رزین سختی گیر

رزین تبادل یونی پرکاربردترین رزین مورد استفاده در سختی گیرهاست که قابلیت حذف کردن یون‌های سخت کننده آب و نرم کردن آن را دارد. به همین دلیل به صورت عامیانه به نام رزین سختی گیر شناخته میشوند. سختی گیری آب هم در حیطه صنعت و هم در زمینه تصفیه آب شهری یک امر مهم و ضروری به شمار می‌رود که به روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد. در میان این روش‌های متنوع استفاده و بهره‌مندی از رزین یک راه حل مناسب و پرکاربرد است و امروزه بسیاری از مراکز صنعتی و تجاری از این روش استفاده می‌کنند.

به طور کلی سختی گیرها باعث می‌شوند تا از تشکیل رسوب آهکی در قطعات و اتصالات تجهیزاتی نظیر دیگ‌های بخار، مبدل حرارتی، برج خنک کننده و … جلوگیری شود. اگر سختی آب از بین نرود علاوه بر ایجاد مشکل در بسیاری از صنایع برای سلامتی انسان‌ها نیز بسیار خطرناک است و باعث بروز بیماری‌های کلیوی می‌شود. با ما همراه باشید تا با هم به بررسی کاربردهای رزین سختی گیر و انواع مختلف آن بپردازیم.

انواع رزین سختی گیر

رزین سختی گیر در واقع یک نوع رزین تبادل یونی است که توسط واکنش‌های قابل برگشت تبادل یونی به حذف یا جایگزین کردن یون‌های کلسیم و منیزیم می‌پردازد. نکته قابل توجه این است که رزین‌های تبادل یونی انواع متنوع و مختلفی دارند. اما به طور کلی به دو دسته آنیونی و کاتیونی تقسیم می‌شوند.

رزین های تبادل یونی پلیمرهایی هستند که دارای گروه های عاملی هستند که می توانند یون ها را با یون های دیگر مبادله کنند. این فرآیند تبادل یونی نامیده می شود و در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله تصفیه آب، تولید مواد شیمیایی، و پزشکی استفاده می شود.

رزین های تبادل یونی بر اساس نوع یون هایی که می توانند مبادله کنند به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

• رزین های کاتیونی: این رزین ها می توانند یون های مثبت را با یون های مثبت دیگر مبادله کنند.
• رزین های آنیونی: این رزین ها می توانند یون های منفی را با یون های منفی دیگر مبادله کنند.

رزین های کاتیونی و آنیونی هر دو به دو دسته کلی دیگر تقسیم می شوند:

• رزین های قوی: این رزین ها می توانند طیف گسترده ای از یون ها را با یون های دیگر مبادله کنند.
• رزین های ضعیف: این رزین ها فقط می توانند یون هایی را با یون های دیگر مبادله کنند که بار الکتریکی آنها مشابه است.

در اینجا برخی از انواع رزین های تبادل یونی رایج آورده شده است:

• رزین کاتیونی اسیدی قوی (SAC): این رزین ها حاوی گروه های عاملی اسیدی قوی هستند که می توانند طیف گسترده ای از یون های مثبت را با یون های هیدروژن مبادله کنند. SAC ها به طور گسترده ای در تصفیه آب برای نرم کردن آب استفاده می شوند.
• رزین کاتیونی اسیدی ضعیف (WAC): این رزین ها حاوی گروه های عاملی اسیدی ضعیف هستند که فقط می توانند یون های مثبت با بار الکتریکی مشابه با یون های هیدروژن را با یون های هیدروژن مبادله کنند. WAC ها به طور گسترده ای در تصفیه آب برای حذف یون های فلزی استفاده می شوند.
• رزین آنیونی بازی قوی (SBA): این رزین ها حاوی گروه های عاملی بازی قوی هستند که می توانند طیف گسترده ای از یون های منفی را با یون های هیدروکسید مبادله کنند. SBA ها به طور گسترده ای در تصفیه آب برای حذف یون های کلرید، سولفات و سایر یون های معدنی استفاده می شوند.
• رزین آنیونی بازی ضعیف (WAB): این رزین ها حاوی گروه های عاملی بازی ضعیف هستند که فقط می توانند یون های منفی با بار الکتریکی مشابه با یون های هیدروکسید را با یون های هیدروکسید مبادله کنند. WAB ها به طور گسترده ای در تصفیه آب برای حذف یون های اسیدهای آلی استفاده می شوند.

نحوه عملکرد رزین سختی گیر

رزین‌های کاتیون و آنیونی مختلفی جهت نرم کردن آب و از بین بردن سختی و ناخالصی آن وجود دارد. اما جهت حذف دو فاکتور مؤثر و مهم در سختی آب یعنی کاتیون‌های منیزیم و کلسیم از رزین نوع پلی استایرن سولفونات استفاده می‌گردد. سولفونات‌ها به علت داشتن بار منفی به سدیم متصل می‌شود و در نهایت در حالت عادی یک ترکیب خنثی است.

برای شروع فرآیند در دستگاه سختی گیر می‌بایست آب سخت را از روی رزین تبادل یونی عبور داده تا آب با رزین‌ها تماس مناسبی داشته باشد. زمانی که آب با رزین‌ها در تماس قرار بگیرد، در این حالت گروه سولفونات به علت متمایل شدن به کاتیون‌های ظرفیت بالاتر از یک، سدیم خود را رها می‌کند و به کلسیم متصل می‌شود.

در واقع از آنجایی که ظرفیت سولفونات یک است، دو بار مثبت منیزیم و کلسیم توسط رزین سختی گیر جذب می‌شوند و به این صورت سختی آب از بین می‌رود و نرم می‌شود.

معایب آب سخت

آب سخت در صنعت و مصارف تأسیساتی مشکلات زیادی را به دلیل بالا بودن میزان رسوب گذاری و خورندگی به وجود می‌آورد. در ادامه این بخش به بررسی این مشکلات می‌پردازیم.

• تشدید میزان رسوب‌گذاری و خورندگی در تأسیسات حرارتی
• افزایش مصرف انرژی به دلیل وجود لایه‌های ضخیم متشکل از رسوب
• کاهش میزان راندمان انتقال حرارت
• به وجود آمدن رسوبات و لکه‌های سفید رنگ بر روی سطوح مختلف نظیر شیشه، پارچه، فلز، لباس و…
• کاهش ظرفیت انتقال آب به علت تشکیل رسوبات ضخیم و سخت بر روی جداره داخلی لوله‌ها و مخزن‌ها
• افزایش میزان مصرف مواد شوینده به علت کاهش میزان کف‌کنندگی آن‌ها در آب‌های سخت

برای از بین بردن سختی آب یکی از موثرترین روشها استفاده از دستگاه های سختی گیر رزینی است که هسته عملکرد آن دانه های رزین در مخزن آن است.

کاربرد رزین‌ سختی گیر

همان‌طور که پیش‌تر به آن اشاره کردیم یکی از مواردی که خرید و تهیه رزین سختی گیر می‌تواند در آن بسیار مفید و کاربردی باشد تصفیه آب و از بین بردن سختی آن به طور دائمی است. به طور کلی آب به دو نوع سختی موقت و سختی دائم دچار می‌شود.

آب‌هایی که دچار سختی موقت هستند تنها کافی است بر روی حرارت قرار بگیرند تا سختی آن‌ها از بین برود. اما جهت از بین بردن سختی دائمی آب لازم است از فرایندهای شیمیایی کمک گرفته شود. در این صورت رزین‌های سختی گیر وارد عمل می‌شوند تا به واسطه آن‌ها سختی آب از بین برود.

همان‌طور که می‌دانیم آب از عناصر و املاح مختلفی تشکیل شده است که دو مورد از مهم‌ترین عناصر آن که به میزان زیادی در آب وجود دارد منیزیم و کلسیم است. در واقع رزین به واسطه تبادل یونی کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت را به خود جذب می‌کند و به این شکل سختی دائمی آب از بین می‌رود؛ بنابراین از رزین‌های کاتیونی و آنیونی جهت کاهش و حذف سختی آب در مصارف صنعتی و همچنین بازیافت استفاده می‌گردد.

تفاوت رزین کاتیونی و آنیونی

رزین های کاتیونی و آنیونی دو نوع اصلی رزین های تبادل یونی هستند. رزین های تبادل یونی پلیمرهایی هستند که دارای گروه های عاملی هستند که می توانند یون ها را با یون های دیگر مبادله کنند.

تفاوت اصلی بین رزین های کاتیونی و آنیونی در بار الکتریکی آنها است. رزین های کاتیونی دارای بار مثبت هستند و می توانند یون های مثبت را با یون های مثبت دیگر مبادله کنند. رزین های آنیونی دارای بار منفی هستند و می توانند یون های منفی را با یون های منفی دیگر مبادله کنند.

رزین های کاتیونی معمولاً برای نرم کردن آب استفاده می شوند. آب سخت حاوی یون های کلسیم و منیزیم است که می توانند باعث ایجاد رسوب و گرفتگی در لوله ها و دستگاه ها شوند. رزین های کاتیونی می توانند یون های کلسیم و منیزیم را از آب حذف کنند و آب نرم تر و قابل استفاده تر تولید کنند.

رزین های آنیونی نیز کاربردهای زیادی دارند. از آنها می توان برای حذف یون های کلرید، سولفات، و سایر یون های معدنی از آب استفاده کرد. از رزین های آنیونی همچنین می توان برای حذف یون های اسیدهای آلی از آب استفاده کرد.

انتخاب نوع رزین تبادل یونی برای سختی گیر به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله کاربرد مورد نظر، نوع یون هایی که باید حذف شوند، و بودجه.

قیمت رزین سختی گیر

قیمت رزین سختی گیر به عوامل مختلفی بستگی دارد که مهم‌ترین آنها نوع رزین، برند و کشور سازنده، تاریخ تولید و انقضای رزین‌ها، و برند و تکنولوژی کارخانه تولید کننده است.

بدنه:

• نوع رزین کاتیونی: رزین‌های کاتیونی انواع مختلفی دارند که هر یک کاربرد و قیمت متفاوتی دارند. به عنوان مثال، رزین کاتیونی پرولایت ساخت شرکت پرولایت انگلیس دارای کیفیت و طول عمر بیشتری نسبت به رزین‌های کاتیونی چینی است و به همین دلیل قیمت بالاتری دارد.
• برند و کشور سازنده: برند و کشور سازنده نیز بر قیمت رزین سختی گیر تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، رزین‌های کاتیونی پرولایت ساخت انگلیس نسبت به رزین‌های کاتیونی ساخت چین و هند قیمت بالاتری دارند.
• تاریخ تولید و انقضای رزین‌ها: رزین‌های سختی گیر دارای تاریخ تولید و انقضای مشخصی هستند. رزین‌هایی که تاریخ تولید آنها جدیدتر است، قیمت بیشتری دارند. همچنین، رزین‌هایی که تاریخ انقضای آنها نزدیک‌تر است، قیمت کمتری دارند.
• برند و تکنولوژی کارخانه تولید کننده: برند و تکنولوژی کارخانه تولید کننده نیز بر قیمت رزین سختی گیر تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، رزین‌های کاتیونی تولید شرکت پرولایت نسبت به رزین‌های کاتیونی تولید شرکت هیدرولایت قیمت بالاتری دارند.

قیمت رزین سختی گیر در حال حاضر در بازار جهانی نوسان دارد و به عوامل مختلفی بستگی دارد. برای دریافت قیمت دقیق رزین های کاتیونی و آنیونی مورد نظر خود، می‌توانید با کارشناسان صنایع هلدینگ برتر تماس بگیرید.

خرید رزین سختی گیر

یک مسئول تأسیسات موظف است تا دقت بسیار زیادی جهت خرید رزین سختی گیر داشته باشد؛ زیرا سلامت و عمر تأسیسات به آن بستگی دارد؛ بنابراین لازم است نکاتی در هنگام خرید رزین رعایت شود تا از بروز مشکلات جلوگیری شود. در ادامه به بررسی این نکات مهم می‌پردازیم.

• توجه به برند: شناخت برند از مهم‌ترین نکاتی است که در هنگام خرید رزین مورد نظر باید به آن توجه شود. قبل از خرید لازم است از برند موردنظر اطلاعات کافی کسب و از اعتبار و کیفیت آن اطمینان حاصل شود.
• مدل: همان‌طور که گفته شد رزین‌های سختی گیر دارای انواع و مدل‌های گوناگونی هستند. در هنگام خرید باید رزینی که متناسب با نیاز و کاربردی که از آن برای تأسیسات خود انتظار داریم انتخاب شود.
• بررسی قیمت: در این قسمت می‌بایست قیمت رزین سختی گیر را با توجه به کیفیت و اعتبار برند موردنظر بررسی شود. بهتر است به دلیل پایین بودن قیمت، رزین سخت گیر کاتیونی انتخاب نشود زیرا رزین نامناسب و نامرغوب می‌تواند اثرات بسیار بدی بر روی دستگاه و تجهیزات بگذارد. اولین فاکتور در خرید رزین کیفیت و اعتبار آن است نه قیمت‌.
• اصالت: هنگامی که محصول موردنظر را انتخاب کردید نوبت آن است که از اصالت آن نیز مطلع شوید. بهتر است از ضمانت و کیفیت آن اطمینان حاصل کنید.

مکمل‌های موردنیاز برای رزین سختی گیر

پس از خرید رزین سختی گیر کاتیونی به تهیه و خرید برخی از مکمل‌ها جهت عملکرد بهتر نیاز است. در ادامه به معرفی این مکمل‌ها می‌پردازیم.

• سیلیس
• نازل رزینی
• سنگ نمک
• رزین آنیونی برای از بین بردن یون‌های دیگر موجود در آب

رزین پرولایت

رزین پرولایت یکی از معتبرترین مبادله کننده‌های یونی است که شامل دو مدل کاتیونی و آنیونی است و به صورت گسترده در زمینه تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع رزین تصفیه آب با حذف فلزات، کربنات‌ها، سولفات‌ها و … در روند تصفیه آب مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از مهم‌ترین کاربرد آن می‌توان به یون‌زدایی و تولید آب خالص اشاره کرد.

استفاده از رزین پرولایت از تشکیل رسوب آهکی در تجهیزات و قطعات تأسیساتی جلوگیری می‌کند. در هنگام خرید رزین‌ تبادل یونی چه مواردی را باید رعایت کنیم تا به تأسیسات صنعتی آسیب وارد نشود. بهتر است در هنگام تهیه رزین موردنظر اطلاعات کافی در زمینه کاربرد و کیفیت آن کسب کنید تا انتخاب مناسب‌تری را داشته باشید.

احیاء رزین‌‌های تبادل یونی

نکته مهمی در مورد عملکرد رزین‌ها که باید به آن توجه کنید این است که کارایی رزین های مورد استفاده در سختی گیرها مدت زمان مشخصی دارند و پس از گذشت این زمان اشباع می‌شوند. در صورتی که این اتفاق رخ داد رزین‌ سختی گیر می‌بایست احیاء شوند تا بتوان مجدداً از آن استفاده کرد. سختی گیرهای رزینی از نوع رزین کاتیونی بعد از شست و شو با محلول آب و نمک (متبلور) احیاء می‌شود و این‌گونه خاصیت سختی گیری خود را مجددا به دست می‌آورد.

جهت احیاء رزین‌ها معمولاً از یک ترکیب شیمیایی نظیر اسید سولفوریک، اسیدکلریدریک یا نمک طعام استفاده می‌گردد. زیرا نوع رزین از کاتیون اسیدی قوی است. اسید معمولاً به علت تشکیل رسوب کلسیم سولفات باعث کاهش راندمان می‌شود و به همین دلیل می‌بایست به صورت تدریجی و آهسته به سختی گیر اضافه گردد.

عملکرد احیاء در سختی گیرهای نیمه اتوماتیک توسط یک شیر دستی با نظارت اپراتور موتورخانه و به صورت منظم و همچنین در سختی گیرهای رزینی اتوماتیک توسط یک شیر تمام اتوماتیک و بدون نیاز داشتن به نظارت یک اپراتور بر اساس یک سیستم تنظیم زمانی و جریانی به صورت خودکار انجام می‌شود.

با در نظر گرفتن تأثیرات منفی املاح فلزات سنگین نظیر منگنز، آهن، مس و… و همچنین مواد معلق که در آب ورودی وجود دارند، بهتر است از فیلتر شنی بر روی لوله‌های آب ورودی به سختی گیر استفاده شود تا به این صورت از ورود مواد معلق و فلزات سنگین به داخل دستگاه های رسوب گیر جلوگیری شود.

نکته بسیار مهم و قابل توجه در مورد طول عمر رزین‌های سختی گیر این است که طول عمر آن‌ها به عواملی نظیر کیفیت رزین، کیفیت آب و در نهایت فرایند احیاء بستگی دارد. رزین سختی گیر اگر به صورت درست و به موقع احیاء شود طول عمر آن نیز افزایش می‌یابد. طول عمر مفید آن بین ۵ الی ۱۰ سال که با رعایت نکاتی که گفته شد می‌توان عمر آن را تا ۱۵ سال هم افزایش داد.

محصول مرتبط:

فیلتر کربن