음이온 교환수지



       용액 중의 음이온을 교환하는 이온교환 수지로, 교환기는 염기로서 그 염기성도에 따라 강염기성 음이온 교환수지와 약 염기성 음이온 교환수지로 분류된다.

RA + B
- <-> RB + A-


1. 강염기성 음이온 교환수지

1) 제4급 ammonium 수지
       가장 널리 사용되고 있으며 styren과 DVB의 공중합체에 chloromethylethele을 반응시켜 methylene chlorite radical을 도입시키고 다시 제3급 amine과 반응시키면, 제4급 ammonium 교환기를 가진 음이온 교환수지가 된다. 염의 형태는 100℃까지 안정하고 수산기형은 안정치 못하며 상온에서도 서서히 분해하여 amine 냄새를 발산한다.

     갈색 내지 담갈색 구형 또는 입상으로 비중은 수중에서 1.08∼1.14로서 sulfonic acid 수지보다 약간 가볍다. 또한 강염기성 음이온 교환수지는 2종류가 있는데 I형과 II형의 2가지가 있다. 염기성도는 II형보다 I형이 강하고 그 주요 차이점은 다음과 같다.


I형 및 II형 수지의 비교
I 형 수 지 II 형 수 지
약산 즉 SiO2, CO2 등에 대한 선택성이 좋다.
II형보다 교환용량이 좋다.
II형보다 화학적 안정성이 좋다.
입구 수질에 민감도가 적다.
약산에 대한 선택성이 낮다.
I형보다 교환용량이 높다.
I형보다 화학적 안정성이 나쁘다.
입구수질에 민감도가 크다.
2. 약염기성 음이온 교환수지
       제3급 이하의 amine은 해리 정수가 아주 작고 약염기성을 나타내므로 교환기에 제3급 이하의 amine을 도입하면 약염기성 음이온 교환수지를 만들 수가 있다.
I형과 II형 수지의 특징
항 목 I 형 II 형
염 기 도 강 염기성 강 염기성이나 I형보다 약함
재 생

염기성이 강하여 재생하기 어렵기 때문에
재생제가 다량 필요

염기성이 약하여 재생이 용이하므로
재생제가 절약

약 산 에
대 한
선 택 성
약산(SiO2, CO2등)에 대한 선택성이 좋아 leak가 적다. SiO2누출량은 0.05ppm 이하이고 SiO2제거시 저가교도 수지가 좋으며 내오염성이 있다. 약산(SiO2, CO2등)에 대한 선택성이 약간 낮아 leak가 다소 크다. SiO2 누출량은 0.2∼0.3ppm 정도
교 환
용 량
가교도에 따라 다르지만 일반적으로 낮다. 가교도에 따라 다르지만 일반적으로 높다.
화 학 적
안 정 성
화학적 안정성이 우수하다.
OH형 에서는 50∼60℃까지의 처리에 사용된다.
Cl형은 80℃까지 사용된다.
화학적 안정성이 나쁘고 성능이 저하하기 쉽다.
OH형 에서는 40℃ 정도를 한도로 사용한다.
Cl형은 60℃까지 사용된다.
수 질
민감도
입구수질에 대한 처리수 수질의 민감도가 낮다. 입구수질에 대한 처리수 수질의 민감도가 높다.
내 구 성 높 다 낮 다
교환기의
화학구조
trimethyl benzyl ammonium radical dimethyl ethanol benzyl ammonium radical
내약품성 II형보다 I형이 양호함
재생효율 4.0∼4.3g NaOH/g-CaCO3 2.0∼2.4g NaOH/g-CaCO3
실 용 적
관류용량
20∼30 g CaCO3/ℓ-R 30∼40 g CaCO3/ℓ-R
재생경비 염기성이 강하여 상당히 높다. 저 렴
수 지 의
년 간
보 충 률
복상식 : 10% 이내
혼상식 : 10∼15%
복상식 : 10∼15%
혼상식 : 12∼17%

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