Como melhorar a vida útil das colunas com resina iônica?

Escolher e usar resinas de troca iônica para sistemas de tratamento de água é um procedimento geralmente complicado. Engenheiros de fábricas que não estão familiarizados com essas resinas encontram dificuldades para purificar a água ao mesmo tempo em que aumentam a vida útil das colunas de filtragem. Por isso, preparamos o artigo a seguir com as principais características das resinas de troca iônica e as técnicas de preparação que melhoram as reações e aumentam a durabilidade das colunas. Boa leitura!

Como as resinas de troca iônica são produzidas

A maioria das resinas de troca iônica é baseada em um poliestireno reticulado ou estrutura acrílica. Com exceção das resinas de ácidos fracos que são feitas em um processo de uma etapa, a síntese de resinas é uma operação de duas ou três etapas envolvendo polimerização, reações intermediárias e funcionalização.

 

Polimerização

 

A polimerização em suspensão é um método comum de preparação de resinas sintéticas de troca iônica. Primeiro, um monómero de base, tal como o estireno, é misturado com um catalisador e um monómero reticulante, tal como o divinilbenzeno.

A fase orgânica resultante é então suspensa em água. A fase aquosa contém agentes de suspensão para assegurar que uma suspensão estável de óleo em água é obtida quando a mistura é agitada. Se uma resina acrílica estiver sendo preparada, a fase aquosa pode ser uma solução salina saturada que minimize a solubilidade do monômero acrílico.

A suspensão é aquecida à temperatura da reação e mantida até a polimerização estar completa. A reação converte as gotículas da fase oleosa em esferas sólidas de poliestireno reticulado que são removidas da fase aquosa, lavadas e secas. Neste ponto, as esferas de copolímero de estireno não têm capacidade de troca iônica e são resistentes ao umedecimento porque não possuem capacidade de funcionamento iônico.

Assim, a polimerização facilita a preparação das resinas e cria processos químicos mais suaves que diminuem o desagaste das colunas de filtragem.

 

Regeneração de resina iônica

 

Outra forma de manter o estado ótimo das colunas por mais tempo é aplicar algum processo de regeneração das resinas. Ao longo de um ou mais ciclos de serviço, uma resina de troca iônica ficará esgotada, o que significa que não poderá mais ativar as reações químicas de purificação da água.

Isso acontece quando os íons contaminantes se ligam a quase todos os locais ativos disponíveis na matriz de resina. Simplificando, a regeneração é um processo em que grupos funcionais aniônicos ou catiônicos são restaurados para a matriz de resina gasta. Isto é conseguido através da aplicação de uma solução de regeneração química, embora o processo exato e os regenerantes utilizados dependam de vários fatores de processo.

Os sistemas que usam resina iônica geralmente tomam a forma de colunas que contêm uma ou mais variedades de resina. Durante um ciclo de serviço, um fluxo é direcionado para a coluna, que reage com a resina. O ciclo de regeneração pode ser de co-fluxo, um processo mais simples para volumes de água menores ou que não exigem qualidade superior; ou de fluxo reverso, que envolve a injeção da solução regenerante na direção oposta do fluxo de serviço e é direcionada para volumes de filtragem maiores e mais eficientes.

Em ambos os casos, a solução regenerante entra em contato com as camadas de resina menos exauridas, tornando o processo de regeneração mais eficiente.