رزین سختی گیر چیست؟

رزین سختی گیر (Softener Resin) نوعی دانه‌های شیمیایی یا پلاستیکی است، انواع رزین سختی گیر پرولایت عمل سختی گیر آب را جهت تولید آب نرم انجام می‌دهد. دانه رزین در سختی گیر آب مانند آهنربا عمل کرده، یون‌های سنگین آب (منیزیم، کلسیم) را جذب خود می‌کند. این کار دانه‌های پلاستیکی شبیه عملکرد جاذبه قطب‌های مثبت منفی آهنربا می‌باشد. رزین سختی گیر آب وابسته به جذب یون‌های مختلف آب شامل دو دسته آنیونی، کاتیونی می‌گردد. رزین سختی گیر ماده ای جز انکار ناپذیر بحساب می‌آید. میزان ریخته شدن آن درون مخزن بیانگر ظرفیت تبادل یونی رسوب زدا قلمداد می‌شود. در این مقاله به مقایسه انواع رزین تبادل یونی همانند برند پرولایت ، هیدرولایت و تک خواهیم پرداخت.

رزین تبادل یونی عمدتاً درون تجهیزاتی همچون سختی گیر رزینی و دیونایزر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ماده فوق، درون کیسه های 10 لیتری یا 25 لیتری توسط  کشورهایی مانند انگلستان، چین، آمریکا بداخل کشور وارد می‌شوند. برندهای پرولایت، هیدرولایت، پترولایت و تک از رایج ترین رزین سختی گیر مورد کاربرد درون این سیستم ها بحساب می‌آیند. سایز دانه های پلاستیکی رزین عمدتاً حدود یک میلی متر بوده و هر 25 لیتر آن معادل 30 کیلوگرین ظرفیت تبادل یونی درون سختی گیر ایجاد می‌نماید.

مطالب پیشنهادی:

رزین چیست و چه کاربردی در سختی گیر دارد؟

چندین پیوند الاستیک توسط دی ونیل بنزن درون ساختار کروی اسفنجی پلی استایرن موجب تقویت عمر رزین سختی گیر می‌گردد. عموماً مقدار ترکیب 2 الی 20 درصد دی ونیل بنزن داخل ترکیب دانه های آن تبادل یونی بکار برده می‌شود. میزان 10 درصد ترکیب دی ونیل بنزن درون ساختار دانه های پلاستیکی رزین نشان داده شده که موجب قوی تر شدن ساختار و افزایش عمر آن خواهد شد. به هر میزان اندازه یا سایز دانه های رزین سختی گیر کوچک تر باشد مقدار بیشتر آن درون هر متر مکعب قرار خواهد گرفت. همین موضوع موجب افزایش ظرفیت تبادل یون داخل سختی گیر رزینی خواهد شد. امروزه ساختار فیزیکی دانه های رزین تبادل یونی درون سختی گیر دارای اندازه ای معادل کره ای به قطر حدوداً 0.3 تا 1.2 میلی‌متر می‌باشند.

تفاوت رزین سختی گیر و رزینهای صنایع مختلف

برای پاسخ به این سوال رایج که امکان دارد در ذهن مخاطبان شکل بگیرد باید عرض کنیم، خیر!. رزین سختی گیر نوعی ماده پلاستیکی است که در فرم پلی استری برای صنعت رنگ یا چسب استفاده می‌شود. در فرمتی دیگر همانطور که مطلب فوق اشاره شد درون سیستم های تبادل یونی نیز بکار برده می‌شود. ماده ای که درون سیستم سختی گیر رزینی استفاده می‌شود درواقع واحد اصلی تبادل یون سدیم با کلسیم، منیزیم بحساب می‌آیند این ترکیب قالباً بهراه کاربری تصفیه آب نیز می‌باشد. این ماده درون یک المان سختی گیر بکار برده می شود که تحت هیچ شرایطی شبیه رزین چسبناک درون صنعت رنگ نمی باشد.

ماده ای که درون صنعت چسب بکار می‌رود عمدتاً همانند مایعی با غلظت بالا بشکل عسل می‌باشد. این ماده برای تولید قطعات فایبرگلاس یا رنگ آمیزی یک قطعه بکار برده می شود. رزین سختی گیر دانه های ریزی از مواد پلاستیکی یا شیمیایی هستند که معمولأ دارای ترکیبی از کاتیون سدیم یا موارد مشابه آن می باشد که هدف جابجایی املاح سخت آب را برعهده دارند.

نحوه محاسبه مقدار رزین در سختی گیر 

شاید ساده ترین پرسش درباره کاربرد این مواد شیمیایی سوال، آیا رزین های سختی گیر تاریخ انقضا دارند؟ باشد. پاسخ سوال فوق بله می باشد که باید عرض کنیم هر مدل رزین فارغ کاتیونی یا آنیونی بودن آن برند این ماده طی باید مدت مشخصی تعویض گردد. دانه های ماده همواره عمر مفید مشخصی دارند و به صورت دائم نمی توانند فرآیند تعویض یونی را انجام دهند. به بیانی ساده تر رزین مورد کاربرد درون این دستگاه ممکن است با طول عمر یک سختی گیر رزینی بارها تحت شک هیدرولیک، اکسیداسیون، شک های اسمتیک قرار گیرد.

سازندگان این ماده شیمیایی تعویض یونی در بهترین حالت می‌توانند طول عمر یا تاریخ انقضایی معادل 10 سال را فراهم آورند. آن هم وابسته به شرایط طراحی، کاربری دستگاه خواهد بود. امروزه بسیاری از مدل های وارداتی این ماده بهمراه تاریخ انقضایی معادل 2 تا 5 سال بوده که درون یک بازه مشخص تاریخ بیان شده باید تعویض گردد. از دیدی دیگر می‌توان گفت پس از مدت تاریخ انقضای خود عملکرد خود را از دست داده و دیگر قادر به جذب یون های سنگین آب نخواهد بود که در این شرایط نیازمند تعویض می‌باشند. جهت انجام  میتوانید بر روی لینک کلیک نمائید.

عوامل موثر بر کاهش طول عمر و راندمان رزین سختی گیر

1-عدم بک واش یا احیای مناسب درون تایم بندی شستشوی رزین توسط آب نمک

2- وجود املاح معلق یا کدورت زیاد در آب که موجب گرفتگی رزین ها با گذشت زمان خواهد شد.

3-عدم بکارگیری شیر اتوماتیک یا نامنظم بودن تایم بین دو بکواش، باعث فساد زودرس رزین سختی گیر می‌گردد.

4-ارتفاع زیاد چیدمان این ماده که موجب تخریب لایه های این ماده تحت فشار وزن آب می گردد.

5-اکسیداسیون صورت پذیرفته بین رزین و دی ونیل بنزن یا پلی استایرن و تخریب لایه های الاستیک رویی رزین

6-عدم بکارگیری سیلیس درون کف مخزن که سبب خروج ماده به مرور زمان خواهد گردید.

انواع رزین‌ های سختی گیر تبادل یونی 

• دسته اول: رزین‌ های آنیونی 

به همین دلیل در سیستم‌ های تصفیه آب رزین‌ سختی گیر آنیونی قوی دررون قسمت پایین مدل آنیونی ضعیف قرار می‌گیرند. در بویلرهای نیروگاهی حذف سیلیس بسیار مهم است، درون این شرایط همواره از رزین‌های آنیونی قوی جهت جذب یا تبادل سیلیس استفاده می‌شود. در دسته رزین های آنیونی چه قوی یا ضعیف بنیان رزین با نماد Z نشان داده می‌شود. ZOH  نمایانگر یک رزین آنیونی که شامل یون‌های متحرک هیدروکسیل می ‌باشد. این ماده با هدف جذب کلریدیک و نیتریک از بخش جریان آب ورودی دارد.

• دسته دوم: رزین‌ های کاتیونی

ظاهر این تیپ رزین پر کاربردترین واحد تبادل یونی هم محسوب شده دارای رنگ قهوه ای روشن می‌باشد. رزین‌های کاتیونی نیز همانند نوع آنیونی به دو دسته کلی ضعیف و قوی دسته بندی می‌گردند. از لحاظ تجربی می‌توان گفت رزین کاتیونی ضعیف با مقایسه رزین کاتیونی قوی بازدهی بیشتری داشته و پساب کمتری تولید می‌کند. رزین کاتیونی ضعیف تنها می تواند کاتیون‌های قلیایی آب را جذب کند. در صورتی که نیاز به جذب کننده کاتیون موجود درون آب دارید، نمی توانید از رزین کاتیونی ضعیف استفاده کنید.

• دسته سوم: رزین‌ های ترکیبی یا رزین میکس بد

درون بسیاری از آزمایشگاه های تولید مواد شوینده و مواد غذایی از دیونایزر جهت حذف کلیه یون های متحرک آب استفاده می کنند. رزین کاتیونی آنیونی را می‌توان درون یک ظرف ترکیب با یکدیگر مخلوط نمود. آب با کیفیت فوق بالا به وسیله واکنش های تبادل یونی زیاد تولید نخواهد شد. در صورت تکرار به عنوان یک معبر گذر آب در طول بستر اختلاط رزین ها اتفاق خواهد افتاد. بهترین درصد اختلاط جهت ساخت رزین میکس یا ترکیبی اختلاط  40 درصد رزین کاتیونی با 60 درصد رزین آنیونی می‌باشد.

نحوه تعویض رزین سختی گیر 

در بسیاری از موارد مصرف کنندگان سختی گیر رزینی نمی دانند که در چه هنگام باید رزین سختی گیر های دستگاه خود را تعویض کنند. در برخی شرایط پس از تشکیل رسوبات درون مدار لوله های جانبی موتورخانه یا سایر تجهیزات نمایانگر نیازمندی تعویض این ماده می‌باشد. این روش به هیچ عنوان درست نبوده بدلیل اینکه تشکیل رسوبات ناشی از عدم عملکرد سختی گیر رزینی می تواند آسیب های جبران ناپذیری را به مجموعه گردشی آب وارد نماید.

رنگ عادی رزین سختی گیر در حالت استاندارد قهوه ای روشن می باشد که به مرور زمان طی کارکرد دستگاه سختی گیر کم رنگ تر خواهد شد. در تعریفی ساده تر، اگر رنگ آن به حالت کرم یا نخودی درآمده باشد نشانگر از بین رفتن خاصیت این ماده می‌باشد. از طرفی دیگر هر میزان رزین سختی گیر املاح سخت را به خود جذب می نماید دیگر انعطاف پذیری خود را از دست داده، اصطلاحاً سفت و خشک می شود.

اگر خشکی یا سفتی را درون دانه های آن کم رنگ شده دیدید مطمئن باشید رزین سختی گیر خاصیت خود را از دست داده اند. البته لازم به ذکر است که بهترین زمان برای بررسی سالم بودن این ماده پس از فرآیند بک واش یا احیا دستگاه سختی گیر رزینی می‌باشد. یکی از عمده ترین مشکلات آب جهت مصارف شرب و نیز استفاده از آب در بخش های مختلف صنایع وجود املاح کلیسیم و منیزیم با غلظت بالاتر از حد استاندارد می باشد که اصطلاحا به آن سختی می گویند.

وظیفه حذف ترکیبات معدنی معلق و املاح محلول در آب سیستم های گرمایش و سرمایش ساختمان را بعهده دارند اما رسوب زداها ترکیبات و املاح فوق را فقط در آب معلق نگه می دارند و مانع از رسوب کردن آنها در سطوح تبادل حرارت سیستمهای سرمایش و گرمایش ساختمان می شوند.

برای مشاوره و خرید سختی گیر با دفتر بخارسازه مشهد (تولیدکننده سختی گیر) تماس حاصل فرمایید

051-38450864     09151678840

**************************

علت استفاده از سختی گیر

چرا باید از سختی گیر آب و رسوب زدا در موتورخانه ساختمان ها استفاده کنیم؟

لزوم حذف سختی موجود در آب به این دلیل است که سختی موجود در آب در هنگام گرم شدن یا حتی سرد شدن یون ها و املاح محلول در آب بصورت رسوب روی سطوح تبادل حرارتی مانند سطوح داخلی بویلرها، ، ، کندانسور و اوپراتور چیلرها ، کویل فن کویل ها و هواساز ها و… قرار گرفته و موجب کاهش ضریب انتقال حرارت و نتیجه کاهش تبادل حرارت می شوند.
بطور کلی سختی موجود در آب به دو نوع سختی موقت و سختی دائم قابل تفکیک هستند. ترکیبات مربوط به بی کربنات کلسیم و منیزیم در آب را سختی موقت و املاح مربوطه به سولفات ، کلرور و نیترات کلسیم یا منیزیم را سختی دائم می نامند (مانند رسوب داخل کتری). مجموع سختی دائم و موقت ، سختی کل آب را تشکیل می دهند.

سختی گیر رزینی

در صورت نیاز به استفاده از سختی گیر رزینی علاوه بر حجم یا دبی آب عبوری باید به مقدار سختی آب مورد نظر نیز توجه نمود(P.P.M)
سختی گیر های رزینی بدلیل انجام تبادل یونی و جایگزینی یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب با یون های محلول سدیم از نظر عملکرد نسبت به رسوب زداهای مغناطیسی، الکترونیک و آلتراسونیک که املاح را صرفاً در آب معلق نگه می دارند مطمئن ترند، ولی از طرف دیگر سختی گیرهای رزینی علاوه بر جاگیر بودن ، نیازمند عملیات دائمی و منظم بک واش و احیاء رزین می باشند.

رزین کاتیونی مورد استفاده در سختی گیر‌های رزینی، پس از شستشو با محلول آب نمک (حاصل از نمک متبلور) احیاء شده و خاصیت سختی گیری خود را باز می‌یابد.

با توجه به تاثیر منفی مواد معلق و املاح فلزات سنگین مانند آهن، منگنز، مس و… موجود در آب ورودی به سختی گیرها، توصیه می‌‎نمائیم که با نصب روی لوله آب ورودی به سختی گیر، قبل از ورود آب به دستگاه، مواد معلق و فلزات سنگین موجود از آب جدا گردد.
عملیات بک واش و احیاء در سختی گیر های رزینی با شیر نیمه اتوماتیک بصورت منظم و نظارت شده توسط اپراتور موتور خانه و در سختی گیرهای رزینی با شیر تمام اتوماتیک بدون نیاز به اپراتور و بر مبنای سیستم تنظیم جریانی یا زمانی بصورت خودکار انجام می پذیرد.

با توجه به وجود برخی ناخالصی ها در نمک معمولی و بخصوص در سنگ نمک که باعث کاهش شدید عمر مفید رزین سختی گیر خواهد گردید، حتما توجه داشته باشید که برای احیاء رزین دستگاه از نمک متبلور استفاده نمائید.

نمک سختی گیر ، قیمت نمک سختی گیر

ماده ای است که در عملیات بکواش سیستم تصفیه آب سخت شرکت نموده و باعث جایگزینی سدیم بجای کلسیم می شود و شرایط را برای احیاء رزین تصفیه آب فراهم می نماید.

کدام نوع نمک در سختیگیر آب استفاده می شود؟

برای نرم شدن آب ، به طور کلی سه نوع نمک به استفاده می شود:

– سنگ نمک
– نمک خورشیدی
– نمک تبخیر شده

سنگ نمک سیستم تصفیه آب استخر و رسوب گیر موتورخانه  به عنوان ماده معدنی به طور طبیعی در زمین ایجاد می شوند و از رسوبات نمکی زیرزمینی با روشهای سنتی استخراج، به دست می آید. این ماده حاوی بین 98 تا 99 درصد سدیم کلرید است. این میزان عدم حلالیت در آب در حدود 0.5 تا 1.5 درصد، به طور عمده کلسیم سولفات است. مهمترین مؤلفه آن کلسیم سولفات است

آب سخت

آبهای سخت بویژه در مصارف صنعتی و تاسیساتی ،مشکلات متعددی را به دلیل بالا بودن قابلیت رسوب گذاری و خورندگی ایجاد می کنند که اهم آن عبارتند از :

• تشدیدخوردگی و رسوب گذاری در تاسیسات حرارتی
• کاهش راندمان انتقال حرارت و افزایش مصرف بی رویه انرژی به دلیل وجود لایه های ضخیم رسوبی
• ایجاد لکه و رسوبات سفید رنگ بر روی سطوح شیشه ، فلز ، پارچه ، لباس و نظایر آن .
• کاهش ظرفیت انتقال جریان آب در اثر تشکیل رسوبات سخت در جداره داخلی لوله ها و مخازن.
• افزایش مصرف مواد شوینده به دلیل کاهش خاصیت کف کنندگی آنها در آب سخت.

محاسبه ظرفیت سختی گیر

برای محاسبه ظرفیت میتوان از فرمول زیر استفاده نمود:

بنابراین جهت محاسبه ظرفیت مورد نیاز سختی گیر رزینی، پس از تعیین مقدار آب مصرفی پروژه و اندازه گیری مقدار سختی آب محل پروژه (با استفاده از کیت های مخصوص موجود در بازار و یا ابزار مخصوص آن) میتوان با استفاده از فرمول فوق ظرفیت سختی گیر رزینی را با دقت کافی محاسبه نمود.

 انتخاب سختی گیر

• سختی آب ورودی بر حسب ppm
• دبی آب ورودی به سختی گیر
• نوع و ظرفیت رزین
• سیکل احیاء و شست و شو

همچنین توجه کنید که حجم رزین، ابعاد سختی گیر (مانند قطر وارتفاع) و جنس بدنه از مشخصات اصلی یک سختی گیر می باشد. سازندگان معمولا مشخصات کلی شامل دبی آب سرویس، دبی احیاء و دبی شست وشوی سریع را ارائه می دهند که بر اساس آن ها می توان حجم رزین را محاسبه نمود.

رسوب زدای مغناطیسی

کلیه رسوب زداهای مغناطیسی ، الکترونیک و یا آلتراسونیک روی لوله ورودی آب به تجهیزاتی مانند دیگ ، چیلر ، برج خنک کننده ، مبدل های حرارتی ، منابع کویلی ، دوجداره و … نصب می شوند.
رسوب زدا های مغناطیسی که روی لوله های فلزی نصب می شوند بدون نیاز به اتصال به جریان برق می توانند املاح و سختی های موجود در آب در حال گذر از همان نقطه از لوله را به حالت معلق درآورند ولی ممکن است رسوبات فوق در طول مسیر و برخورد با زانو یا انشعابات مسیر مجددا ته نشین شده و ایجاد رسوب نمایند.

رسوب زدا الکترونیک

رسوب زدا های الکترونیک و آلتروسونیک نیز که روی لوله ها نصب می شوند قادر به فرستادن امواج الکترومغناطیسی یا امواج مافوق صوت با برد 150 تا 1000 متر در طول جریان مسیر آب لوله بوده و باعث می شود رسوبات آب در طول مسیر سیکل خود همچنان بحالت محلول در آب باقی بمانند و رسوبات احتمالی قبلی نیز به تدریج برداشته شوند. بر این اساس در هنگام انتخاب سختی گیر آب یا رسوب زدای مورد نیاز پروژه می توانید با کارشناسان بخارسازه مشورت نمائید تا بر اساس شرایط و نیاز پروژه مشاوره لازم را ارائه نمایند.

اصولا عملیات سختی گیری برای آبهایی با سختی بالاتر از ۱۰۰ میلیگرم بر لیتر مورد استفاده قرار می گیرد. البته نباید به این اعداد بصورت مطلق نگاه شود و الزامات فرآیندی میزان سختی مجاز را مشخص می کنند.

کاربرد اصلی سختی گیر

کاربرد اصلی سختی گیرها در ، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کن و سیستمهای سرمایشی است.
در مصارف صنعتی سختی آب موجب انسداد لوله ها در سیستمهای پایپینگ و بویلر ها و سیستمهای خنک کاری و در نتیجه کاهش دبی جریان و کاهش انتقال حرارت می شود که این موضوع باعث افزایش هزینه های انرژی و همچنین افزایش هزینه های نگهداری و تعمیرات می شود.
همچنین در آبهای سخت انحلال صابونها و مواد پاک کننده در آب به راحتی انجام نمی شود و در نتیجه راندمان شستشو کاهش می یابد.

جهت آشنایی با  کلیک نمائید.

منبع: یوتیوب