگ های بخار مطرح می شود. اثرات سیلیکا بر روی لوله ها، توربین های بخار و سایر تاسیسات به وضوح مشخص می باشد. به خصوص در کاربردهایی که برای صرفه جویی در هزینه ها، فشار بخار را بالا می برند، مضرات و اثرات بد سیلیس بیش تر مشخص و نمایان می گردد.
وجود سیلیس در آب دیگ های بخار مشکلات زیادی را به وجود می آورد. رسوب حاصل از سیلیکا بسیار سخت و چسبنده می باشد و حذف رسوبات آن از روی تاسیسات و لوله ها مشکل است. علاوه بر این رسوبات سیلیکا در تاسیسات و دیگ های بخار باعث افت شدید انتقال حرارت و در نتیجه افزایش مصرف انرژی می شود.
برای حذف سیلیس از آب، روش های مختلفی وجود دارد، که یکی از موثرترین آنها استفاده از رزین های تبادل یونی می باشد. برای حذف سیلیس با استفاده از رزین های تبادل یونی، می توان ابتدا کاتیون های موجود در آب را با استفاده از یک رزین کاتیونی حذف کرد و بعد از آن با استفاده از یک نمونه رزین قوی آنیونی مانند رزین آنیونی A400 پرولایت، سیلیس را به صورت سیلیکا از آب حذف کرد.

مزایای رزین آنیونی پرولایت مدل A400

از مزایای رزین آنیونی Purolite مدل A400 میتوان موارد ذیل را نامبرد:
-ظرفیت عملکرد بالا برای حذف سختی آب
– کارایی سینتیک (جنبشی) خوب و ظرفیت تبادل بالا
– پایداری فیزیکی، شیمیایی و گرمایی بالا
– دارای قابلیت احیا و بازسازی موثر
– طول عمر بالا
– دارای استانداردها و گواهینامه های جهانی

پایداری شیمیایی و حرارتی رزین پرولایت A400

رزین پرولایت A400 در برابر اسیدهای ضعیف یا نسبتا قوی، بازها و در تمامی حلال ها مقاوم است. اگرچه قرار گرفتن رزین در معرض مقادیر قابل توجه کلر آزاد، یون های هیپوکلریت و یا سایر اکسیدکننده های قوی برای مدت طولانی، باعث تخریب آن و شکستن پیوندهای اتصال متقابلش می شود که این خود می تواند باعث کاهش ظرفیت تبادل یونی یا افزایش حفظ رطوبت رزین و کاهش مقاومت فیزیکی آن گردد. در نتیجه باید از قرارگرفتن در برابر کلر آزاد یا سایر اکسید کننده ها جلوگیری کرد. رزین پرولایت A400 تا دمای 100 درجه سانتی گراد می تواند پایداری حرارتی خود را حفظ کند.

گرفتگی یا اشباع شدن رزین A400 پرولایت

افت فشار در ستون محتوی رزین سختی گیر پس از مدتی استفاده از رزین به دلیل اشباع بستر رزینی با املاح، ذرات و رسوبات جذب شده یک امر عادی به حساب می آید. برای رفع این مشکل از احیای رزین با مواد شیمیایی مناسب استفاده می شود. اما در هر صورت به دلیل پایداری فیزیکی بالایی که رزین آنیونی A400 پرولایت دارد، نسبت به سایر رزین های موجود در بازار در مدت زمان طول عمر مفید خود، از افت فشار در مخزن محتوی رزین جلوگیری می کند.

احیای رزین آنیونی A400 پرولایت

پس از مدتی استفاده از رزین، به دلیل جذب املاح، رسوبات و ذرات موجود در آب، بستر رزین داخل محفظه با این مواد اشباع شده و دیگر کارایی نخواهد داشت، در نتیجه افت فشار در داخل مخزن دستگاه سختی گیر به وجود می آید که برای رفع آن نیاز به شستشو و احیای رزین می باشد بعلاوه رزین ها باید احیا شوند تا بتوانند در طولانی مدت کارایی خود را حفظ کنند.
احیای رزین آنیونی قوی (SBA) مانند رزین A400 پرولایت تنها با استفاده از مواد شیمیایی دارای پایه قوی امکان پذیر می باشد. سود سوزآور (NaOH) تقریبا همیشه به عنوان یک احیا کننده قوی آنیونی برای احیا و بازسازی رزین های آنیونی مورد استفاده قرار می گیرد.
رزین پرولایت A400 با فرم کلر (Cl) باید با سدیم هیدروکسید (NaOH) دارای گرید خوب احیا شود برای این کار باید از سدیم هیدروکسید با غلظت 3 تا 6 درصد با نرخ 2 تا 4 مترمکعب بر ساعت بر مترمکعب رزین به مدت 30 الی 60 دقیقه استفاده کرد.
علاوه بر سدیم هیدروکسید (سود سوزآور) از پتاس (KOH) نیز می توان برای احیای رزین آنیونی A400 استفاده کرد؛ اما پتاس قیمت بالاتری دارد.
هنگامی که نسبت سیلیس به کل آنیون های موجود در آب ورودی به رزین زیاد باشد ، برای مثال هنگامی که یک واحد آنیونی قوی بعد از یک واحد آنیونی ضعیف قرار گرفته، استفاده از سود سوزآور نشت سیلیس را کاهش می دهد و از تشکیل سیلیس بر سطح رزین جلوگیری می کند. برای رسیدن به راندمان حداکثری، بستر رزین باید قبل از احیا گرم شود. این نکته زمانی اهمیت بیشتری پیدا می کند که تفاوت دمایی بین ماده احیا کننده و آب ورودی زیاد است.

مراحل احیای رزین تبادل یونی

روش های احیای رزین های تصفیه آب (رزین تبادل یونی)
جهت احیای رزین تبادل یونی با استفاده از مواد شیمیایی مناسب، مراحل کلی زیر باید به ترتیب انجام شود:
1- بک واش: (Bakwash) آب از بالای مخزن بر روی بستر رزین داخل آن ریخته می شود. با عبور جریان آب از میان بستر رزین، جامدات معلق باقی مانده در بستر حذف شده و دانه های رزین مجدداً بر سطح مخزن توزیع می گردند. افزایش حجم بستر رزین با عبور آب باعث می شود که هر گونه ذرات ریز و رسوبات از بستر رزین حذف گردند.
2- تزریق احیا کننده (Regenerant injection) : در این مرحله محلول احیا کننده برای زمان تماس کافی با رزین، با نرخ جریان پایین به ستون تبادل یونی تزریق می شود. برای رزین های میکس بد، فرایند احیا پیچیده تر می باشد و به این صورت انجام می شود که ابتدا رزین ها از هم جدا می گردند، سپس به این منظور از یک ماده احیا کننده سوزآور یا نوعی احیا کننده اسیدی استفاده می شود.
3- جایگزینی احیا کننده (Regenerant displacement) : احیا کننده به صورت تدریجی با استفاده از جریان آب (جهت رقیق کردن)، با همان سرعت جریان محلول احیا کننده به بیرون مخزن هدایت می شود. برای واحدهای رزین میکس بد، بعد از استفاده از محلول احیا کننده، جایگزینی مواد آلاینده در بستر رزین با ماده احیا کننده اتفاق می افتد و رزین ها با هوا و نیتروژن فشرده شده ترکیب می گردند. نرخ جریان این مرحله که به آن مرحله “شستشوی آهسته” می گویند، برای اجتناب از وارد آمدن آسیب به دانه های رزین باید با دقت مدیریت شود.
4- شستشو: (Rinse)در نهایت، رزین با نرخ جریانی مشابه نرخ جریان چرخه سرویس، با آب شسته می شود. چرخه شستشو باید تا زمانی که آب به سطح کیفیت مورد نظر و مطلوب برسد، ادامه پیدا کند.

عمر مفید رزین پرولایت A400

طول عمر رزین آنیونی A400، در صورت احیای به موقع و نگهداری درست در حدود 5-6 سال است. در صورتی که رزین از کیفیت مناسبی برخوردار باشد و از آب شهری تغذیه کند، این مدت می تواند افزایش پیدا کند.