فرایند تولید دیونیزاسیون

دیونیزاسیون چگونه انجام می شود؟
یون های مختلف جذب ذرات رزینی با قدرت های متفاوت می شوند. به عنوان مثال، کلسیم بیشتر از سدیم جذب بیدهای رزین کاتیونی می شوند.

هیدروژن روی ذرات رزین کاتیونی و هیدروکسیل روی ذرات رزین آنیونی جاذبه قوی با رزین ندارند. این عدم وجود جاذبه قوی کمک می کند تبادل یون بخوبی اتفاق بیفتد. همانطور که کاتیون های دارای بار مثبت بر روی دانه های رزین کاتیونی جریان می یابند، با هیدروژن (H+) مبادله می شوند.

به همین ترتیب، هنگامی که آنیون های دارای بار منفی بر روی ذرات رزین آنیون جریان می یابند، آنیون ها با هیدروکسیل (OH-) مبادله می شوند. وقتی هیدروژن (H+) و هیدروکسیل (OH-) را با هم ترکیب می کنید، H2O خالص را تشکیل می دهید.

در نهایت همه مکان های تبادل روی ذرات رزین کاتیونی و آنیونی به پایان رسیده و مخزن دیگر آب دیونیزه تولید نمی کند. در این مرحله، ذرات رزین نیاز به بازسازی دارند تا دوباره برای استفاده آماده شوند.

نحوه عملکرد رزین های تبادل یونی:
در راستای تولید آب دیونیزه، رزین کاتیون با اسید کلریدریک (HCl) احیا می شوند. هیدروژن دارای بار مثبت است و بنابراین به آنیون های موجود در رزین کاتیونی متصل می شوند. رزین های آنیونی نیز با هیدروکسید سدیم احیا می شوند. هیدروکسیل دارای بار منفی است و خود را به کاتیون های موجود در رزین های آنیونی متصل می کنند.

تعویض یون چگونه انجام می شود؟
از رزین های تعویض یون برای تولید آب دیونیزه یا آب بدون مواد معدنی (DI Water) استفاده می شود. این رزین ها بیدهای پلاستیکی کوچکی هستند که از زنجیره های پلیمری آلی تشکیل شده اند که دارای گروه های عاملی ساخته شده در بید های رزین است. هر گروه عاملی دارای یک بار مثبت یا منفی ثابت است.

رزین های کاتیونی دارای گروه عاملی منفی هستند و بنابراین یون های دارای با رمثبت را جذب می کنند. دو نوع رزین کاتیونی وجود دارد، کاتیون اسیدی ضعیف (WAC) و کاتیون اسیدی قوی (SAC). از رزین کاتیونی با اسید ضعیف عمدتا در دی آلکیلاسیون و دیگر کاربردهای منحصربفرد استفاده می شود. برای تهیه آب دیونیزه از رزین کاتیونی اسیدی قوی استفاده می شود. بنابراین در این مقاله کاربرد این نوع رزین توضیح داده می شود.

تعویض یون چگونه انجام می شود؟
رزین های آنیونی دارای گروه های عاملی با بار مثبت هستند و بنابراین یون های با بار منفی را جذب می کنند. دو نوع آنیون وجود دارد، آنیون باز ضعیف (WBA) و آنیون باز قوی (SBA). هر دو نوع رزین های آنیونی برای تولید آب دیونیزه استفاده می شوند، اما ویژگی های متفاوتی دارند که در ادامه ذکر می شود:

رزین های WBA یون های سیلیس و دی اکسید کربن را حذف نمی کنند و یا توانایی خنثی سازی اسیدهای ضعیف را ندارند. هنگامی که در سیستم بستر جداگانه دوگانه استفاده می شود، pH پایین تر از خنثی دارد.

رزین های SBA تمام آنیون هایی که در جدول فوق نامبرده شد و همچنین دی اکسید کربن را حرف می کنند. هنگام استفاده در سیستم بستر جداگانه دوگانه به دلیل رسوب سدیم، pH بالاتر از خنثی دارند.
گاهی نیز از بسترهای مخلوط رزین های SAC و SBA با هم استفاده می شوند.