离子交换树脂的储存、运输和预处理方法

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2021-06-06   环球过滤分离技术网  mems6

离子交换树脂的储存、运输和预处理方法
很多条件会影响离子交换树脂的效力。本信息手册回顾了树脂的基本特性，并提出了在运输和储存过程中保持树脂质量的建议。同时也列举了基础预处理和灭菌的建议。
储存、运输、预处理
在这个基本信息指南中，您可以找到对离子交换树脂的储存、运输和预处理的建议。

Purolite成立于1981年，是一家领先的离子交换、催化剂、吸附剂和特种树脂制造商。
Purolite的全球总部设在美国，是唯一一家将100%的资源用于树脂技术开发和生产的公司。
为满足客户的需求，Purolite建立了行业内最大的技术销售队伍、最广泛的产品品种和五个战略定位的研发集团。我们经过ISO9001认证的美国、罗马尼亚和中国的生产工厂结合30个国家设有40多个销售办事处，确保了产品在全球范围内的全面覆盖。

树脂的基本信息
•  尽管大部分的树脂是以完全膨胀的湿球体供应的，一些特殊的树脂是以全干或者半干的条件供应的，而且在遇水后会膨胀。为了适应在遇水后体积的增加，容器中应留有足够的空间。
•   离子交换树脂以特定的离子形式供货，可通过再生或在运行时化为不同的离子形式。
•    根据树脂的转化率，树脂可以膨胀、保持不变或收缩。一些树脂，如丙烯酸强碱树脂，在最初的几个操作周期内也会发生不可逆的膨胀。系统单元的设计必须适应可能发生的任何变化。
•    所有离子交换树脂在使用前都要经过预处理，尤其是用于食品加工和饮用水处理的树脂。
•    无论何种形式，只要遵循特定于树脂的运输和储存准则，Purolite离子交换树脂都可以成功储存很长一段时间，不会发生明显的变质。
保存期限
影响离子交换树脂保存期限的因素很多，包括储存条件、预处理和预期的应用。为了最大限度地延长保存期限，必须保护树脂免受极端温度和阳光直射。应用有盖的车辆和容器运输，树脂应储存在温度可控的室内仓库。表1提供了Purolite树脂家族的常规树脂和对应应用的预期保存期限的指南（按月计）。




表1中的指南是假设产品以规定的方式运输、储存和引入的。
即使在超期储存后的产品，Purolite的产品仍可以应用于许多应用。
然而，如果用户不确定确切的运输或储存条件，或已超过预期保存期限50%，第一次使用树脂时应采取额外的预防措施——特别是在关键或受管控的应用。在这些情况下，我们建议在使用树脂前进行额外的预处理。
包装、储存和运输的要求
包装
Purolite的树脂包装需要确保内容物免受污染和损失或是水分流失。如果包装破损或敞开，树脂暴露在空气中，树脂会因物理、化学或生物污染而变质。例如，氢氧型的阴离子树脂与空气中的二氧化碳接触后会变成碳酸。无论何种树脂，一旦打开包装，应尽快使用，未使用的树脂应重新密封在合适的干净容器中。如果袋子、桶、桶等损坏，应尽一切努力修复损坏，以确保树脂不暴露在大气中。

随着时间的推移，特别是在高温下，树脂可能会变干。如果不小心进行润湿，树脂就会破裂。为了减少损坏，建议采用以下步骤对树脂进行再润湿。
慢慢加入浓盐水溶液，放置至少1小时以达到平衡。通过连续处理将盐水浓度降低5%，实现盐水的置换。每次连续置换的时间为30分钟。最后5%的盐水溶液被置换并用水冲洗干净。在树脂非常干燥的情况下，建议在实验室通过调整盐水的起始浓度、温度、添加速度和接触时间来优化工艺。
注意，氢型的阳离子树脂会在盐水通过床层后产生盐酸。氢氧型的阴离子树脂会相应的产生氢氧化钠。在任何情况下，阳离子树脂将转化为钠型，阴离子树脂将转化为氯型，并需要多次再生才能恢复到再生的形式。
存储
Purolite建议将树脂储存在室内，保持低于40°C(104°F)的温度，并确保紫外线(促进氧化，藻类和细菌的生长)不会接触密封的包装。此外，不要将树脂储存在散热器、加热设备或温暖的锅炉房附近。
虽然Purolite树脂可以承受-40°C(-40°F)的低温，但建议将树脂储存在0°C(32°F)以上，因为连续的解冻和冷冻可能会损坏产品和/或包装。如果树脂因为任何原因冻结，应该让它自然解冻。不要试图机械地释放冷冻树脂，因为这会损坏产品。如果树脂是在零下温度下处理的，树脂可能需要与饱和盐水进行调节，以防止冻结。
此外，避免在仓库中重复堆放满托盘。如果这是不可避免的，由于空间限制，在每托盘中间放入一个托盘，以防止产品损坏。
运输如前所述，应采取预防措施，以避免树脂运输过程中的极端温度。如果产品在运输过程中冻结，应逐步解冻，不得有任何物理干扰。应尽量避免从出厂包装袋中移动冰冻状态的树脂。

设备停机时对树脂储存的要求为防止离子交换设备长时间关闭时出现脱水、冻结、细菌、藻类、霉菌生长、化学稳定性、沉淀、腐蚀等问题，应采取简单的预防措施。脱水对于短期储存在运行的罐体内，应加水以防止脱水。如果系统需要排水，应立即密封容器，防止树脂脱水。冰冻为了降低冷冻的机会，容器内应该充满稀盐水或乙二醇混合物。细菌、藻类和霉菌的生长由于树脂长期储存在罐体中，藻类、细菌等微生物可在条件适宜的离子交换装置中增殖。如果允许这种生长不受阻碍地继续下去，就会发生不可逆的树脂污垢和树脂床堵塞。为了确保工厂保持良好的工作秩序，在关闭前采取以下预防措施：

•  对树脂床进行长时间的反冲洗，以去除在使用过程中收集的悬浮物。

再生树脂床，以确保树脂在长期保存前处于“清洁状态”。

•  使用10%的NaCl溶液直到出水pH至中性。

关闭所有阀门，并在关闭期间将树脂床浸泡在氯化钠溶液中。

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使用2到3床体积量(BV)的盐碱水（10%的NaCl + 2%NaOH），在用2BV（10%NaCl）的中性碱水置换罐体中的盐碱水之前，让最后1床体积的盐碱水在罐体中停留数小时，并在关闭期间将树脂床浸泡在氯化钠溶液中。

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在停机结束后，用水冲洗树脂，必要的时候用过氧乙酸消毒。

注:如果软化系统经常关闭或不经常使用，应考虑使用Purolite C100EAg来控制生物污染，因为它具有生物静态稳定特性。

化学稳定性强酸阳离子树脂和弱酸阳离子树脂在离子交换能力上是稳定的。然而，短时间后，强酸树脂会因为微量的浸出物扩散而产生色素物质。色素物质在氢型的状态下扩散的更明显。因此，除了分层反洗（如适用），树脂应在使用前进行再生和冲洗。该工艺也适用于钠型树脂。当处理过的水用于人类消费，用于食品工业，或当树脂用于直接食品加工时，预处理应按照当地、国家或其他监管机构的规定下使用。强碱型阴离子树脂在氯型和硫酸型条件下十分稳定。氢氧型和少量的碳酸型或碳酸氢型（甚至在室温条件下）会缓慢降解使得强碱基变成弱碱基—再加上总容量的一小部分(几乎是微不足道的)损失。在较高的温度下，降解过程加速，总容量的损失在接近或高于建议的最大工作温度时变得更显著。在关闭或储存之前，将树脂转换成盐的形式是十分重要的，通常是氯的形式。这也可以避免氢氧型阴树脂储存时树脂胺味的产生。弱碱阴树脂非常稳定，而且可以以游离碱型或氯型储存。为了避免可能的细菌生长，氯型的树脂应浸泡在盐水中，如上所述，这可能是首选的存储使用过的树脂的方法。如果阳离子或阴离子树脂停留在强氧化剂如硝酸的存在下，就有爆炸的危险。这种风险在高温下更大。在储存硝酸盐形式的树脂前，征求专家意见。有关离子交换树脂或共聚物的安全处理的详细信息，请参阅相关的purolite材料安全数据表(请参阅网站www.purolite.com)。沉淀和腐蚀注意选用离子型的树脂和水源配制贮存溶液，避免在树脂床内产生沉淀。例如，在高碳酸氢盐或氢氧化物存在下，高硬度会导致沉淀。这可能会阻塞收集系统，污染树脂并导致沉积物，从而导致腐蚀。这些问题可能还应注意确保存储溶液不仅要与容器/内衬材料相兼容，而且要与容器部件的材料相兼容。例如，某些等级的不锈钢不能适应高氯化物水平。预处理的建议我们建议分层反冲洗(在适当的情况下)，以确保床层是完全分层，并确保床层压降是最低的。我们还建议再生和额外的冲洗，以便去除新树脂中微量的渗出物。请注意，当树脂第一次使用时，所需的离子型态通常与提供树脂的离子型态不同。为了将树脂转化为正确的型态，需要初始的两倍/三倍剂量的再生剂才能将树脂转化为高再生率的状态。灭菌在一些行业中，包括离子交换树脂厂在内的水处理系统的定期、常规消毒的最终用户需求正在增加。如果怀疑树脂床上有生物污染，也需要消毒。历史上曾使用过甲醛、次氯酸钠、过氧化氢等化学物质。然而，由于担心甲醛难以操作，而且这种强氧化剂会对离子交换树脂造成损害，因此不再推荐使用。虽然仍然使用次氯酸盐和过氧化氢溶液，但要注意浓度和接触时间，因为这些化学物质会破坏树脂，导致树脂基体去交联。对于阴离子树脂，次氯酸盐和过氧化氢溶液会与树脂的活性基团进行化学反应。许多公司首选的杀菌化学品是过氧乙酸。低浓度的过氧化氢仍然是广泛使用的，已被证明在阳离子和阴离子树脂上非常有效，而且不会对树脂床的性能产生不利影响。特别说明-食品行业的建议特殊食品级树脂用于饮用水和食品饮料工业。食品级树脂在制造过程中经过特殊的生产步骤和额外的后处理，以减少可能存在的渗出物，并满足特定的法规和客户要求。在初次安装时，Purolite建议进行额外的再生/冲洗，或者在某些情况下进行特殊处理，以确保树脂符合要求的规格并提供最佳性能。在投入使用前，最终用户应对水进行测试，以确保其满足应用程序的任何特定要求。虽然可能性极小，任何对味道等指标的担忧，在耗尽的型态和再生的型态之间的进一步循环通常会解决这个问题
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