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Resina de troca iônica: 30 perguntas que você pode querer fazer
Resina de troca iônica: 30 perguntas que você pode querer fazer
Resina de troca iônica é um tipo de polímero que pode trocar íons presentes em uma solução. Resinas de troca iônica são amplamente utilizadas em várias indústrias, como tratamento de água, alimentos e bebidas, química, farmacêutica e ambiental. Resinas de troca iônica podem remover impurezas, amaciar água, separar substâncias e purificar produtos.
Neste artigo, responderemos às 30 perguntas mais comuns sobre resina de troca iônica, abordando seus conceitos básicos, características, aplicações e critérios de seleção.
1. Noções básicas sobre resina de troca iônica
●O que é troca iônica?
A troca iônica é uma troca reversível de uma espécie de íon presente em um sólido insolúvel com outra de carga semelhante presente em uma solução ao redor do sólido.
A troca iônica é usada no amaciamento ou desmineralização de água, purificação de produtos químicos e separação de substâncias.
A troca iônica geralmente descreve um processo de purificação de soluções aquosas usando resina de troca iônica polimérica sólida. Mais precisamente, o termo abrange uma grande variedade de processos onde íons são trocados entre dois eletrólitos. Além de seu uso para purificar água potável, a técnica é amplamente aplicada para purificação e separação de uma variedade de produtos químicos industrialmente e medicinalmente importantes. Embora o termo geralmente se refira a aplicações de resinas sintéticas (feitas pelo homem), ele pode incluir muitos outros materiais, como solo.
●Quanto custa a resina de troca iônica?
Em média, espere faixas de preços de
US$ 40 a US$ 200 por pé cúbico
para resinas SAC/WAC e
US$ 130 a US$ 200 por pé cúbico
para resinas SBA/WBA.
Resinas especiais tendem a custar entre US$ 500 e US$ 2.000 ou mais por pé cúbico.
● Quanto tempo dura a resina de troca iônica ？
Tratamento de água:
Resina de troca catiônica: pode durar cerca de
10 a 15 anos
.
Resina de troca aniônica: Normalmente dura
4 a 8 anos
.
Outras aplicações:
A vida útil pode ser significativamente menor ou maior, dependendo do uso e das condições específicas.
● O que é a regeneração da resina de troca iônica?
A regeneração da resina de troca iônica é um processo que restaura a capacidade da resina de trocar íons removendo íons contaminantes e substituindo-os por íons de uma solução regenerante. Esse processo é necessário quando a resina se esgota, o que significa que ela não pode mais facilitar as reações de troca iônica.
1. Processo de regeneração de resina de troca iônica
- Aplicar Regenerante
Uma solução regenerante química, como um ácido, sal ou solução cáustica, é aplicada à resina. O tipo de regenerante usado depende do tipo de resina e da aplicação.
- Liberar íons contaminantes
A resina libera íons contaminantes e os troca por íons da solução regenerante.
- Limpar
A resina é enxaguada para remover qualquer regenerante restante. Isso é feito em dois estágios: um enxágue lento para continuar a conversão e remover o regenerante, e um enxágue rápido com água bruta para garantir a qualidade da água.
- Retornar ao serviço
Após o enxágue, a resina está pronta para ser usada novamente.
2. Material de regeneração de troca iônica
Cada tipo de resina exige um conjunto estreito de regenerantes químicos potenciais. Aqui, delineamos soluções comuns de regenerantes por tipo de resina e resumimos alternativas quando aplicável.
- Regeneradores de cátions ácidos fortes (SAC)
As resinas SAC só podem ser regeneradas com ácidos fortes. O cloreto de sódio (NaCl) é o regenerante mais comum para aplicações de amaciamento, pois é relativamente barato e prontamente disponível. O cloreto de potássio (KCl) é uma alternativa comum ao NaCl quando o sódio é indesejável na solução tratada, enquanto o cloreto de amônio (NH4Cl) é frequentemente substituído para aplicações de amaciamento de condensado quente.
- Regeneradores de cátions ácidos fracos (WAC)
O HCl é o regenerante mais seguro e eficaz para aplicações de desalcalinização. O H2SO4 pode ser usado como uma alternativa ao HCl, embora deva ser mantido em baixa concentração para evitar a precipitação de sulfato de cálcio. Outras alternativas incluem ácidos fracos, como ácido acético (CH3COOH) ou ácido cítrico, que também são usados às vezes para regenerar resinas WAC.
- Regeneradores de ânions de base forte (SBA)
Resinas SBA só podem ser regeneradas com bases fortes. Soda cáustica (NaOH) é quase sempre usada como um regenerante SBA para desmineralização. Potassa cáustica também pode ser usada, embora seja cara.
- Resinas de ânion de base fraca (WBA)
NaOH quase sempre é usado para regeneração de WBA, embora álcalis mais fracos também possam ser usados, como amônia (NH3), carbonato de sódio (Na2CO3) ou suspensões de cal.
3. Como regenerar resina de troca iônica
A resina de troca iônica pode ser regenerada por meio de um processo que inclui retrolavagem, injeção química e enxágue. A capacidade da resina pode ser restaurada usando uma alta concentração de sal ou outro produto químico regenerante.
Aqui estão algumas maneiras de regenerar a resina de troca iônica:
- Retrolavagem
Este processo remove sólidos suspensos e redistribui esferas de resina compactadas.
- Injeção química
Uma alta concentração de sal ou outro produto químico regenerador pode ser usada para restaurar a capacidade da resina.
- Soda cáustica
Uma concentração de 4% de hidróxido de sódio (NaOH) pode ser usada para regenerar resina aniônica.
- Salmoura de cloreto de sódio
Isso pode ser usado para regenerar resina aniônica e retorná-la à forma de cloreto.
- Peróxido de hidrogênio
Isso pode ser usado para esterilizar resina e limpar o leito de resina. No entanto, o peróxido de hidrogênio pode se decompor se houver incrustação de ferro ou outros metais presentes.
- Solução de Bicarbonato de Amônio
Uma combinação de calor e pré-lavagem com esta solução pode regenerar completamente a resina.
●Do que é feita a resina de troca iônica?
Resinas de troca iônica são tipicamente feitas de esferas de poliestireno reticulado. Essas esferas são pequenas esferas porosas que foram quimicamente modificadas para conter grupos carregados em sua superfície.
Esses grupos carregados são o que permitem que a resina troque íons com uma solução com a qual ela entra em contato. Resinas de troca iônica também podem ser feitas de esferas acrílicas.
●Quais são os tipos de resinas de troca iônica?
Quatro tipos principais de resinas de troca iônica diferem em seus grupos funcionais:
●
Cátion fortemente ácido (SAC)
, geralmente apresentando grupos de ácido sulfônico, por exemplo, poliestireno sulfonato de sódio ou poliAMPS, frequentemente usados para operações de amaciamento e desmineralização de água.
● Ânion Fortemente Básico (SBA) , geralmente apresentando grupos amino quaternários, por exemplo, grupos trimetilamônio, por exemplo, poliAPTAC), bom para remoção de sílica, urânio e nitratos.
● Cátion Fracamente Ácido (WAC) , tipicamente apresentando grupos de ácido carboxílico. Uma escolha ideal para parte de desalcalinização e também para amaciar fluxos com altos níveis de salinidade.
● Ânion Fracamente Básico (WBA) , tipicamente apresentando grupos amino primários, secundários e/ou terciários, por exemplo, amina de polietileno. São eficazes para desmineralização onde a remoção de SiO2 e CO2 não é necessária. Também eficazes para absorção de ácido.
Resinas de troca iônica especializadas também são conhecidas, como resinas quelantes (ácido iminodiacético, resinas à base de tioureia e muitas outras).
Resinas aniônicas e resinas catiônicas são as duas resinas mais comuns usadas no processo de troca iônica. Enquanto resinas aniônicas atraem íons carregados negativamente, resinas catiônicas atraem íons carregados positivamente.
●Qual é a aplicação da resina de troca iônica?
As resinas de troca iônica têm muitas aplicações, incluindo:
O amaciamento da água é o processo de remoção de cátions divalentes da água. Anteriormente, zeólitas eram usadas para o processo. Elas podiam ser regeneradas fluindo solução concentrada de NaCl através delas para liberar CaCl2 e MgCl2. No entanto, elas raramente são usadas para amaciamento da água.
Mais tarde, foram desenvolvidas resinas de troca iônica que são de maior capacidade e eficácia do que as zeólitas. Elas têm mais afinidade por íons de magnésio e cálcio do que íons de sódio. Portanto, é necessário forçar os íons de dureza acumulados para fora das esferas de resina com uma solução de salmoura concentrada de cloreto de sódio. As resinas têm muitas aplicações em áreas comerciais, residenciais e industriais para amaciamento de água.
Os sistemas de troca iônica têm o potencial de purificar soluções contendo íons metálicos perigosos, substituindo-os por íons inócuos de sódio e potássio. Assim, eles também são aplicados no tratamento ou purificação de água, onde o carvão ativado (misturado em resinas) é usado para remover contaminantes orgânicos, como cloreto.
●
Purificação de metais
Trocadores de íons são usados rotineiramente para purificação de elementos como urânio a partir de plutônio. Por anos, a troca iônica foi usada rotineiramente, mas a extração por solvente também fez uma contribuição importante na separação do grupo de elementos lantanídeos e actinídeos. A troca iônica também encontra uma aplicação importante no processamento de combustível nuclear e no reprocessamento de materiais de resíduos radioativos.
●
Catálise
As resinas de troca iônica são uma abordagem eficiente para substituir ácidos, álcalis e catalisadores de íons metálicos em uma variedade de reações químicas, incluindo inversões, hidrólise, hidratação e reações de polimerização.
Ele oferece muitas vantagens sobre outros sistemas, que incluem:
- Fácil separação dos produtos de reação
- Uso repetido ou reutilização
- Menos reações colaterais
- Requisitos mínimos de revestimento de equipamento
●
Cromatografia em coluna
Resinas de troca iônica também são muito comumente usadas na técnica de laboratório de cromatografia em coluna. A resina é a fase estacionária que é empacotada em colunas de tamanhos variados, que então atrai íons carregados presentes no lisado celular ou outras misturas biológicas (a fase móvel). Esta é uma técnica muito comum usada no desenvolvimento de medicamentos e terapêuticos.
Resinas de troca iônica são usadas para purificação de antibióticos de caldos de fermentação, como excipientes em formulações para liberação controlada de ingredientes ativos e para mascarar gosto e cheiro nocivos de alguns compostos de medicamentos.
As resinas de troca iônica encontram uma série de aplicações na indústria de frutas e bebidas para melhorar o sabor e o aroma por meio da remoção de componentes indesejáveis. Aplicações comuns incluem remoção de metais traço, gosto e cheiro ruins, descoloração e tratamento primário de água usada na fabricação de sucos e bebidas.
●Como funciona a resina de troca iônica?
A resina de troca iônica funciona trocando partículas carregadas, ou íons, com íons de carga similar. Isso é feito passando água por uma coluna de esferas de resina, onde as esferas de resina capturam íons indesejados e liberam íons da resina para a água.
Veja como funciona:
●
Estrutura de resina
A resina de troca iônica contém uma matriz plástica com grupos funcionais ionizáveis, que são íons fixos que estão permanentemente ligados à matriz polimérica da resina.
●
Troca iônica
Quando a água passa pela resina, os íons na água se difundem na estrutura da resina e trocam pela porção móvel do grupo funcional.
●
Sítios de troca iônica
A superfície da resina é coberta com sítios ativos que retêm íons trocáveis, e esses sítios são quimicamente adaptados para ligar certos íons em detrimento de outros.
●
Processo de troca iônica
Por exemplo, no amaciamento da água, as esferas de resina ficam supersaturadas com sódio e, quando a água passa, íons de cálcio e magnésio se ligam às esferas de resina, liberando sódio na água.
●Como usar resina de troca iônica?
Aqui estão algumas dicas para usar resina de troca iônica:
●
Prepare antes de usar
Antes do primeiro uso, deixe as resinas de troca iônica de molho em água desmineralizada durante a noite. Isso ajuda as resinas de troca aniônica a hidratarem e reduz a hidrofobicidade em resinas inertes.
●
Embalar em uma coluna
Para empacotar resina de troca iônica em uma coluna cromatográfica, faça uma pasta de esferas de resina e adicione-a à coluna. Deixe as partículas de resina se acomodarem por gravidade para formar um leito empacotado.
●
Regenerado
Quando as esferas de resina ficam saturadas com poluentes, o filtro não consegue mais remover impurezas. A unidade enxaguará automaticamente as esferas de resina com sal ou cloro para purgar o sistema e redefinir os contra-íons.
●
Armazene adequadamente
Armazene as resinas de troca iônica em ambientes fechados e longe da luz solar direta. Não exceda a temperatura máxima de armazenamento recomendada de 104 掳F (40 掳C).
●Como você faz resina de troca iônica?
As resinas de troca iônica (IEx) são produzidas principalmente a partir de estireno reticulado, um plástico.
O monômero de estireno (também conhecido como vinil-benzeno) é um líquido insolúvel em água. Quando suspenso em água e agitado, ele forma pequenas gotículas ou esferas de líquido suspensas em líquido, assim como o molho de salada familiar de óleo em uma solução de vinagre. O estireno monomérico pode ser polimerizado, ou seja, transformado em um sólido plástico endurecido ao aquecê-lo na presença de um catalisador. O sólido é transparente e totalmente insolúvel e assume a forma de pequenas esferas medindo cerca de 0,25 a 0,8 mm de diâmetro.
2. Características da Resina de Troca Iônica
●A resina de troca iônica é perigosa?
Se a resina de troca iônica é perigosa ou não depende de vários fatores, incluindo:
O tipo de resina:
Algumas resinas contêm produtos químicos potencialmente nocivos, enquanto outras são relativamente inertes.
A forma da resina:
A resina seca pode ser empoeirada e irritante para os olhos e a pele, enquanto a resina úmida pode não apresentar os mesmos riscos.
A presença de contaminantes:
Se a resina tiver sido usada para remover contaminantes da água ou de outros líquidos, ela pode estar contaminada com essas substâncias. Esses contaminantes podem ser perigosos, dependendo de sua natureza.
●Quais são as vantagens do processo de troca iônica?
As resinas de troca iônica têm muitas vantagens, incluindo:
●
Custo
As resinas de troca iônica podem ser econômicas, com custos cerca de metade dos métodos tradicionais, como carvão de osso ou carbono granular.
●
Tamanho do equipamento
As resinas de troca iônica exigem equipamentos menos volumosos do que outros materiais, pois têm uma vazão maior.
●
Automação
O processo de resina pode ser facilmente automatizado, e o licor e o adsorvente ficam contidos em um recipiente fechado, o que o torna mais higiênico do que outros processos de descoloração.
●
Regeneração
As resinas de troca iônica podem ser regeneradas lavando-as com uma solução concentrada do íon desejado, diferentemente de outros métodos de filtragem que geram resíduos.
●
Vida útil
As resinas de troca iônica podem ter vida útil de pelo menos seis anos e potencialmente mais de 12 anos.
●Qual é a diferença entre troca catiônica e aniônica?
A principal diferença entre troca catiônica e aniônica é a carga dos íons que eles trocam:
Troca de cátions: Troca íons carregados positivamente, ou cátions.
Troca aniônica: Troca íons com carga negativa, ou ânions.
Aqui estão algumas outras diferenças entre troca catiônica e aniônica:
●
Resinas
Resinas de troca catiônica e aniônica são pequenas esferas plásticas porosas com uma carga específica. Elas são quimicamente similares e ambas são polímeros.
●
Aplicações
Resinas de troca de cátions e ânions são usadas na purificação e separação de água industrial. Por exemplo, uma coluna de troca de ânions forte pode remover DNA carregado negativamente ou endotoxinas.
●
Solo
Capacidade de troca catiônica (CEC) é a quantidade de carga negativa disponível para atrair cátions no solo. Capacidade de troca aniônica (AEC) é a quantidade de carga positiva disponível para atrair ânions no solo. Na maioria dos solos, CEC é maior que AEC.
●
Trocadores anfotéricos
Alguns trocadores podem trocar cátions e ânions simultaneamente.
●Quais são os fatores que afetam a troca iônica?
Fatores físicos:
Tipo de resina: Diferentes resinas têm grupos funcionais e estruturas de poros específicos que determinam sua seletividade para certos íons.
Tamanho de partícula: Partículas menores oferecem maior área de superfície para troca iônica, mas aumentam a queda de pressão dentro do sistema. Partículas maiores têm quedas de pressão menores, mas cinética de troca mais lenta.
Densidade: A densidade afeta a expansão do leito de resina e o comportamento de retrolavagem.
Fatores químicos:
pH: O pH da solução afeta significativamente o estado de ionização dos íons alvo e os grupos funcionais da resina.
Força iônica: Maior força iônica na solução pode competir com íons alvo por locais de troca, reduzindo a capacidade da resina.
Presença de agentes complexantes: Os agentes complexantes podem ligar íons alvo, tornando-os indisponíveis para troca com a resina, reduzindo assim a eficiência.
Temperatura: Temperaturas elevadas geralmente aumentam a cinética de troca, mas também podem degradar a resina e acelerar a lixiviação de grupos funcionais.
Fatores operacionais:
Taxa de fluxo: Taxas de fluxo mais altas reduzem o tempo de contato entre os íons e a resina, afetando potencialmente a eficiência da troca. No entanto, taxas de fluxo excessivamente baixas podem levar à canalização e à utilização ineficiente do leito.
Taxa de carga: Aplicar cargas de alimentação excessivas pode sobrecarregar a capacidade da resina e levar à ruptura, onde íons alvo começam a aparecer no efluente.
Processo de regeneração: O tipo e a concentração do regenerante usado, bem como a taxa de fluxo e a duração da regeneração, podem afetar a eficiência da remoção de íons capturados e da restauração da capacidade da resina.
●O que é capacidade de troca iônica?
Capacidade de troca iônica (IEC) é uma medida da habilidade de um material de deslocar íons que já estão ligados a ele. Pode se referir à capacidade de uma membrana ou solo de trocar íons:
●
Membranas
IEC é uma medida da concentração de grupos funcionais condutores de íons em uma membrana. É expressa em miliequivalentes por grama da membrana. IEC é uma propriedade-chave das membranas de troca aniônica (AEMs) e está relacionada a outras propriedades de AEM, como condutividade aniônica e absorção de água.
●
Solo
IEC é uma propriedade fundamental do solo que afeta a fertilidade do solo e a troca de íons no solo. Partículas do solo têm cargas negativas que atraem íons carregados positivamente, como potássio, magnésio e amônio. A quantidade de nutrientes que podem ser anexados às partículas do solo aumenta com o CEC.
IEC também é uma medida do número de cargas positivas ou negativas às quais uma resina de troca pode se ligar. É relatado em equivalentes de íons carregados individualmente por grama de resina.
●O que é coluna de troca iônica?
Uma coluna de troca iônica é uma coluna de cromatografia que separa compostos com base em sua carga. Elas são usadas em uma variedade de aplicações, incluindo:
●
Bioquímica:
Colunas de troca iônica são usadas para purificar e isolar proteínas e ácidos nucleicos.
●
Amaciamento de água:
Colunas de troca iônica podem ser usadas para amaciar a água removendo íons de cálcio e magnésio.
●
Produção Biofarmacêutica:
Colunas de troca iônica são usadas na produção de biofármacos.
●
Diagnóstico clínico:
Colunas de troca iônica são usadas em diagnósticos clínicos.
●
Controle de qualidade:
Colunas de troca iônica são usadas no controle de qualidade.
Existem dois tipos de colunas de troca iônica: troca catiônica e troca aniônica:
●
Colunas de troca catiônica
Essas colunas têm carga negativa e capturam moléculas com carga positiva.
●
Colunas de troca aniônica
Essas colunas têm carga positiva e capturam biomoléculas com carga negativa.
●O que é resina amaciante de água?
Resina amaciante de água é um material usado em amaciantes de água para remover minerais que tornam a água dura. É feito de pequenas esferas que são embaladas em um leito dentro do tanque do amaciante de água. As esferas de resina são revestidas com íons de sódio, que têm uma carga positiva. Quando a água dura flui através do leito de resina, os íons de cálcio e magnésio na água são atraídos para as esferas de resina e substituem os íons de sódio. A água amaciada então sai do amaciante de água.
Aqui estão algumas coisas que você precisa saber sobre resina amaciante de água:
●
Composição
A resina amaciante de água é feita de materiais sintéticos, como poliestireno e divinilbenzeno (DVB). As esferas são porosas e esqueléticas, e variam em tamanho de 0,3 a 1,2 mm.
●
Vida útil
Dependendo do tipo de resina e de quão bem o amaciador de água é projetado, as esferas de resina podem durar entre 5 e 20 anos. No entanto, elas podem precisar ser substituídas com mais frequência se a água for muito dura ou se a cidade usar produtos químicos fortes para tratar a contaminação da água.
●
Choque Hidráulico
Quando a água é desligada rapidamente, pode criar uma onda de choque que viaja de volta pelo sistema de encanamento e racha as esferas de resina. Isso é conhecido como choque hidráulico ou "golpe de aríete".
●
Resina de malha fina
A resina de malha fina é menor que a resina comum, por isso pode acomodar mais contas em um espaço menor.
●O que é cromatografia de troca iônica?
Cromatografia iônica (ou cromatografia de troca iônica) é uma forma de cromatografia que separa íons e moléculas polares ionizáveis com base em sua afinidade com o trocador iônico. Ela funciona em quase qualquer tipo de molécula carregada
—incluindo pequenos ânions inorgânicos, grandes proteínas, pequenos nucleotídeos e aminoácidos. No entanto, a cromatografia iônica deve ser feita em condições que estejam a uma unidade de pH de distância do ponto isoelétrico de uma proteína.
Uma das principais vantagens do uso da cromatografia iônica é que apenas uma interação está envolvida na separação, ao contrário de outras técnicas de separação; portanto, a cromatografia iônica pode ter maior tolerância de matriz. Outra vantagem da troca iônica é a previsibilidade dos padrões de eluição (com base na presença do grupo ionizável).
●Tamanho e previsão do mercado de resina de troca iônica
O tamanho do mercado global de resinas de troca iônica foi avaliado em US$ 1,8 bilhão em 2020 e está projetado para atingir US$ 2,2 bilhões até 2025, crescendo a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 4,2% de 2020 a 2025. A urbanização na APAC e a crescente demanda por energia nuclear são alguns dos principais fatores que impulsionam o mercado.
●O que é troca iônica em química
Troca iônica em química é um processo onde íons são trocados entre uma solução e um material de troca iônica. Este material pode ser uma resina sintética ou uma substância natural como zeólita. O processo é reversível, permitindo que o material de troca iônica seja regenerado para uso repetido.
Aqui está uma explicação simplificada de como funciona:
1. Material de troca iônica:
Geralmente é uma substância sólida que contém íons que podem ser trocados. Pode ser uma resina com sítios carregados que atraem íons de carga oposta.
2. Processo de troca:
Quando uma solução contendo íons diferentes entra em contato com o material de troca iônica, os íons da solução são trocados com os íons do material.
3. Trocadores de cátions e ânions:
Existem dois tipos principais de trocadores iônicos
—trocadores de cátions, que trocam íons carregados positivamente (cátions), e trocadores de ânions, que trocam íons carregados negativamente (ânions).
4. Aplicações:
A troca iônica é amplamente usada para amaciamento de água, purificação de produtos químicos e separação de substâncias. Também é usada em laboratórios científicos para purificação e análise de misturas e em aplicações médicas como rins artificiais.
O processo é governado pela seletividade do material de troca iônica, que é influenciado pelo tamanho, carga e estrutura dos íons envolvidos. Por exemplo, íons comuns que podem se ligar a trocadores iônicos incluem
H+
(próton) e
OH-oh
(hidróxido), bem como vários íons monovalentes e divalentes.
3. O que a troca iônica removerá?
●A resina de troca iônica remove o flúor?
Sim, a resina de troca iônica pode ser eficaz na remoção de flúor da água. No entanto, sua eficácia depende de vários fatores:
Tipo de resina:
Resinas de troca aniônica de base forte: são o tipo mais comum usado para remoção de flúor.
Adsorventes de flúor específicos: Essas resinas são projetadas especificamente para remoção de flúor e geralmente são feitas com materiais altamente seletivos, como alumina ativada ou óxido de lantânio.
Química da água:
pH: A eficiência das resinas de troca iônica diminui em níveis de pH mais altos.
Outros ânions: A presença de outros íons carregados negativamente, como sulfato e nitrato, pode competir com o flúor pelos locais de troca, reduzindo a quantidade de flúor que pode ser removida.
Concentração de flúor: A eficácia da resina também é afetada pela concentração inicial de flúor na água. Concentrações mais baixas são geralmente mais fáceis de remover.
●Como remover nitrogênio amoniacal de águas residuais?
A Sunresin Technology está na vanguarda da inovação em tratamento de águas residuais com seu método avançado de troca iônica. Este método é essencial para sua
Processo de remoção de nitrogênio amoniacal
, que é adaptado para remover amônia da água condensada evaporativa
—um subproduto frequente em várias unidades evaporadoras industriais.
Evaporadores, que transformam líquido em gás, produzem água condensada evaporativa quando água e vapor se misturam e então condensam de volta em água. À medida que a evaporação concentra o licor-mãe, o nitrogênio amoniacal, devido à sua volatilidade, vaporiza e então se liquefaz ao resfriar. A forma do nitrogênio amoniacal na água depende do pH: acima de 9, é NH3; abaixo de 9, é principalmente NH4+. Lidar com o nitrogênio amoniacal na água condensada evaporativa é um desafio industrial generalizado.
O método de stripping, que envolve contato com o ar, é ineficaz para nitrogênio amoniacal de baixa concentração devido à sua solubilidade. É adequado para águas residuais de alta concentração, mas não para água condensada evaporativa. O método bioquímico, envolvendo nitrificação e desnitrificação, consome muita energia e é caro. A precipitação química, que forma precipitado de fosfato de amônio e magnésio, também é cara e menos usada domesticamente.
O Método de Troca Iônica oferece uma solução para remoção profunda de nitrogênio amoniacal da água condensada evaporativa, superando problemas como dificuldade em tratar baixas concentrações e altos custos operacionais. É eficiente, não tóxico, requer espaço mínimo e não precisa de infraestrutura. O processo também permite que o líquido de regeneração de alta concentração seja devolvido ao sistema de evaporação MVR.
Na água, a amônia forma amônia hidratada e se ioniza em NH4+ e OH- abaixo de pH 9. O Seplite
® A resina de adsorção de amônia da série XDA, usada neste processo, favorece a adsorção seletiva de amônia pela resina quando na forma de sal de amônio.
O Seplite
® As resinas da série XDA são amplamente utilizadas na indústria química para refino e tratamento de águas residuais. Desenvolvidas pela Sunresin, essas resinas têm alta capacidade de troca e longa vida útil, tornando-as adequadas para tratar águas residuais de produção de corantes, pesticidas, produtos farmacêuticos e intermediários. Elas também podem recuperar fenóis, aminas, ácidos orgânicos, compostos nitro e hidrocarbonetos halogenados.
O princípio de funcionamento envolve troca iônica, onde águas residuais passam pelo leito de resina, e substâncias de amônia são trocadas na resina, purificando a água. A dessorção permite a reutilização da resina, com álcali diluído para solutos ácidos, ácido diluído para solutos básicos e solventes orgânicos ou vapor para solutos neutros, dependendo do ponto de ebulição.
●O que a resina catiônica remove?
A resina catiônica é comumente usada para aplicações de amaciamento de água para remover minerais causadores de dureza, como cálcio e magnésio. Ao remover esses minerais, a água se torna menos propensa a formar espuma de sabão e acúmulo de incrustações em canos e aparelhos.
Aqui estão algumas outras aplicações da resina catiônica:
1. Purificação:
A resina catiônica pode ser usada para remover contaminantes como chumbo, cobre e mercúrio da água potável ou de águas residuais industriais.
2. Indústria de alimentos e bebidas:
Na indústria de alimentos e bebidas, a resina catiônica pode ser usada para ajustar os níveis de acidez, remover minerais que afetam o sabor ou a cor e melhorar a clareza de sucos e outras bebidas.
3. Produção Química:
A resina catiônica é usada em vários processos de produção química para purificar produtos químicos e remover íons indesejados.
4. Indústria Farmacêutica:
Na indústria farmacêutica, a resina catiônica é usada para purificar medicamentos e remover contaminantes.
●O que a resina aniônica remove?
A resina aniônica tem como alvo íons carregados negativamente, também conhecidos como ânions, dissolvidos em água. Existem dois tipos principais de resinas aniônicas usadas em várias aplicações:
1. Resinas aniônicas de base forte (SBA)
: Eles são normalmente usados para desmineralização, desalcalização e dessilicação. Eles também podem remover carbono orgânico total (TOC) ou outros compostos orgânicos, dependendo da resina específica. Alguns dos ânions comuns removidos por resinas SBA incluem:
●Sulfatos
●Nitratos
●Arsênico
●Sílica
●Fluoreto
2. Resinas aniônicas de base fraca (WBA):
Eles são frequentemente usados em conjunto com unidades SBA para aplicações de desmineralização. Eles têm como alvo principal ânions associados a ácidos mais fortes, como:
●Cloreto
●Sulfato
A troca aniônica é um processo amplamente utilizado no tratamento de água para vários fins, incluindo:
●Desmineralização: Este processo remove quase todos os sais inorgânicos presentes na água. As resinas SBA são particularmente eficazes na desmineralização ao capturar uma ampla gama de ânions.
●Desalcalinização: Este processo reduz a alcalinidade da água, o que é especialmente importante no tratamento de água de alimentação de caldeiras. As resinas SBA podem remover íons de carbonato e bicarbonato que contribuem para a alcalinidade.
●Dessilicação: As resinas SBA são adequadas para remover sílica da água, o que é crucial em diversas aplicações industriais onde o acúmulo de sílica pode ser prejudicial.
●Remoção orgânica: Certas resinas SBA também podem atingir contaminantes orgânicos na água.
●O que é o método de resina de troca iônica para remoção da dureza da água?
O Método de Resina de Troca Iônica é um processo de tratamento de água que remove íons causadores de dureza, como cálcio (Ca虏鈦�) e magnésio (Mg虏鈦�), da água. Veja como funciona:
1. Amaciamento de água:
Este é o processo de troca iônica mais comum, que visa especificamente a redução de cálcio e magnésio na água.
2. Resinas de troca iônica:
Essas são esferas microporosas feitas de materiais como poliacrilato e poliestireno, que variam de 0,3 a 1,3 milímetros de tamanho. Conforme a água passa por essas esferas, os íons dentro da resina interagem com os íons presentes na água, capturando os contaminantes.
3. Troca de cátions:
Nesta etapa, íons carregados positivamente (cátions) na água são trocados por outros íons carregados positivamente (geralmente sódio) na superfície da resina.
4. Troca aniônica:
Similarmente, íons carregados negativamente (ânions) são trocados com outros íons negativos (geralmente cloreto) na superfície da resina. Isso é importante para remover contaminantes como nitrato, arsênio, sulfato e flúor.
●Qual é a função da resina de troca iônica no tratamento de água?
Resinas de troca iônica são usadas no tratamento de água para remover contaminantes iônicos indesejáveis da água, trocando-os por outra substância iônica. O processo envolve passar água por uma coluna contendo resina de troca iônica, que atrai e liga os contaminantes enquanto libera um íon diferente e menos problemático na água.
Aqui está uma análise da função da resina de troca iônica no tratamento de água:
1. Amaciamento de água:
Este é o uso mais comum de resinas de troca iônica, onde os íons de cálcio e magnésio, que causam dureza da água, são substituídos por íons de sódio.
2. Deionização:
Ele remove quase todos os minerais e sais ionizados da água, produzindo água altamente purificada.
3. Desmineralização:
Semelhante à deionização, ela remove todos os cátions e ânions da água, mas usa resinas de troca catiônica e aniônica.
4. Desalcalinização:
Reduz a alcalinidade da água, o que é importante para evitar a formação de incrustações e corrosão em sistemas de água.
●O que é o sistema de troca iônica no tratamento de água?
Um sistema de tratamento de água por troca iônica é uma tecnologia especializada usada no tratamento de águas residuais para remover íons dissolvidos e contaminantes da água. Este sistema depende de resinas de troca iônica que atraem íons indesejáveis nas águas residuais e os trocam por íons mais desejáveis, purificando efetivamente a água antes da descarga. Os sistemas de tratamento de água por troca iônica desempenham um papel significativo no tratamento de águas residuais e contribuem para melhorar a qualidade da água e atender a várias necessidades industriais e domésticas.
Todas as águas naturais contêm, em várias concentrações, sais dissolvidos que se dissociam na água para formar íons carregados. Íons carregados positivamente são chamados de cátions; íons carregados negativamente são chamados de ânions. Impurezas iônicas podem afetar seriamente a confiabilidade e a eficiência operacional de uma caldeira ou sistema de processo. O superaquecimento causado pelo acúmulo de incrustações ou depósitos formados por essas impurezas pode levar a falhas catastróficas de tubos, perdas de produção dispendiosas e tempo de inatividade não programado.
Íons de dureza, como cálcio e magnésio, devem ser removidos do suprimento de água antes que ela possa ser usada como água de alimentação de caldeira. Para sistemas de água de alimentação de caldeira de alta pressão e muitos sistemas de processo, é necessária a remoção quase completa de todos os íons, incluindo dióxido de carbono e sílica. Sistemas de troca iônica são usados para remoção eficiente de íons dissolvidos da água.
●Quais são as vantagens do processo de troca iônica para amaciamento de água?
O processo de troca iônica para amaciamento de água tem várias vantagens, tornando-o uma escolha popular para tratamento de água. Aqui estão alguns dos principais benefícios:
1. Resultados rápidos:
A troca iônica pode remover rapidamente íons inorgânicos da água, proporcionando melhorias imediatas na qualidade da água.
2. Alta eficácia:
É muito eficaz na remoção de íons causadores de dureza, como cálcio e magnésio, bem como outros íons inorgânicos.
3. Versatilidade:
Adequados para aplicações de curto e longo prazo, os sistemas de troca iônica podem ser adaptados para atender a necessidades específicas de tratamento de água.
4. Facilidade de instalação:
Esses sistemas podem ser instalados rapidamente, garantindo interrupção mínima nas operações existentes.
5. Baixa manutenção
:Uma vez instalados, os sistemas de troca iônica exigem relativamente pouca manutenção, o que pode reduzir os custos operacionais a longo prazo.
6. Capacidade de regeneração:
A resina usada no processo de troca iônica pode ser regenerada, permitindo uso repetido e reduzindo o desperdício.
7. Custo-benefício:
O investimento inicial para um sistema de amaciamento de água por troca iônica é relativamente barato quando comparado a outros métodos de tratamento.
Essas vantagens contribuem para o uso generalizado da troca iônica em várias aplicações de tratamento de água, desde processos industriais até amaciamento de água doméstica. É um método confiável para garantir que a água seja amaciada e adequada para uso sem os efeitos negativos da água dura.
●Quais são as aplicações da cromatografia de troca iônica na indústria alimentícia?
As principais áreas da indústria alimentícia onde o processo de troca iônica é usado atualmente são: açúcar, laticínios e purificação de água. Ele também é usado para recuperar, separar e purificar bioquímicos e enzimas, e está sendo introduzido atualmente na indústria de bebidas para sucos e vinhos.
Existem muitas maneiras de finalizar o processamento de matérias-primas alimentares . As resinas de troca iônica e adsorção são frequentemente usadas no processo de acabamento posterior devido à sua boa seletividade e alta precisão de processamento, pois fornecem um caminho eficaz e seguro para melhorar a qualidade dos ingredientes alimentícios, o que pode remover a cor mais profunda do alimento, remover o odor, remover o resíduo de pesticida e até mesmo torná-lo com sabor mais agradável.
Mais de uma década atrás, a indústria de sucos da China enfrentou desafios severos porque pesticidas eram usados no cultivo de maçãs. Embora as frutas fossem rigorosamente limpas, os sucos finais ainda excediam o padrão para pesticidas. A indústria chinesa de fabricação de sucos estava enfrentando o risco de fechar. Naquela época, a Sunresin iniciou a pesquisa sobre tecnologia de purificação de sucos e introduziu pela primeira vez a resina de suco para remover resíduos de pesticidas e introduziu todo o processo muito rapidamente. Hoje em dia, os fabricantes de sucos chineses estão todos se beneficiando da tecnologia da Sunresin.
A Sunresin também se tornou a primeira fornecedora a aplicar técnicas de adsorção de resina no processamento de alimentos. Até agora, no mercado chinês, as técnicas de adsorção aplicadas em indústrias de sucos são todas originárias da iniciação da Sunresin. Após quase 20 anos de contínua inovação técnica e industrialização neste campo, novas resinas e soluções especializadas para processamento de alimentos se firmaram no mercado, sendo especificadas separadamente para produtos nutricionais, sucos de frutas como maçã, laranja, pêra, abacaxi, limão, uva e romã , bem como nas indústrias de açúcar. Mais de 5000M3 desses produtos foram fornecidos para a indústria de bebidas, tanto nacional quanto internacional, com mais de dezenas de linhas de produção variando de 5t/h a 100t/h.
●Qual é o método de purificação do ácido acético?
Resina solar fornece um processo de resina de troca iônica bem estabelecido para purificação de ácido acético , que pode remover íons de bromo ou cloreto em ácido acético para menos de 5 ppm, ou níveis indetectáveis. O modo de leito fixo é recomendado para o processo de troca iônica para purificação de ácido acético, que é executado continuamente e remove impurezas através das colunas de resina frontal e traseira para melhorar a precisão da remoção e garantir a utilização máxima das resinas.
Conclusão
Concluindo, a resina de troca iônica é um material versátil e eficaz que pode desempenhar várias funções em diferentes campos. Respondemos a 30 perguntas frequentes sobre resina de troca iônica, esperando fornecer a você algumas informações e orientações úteis.
Se você quiser saber mais sobre resina de troca iônica, pode visitar o site da Resina solar , um fabricante líder de resina de troca iônica na China. A Sunrise oferece produtos de resina de troca iônica personalizados e de alta qualidade para várias necessidades e propósitos. Você também pode entrar em contato com a Sunrise para obter aconselhamento e serviço profissional.
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