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킬레이트 수지를 이용한 염소-알칼리 생산에서 최상의 염수 품질 달성

염소-알칼리 생산에서 염수의 수질은 매우 중요합니다. 기존의 1차 염수 정화 공정으로는 요구되는 기준을 충족하지 못하므로 2차 염수 정화가 필수적입니다. 2차 염수 정화 공정에서는 일반적으로 이온 교환 수지를 사용하여 Ca²⁺, Mg²⁺ 및 중금속을 제거합니다. 이러한 장치는 음이온 및 양이온 교환 수지의 선택성과 평형 반응 원리를 이용하여 물에서 전해질 이온을 제거합니다. 이 공정은 고순도 물을 생산하는 데 필수적입니다. 이온 교환 필터를 통과하여 정화된 2차 염수는 Ca²⁺ 및 Mg²⁺의 총 질량 분율이 20ppb 미만이 될 수 있습니다.

I. 기술적 배경

염소-알칼리 생산에서 염수의 품질은 가성소다 제품의 전력 소비량뿐만 아니라 전해조에 사용되는 전해막의 수명에도 영향을 미칩니다. 따라서 염수 품질 향상은 항상 중요한 기술적 과제였습니다. 이온 교환 전해조는 염수 품질에 대한 요구 조건이 매우 높습니다. 정제된 염수의 품질을 개선하는 것은 안정적인 생산을 보장하고 경제적 이익을 증대하는 데 필수적입니다.

이온 교환막 성능 저하를 방지하기 위해서는 Ca²⁺ 및 Mg²⁺의 총 질량 분율을 20 ppb 이하로 제어해야 합니다. 또한 Sr²⁺ 및 Ba²⁺의 질량 분율에 대해서도 동일한 요구 사항이 있습니다. 기존의 1차 염수 처리 방법으로는 이러한 엄격한 요구 사항을 충족할 수 없으므로 2차 염수 정화가 필요합니다.

II. 킬레이트 수지를 이용한 2차 염수 정화

킬레이트 수지는 금속 이온과 킬레이트 복합체를 형성할 수 있는 가교 기능성 고분자 소재입니다. 이온 교환 수지에 비해 킬레이트 수지는 결합력이 강하고 선택성이 높습니다. 다양한 금속 이온의 회수 및 분리, 아미노산 분리, 습식 야금, 오염 제어 등 여러 분야에서 널리 사용됩니다.

이온 교환막을 이용한 가성소다 생산에는 2차 염수의 높은 순도 요구 조건이 있습니다. 기존의 침전 공정으로는 염수 내 유해 이온을 허용 가능한 수준으로 낮추는 데 어려움을 겪고 있습니다. 선레진(Sunresin)에서 개발한 아미노포스폰산 수지와 아미노디아세트산 수지는 Ca²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Fe²⁺, Ni²⁺, Al³⁺ 등의 이온을 염수에서 효과적으로 제거할 수 있습니다. 선레진의 킬레이트 수지로 1차 염수를 처리하면 2차 염수 내 Ca²⁺와 Mg²⁺ 농도를 현재 요구 조건인 20ppb보다 훨씬 낮은 수준으로 제어할 수 있어 이온 교환막 공정의 요구 조건을 완벽하게 충족합니다. 이는 전류 효율을 향상시키고 유해 금속 이온으로 인한 전해조 및 이온 교환막의 손상을 줄여줍니다.

III. 염소-알칼리 산업용 선레진 킬레이트 수지 선정: 세플라이트 ® LSC710

선레진의 SEPLITE ®LSC710 킬레이트 수지는 이미노디아세트산형의 약산성 거대다공성 킬레이트 수지로, 알칼리 토금속 및 중금속 양이온의 선택적 제거에 사용됩니다. 이온 교환막 가성소다 산업에서 이 수지는 2가 금속 이온과 안정적인 킬레이트를 형성하여 2차 염수를 정제 및 정화하는 데 사용됩니다. 아미노포스폰산 킬레이트 수지에 비해 이미노디아세트산 킬레이트 수지는 스트론튬과 같은 중금속 제거에 더욱 효과적입니다.

작동 원리 ：

가성소다 생산을 위한 이온 교환막 공정에서 염수로부터 양이온을 제거하는 일반적인 반응은 다음과 같습니다.

서비스 주기 ：

RCH2N(CH2COONa)2 + Ca²⁺ → RCH2N(CH2COO)2Ca + 2Na⁺

재건:

RCH₂N(CH₂COO)₂Ca + 2HCl → RCH₂N(CH₂COOH)₂ + CaCl₂

조절:

RCH2N(CH2COOH)2 + 2NaOH → RCH2N(CH2COONa)2 + 2H2O

이러한 반응에서 킬레이트 수지 RCH₂N(CH₂COOH)₂는 Ca²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺와 같은 2가 금속 이온과 반응하여 안정적인 킬레이트 착물 RCH₂N(CH₂COO)₂Ca를 형성하고, 나트륨 형태로 작동하는 수지의 경우 수소 이온(H⁺) 또는 나트륨 이온(Na⁺)을 방출합니다. 이 공정은 염수에서 이러한 경도 이온을 효과적으로 제거하여 이온 교환막 가성소다 생산에 필요한 엄격한 품질 요구 사항을 충족하도록 염수를 정화합니다.

선택성 순서 ：

산성 조건에서: Pb2+ > Cu2+ > U4+ > Zn2+ > Al3+ > Mg2+ > Sr2+ > Ca2+ > Na+ > Ba2+
알칼리성 조건에서: Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Al3+ > Ba2+ ≥ Na+ > K+

분리 ®LSC750 킬레이트 수지

분리 ®LSC750 킬레이트 수지는 약산성 아미노포스폰산 활성기를 가진 거대 기공의 균일한 크기의 수지이며, 스티렌과 디비닐벤젠으로 가교되어 있습니다. 이러한 화학 구조는 금속 이온과의 킬레이트 형성을 용이하게 합니다. 이미노디아세트산 수지와 비교했을 때, 아미노포스폰산 킬레이트 수지는 이가 양이온에 대한 친화력이 더 높고, 원자량이 낮고 원자가가 낮은 양이온과 더 안정적인 킬레이트를 형성합니다. 따라서 SEPLITE는 ®LSC750 아미노포스폰산 킬레이트 수지는 이온 교환막 가성소다 생산에서 2차 염수 정화에 더 적합한 반면, 이민디아세트산형 킬레이트 수지는 중금속 이온 제거에 더 적합합니다.

분리 ®LSC750 수지 구조식

작동 원리 ：

가성소다 생산을 위한 이온 교환막 공정에서 염수로부터 경질 이온을 제거하는 일반적인 반응은 다음과 같습니다.

서비스 주기:

RCH2NHCH2PO₃Na2 + Ca²⁺ → RCH2NHCH2PO₃Ca + 2Na⁺

재건:

RCH2NHCH2PO₃Ca + 2HCl → RCH2NHCH2PO₃H2 + CaCl2

조절:

RCH2NHCH2PO₃H2 + 2NaOH → RCH2NHCH2PO₃Na2 + 2H2O

선택성 순서 ：

산성 조건(pH 산성)에서: Pb2+ > Cu2+ > U4+ > Zn2+ > Al3+ > Mg2+ > Sr2+ > Ca2+ > Na+ > Ba2+
알칼리성 조건(pH 염기성)에서: Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Al3+ > Ba2+ ≥ Na+ > K+

IV. 균일 입자 크기 킬레이트 수지의 응용

선레진은 이온 교환막 가성소다 산업의 발전에 발맞춰 SEPLITE를 개발했습니다. ® LSC750(아미노메틸포스폰산) 및 SEPLITE ®LSC710(이미노디아세트산) 킬레이트 수지. 이러한 기반 위에 Sunresin은 균일한 입자 크기의 킬레이트 수지 생산 설비에 대한 모든 특허를 획득했습니다. Sunresin은 개선된 SEPLITE를 출시했습니다. ® Monojet™ LSC7100 이미노디아세트산 및 SEPLITE ® 모노젯™ LSC7500 아미노메틸포스폰산 균일 입자 크기 킬레이트 수지.

선레진은 현재 중국에서 유일하게 균일한 입자 크기의 킬레이트 수지를 생산할 수 있는 역량을 갖춘 기업으로, 이 분야의 국내 공백을 메우고 있습니다. 이러한 기술 발전은 이온 교환막의 효율을 효과적으로 향상시키고 수명을 연장합니다.

분리 ® 모노젯™ LSC7100 및 SEPLITE ® 모노젯™ LSC7500 킬레이트 수지

분리 ® 모노젯™ LSC7100 및 SEPLITE ®모노젯™ LSC7500은 선레진(Sunresin)에서 개발 및 생산한 거대 기공 구조의 균일한 입자 크기를 가진 킬레이트 수지입니다. 이 수지는 스티렌 골격을 가지며 각각 이민디아세트산과 아미노포스폰산기를 특징으로 합니다. 이러한 화학 구조는 금속 이온과 킬레이트를 형성하는 데 적합하여 선택적 흡착을 가능하게 합니다.

이미노디아세트산 킬레이트 수지와 아미노포스폰산 킬레이트 수지 모두 금속 양이온에 대한 높은 친화성을 나타내며, 이가 금속 양이온과 안정적인 킬레이트를 쉽게 형성합니다. 따라서 SEPLITE는 ® 모노젯™ LSC7100 및 SEPLITE ®Monojet™ LSC7500 균일 입자 크기 킬레이트 수지는 가성소다 생산을 위한 이온 교환막 공정에서 2차 염수 정화에 적합합니다.

SEPLITE의 장점 ® 모노젯™ LSC7100 및 SEPLITE ® 모노젯™ LSC7500 균일 입자 크기 킬레이트 수지

더욱 빠른 교환 속도와 향상된 교환 처리 용량: 이러한 수지는 보다 효율적인 이온 교환 과정을 보여주며 더 많은 양의 금속 이온을 처리할 수 있습니다.
작동 중 유압 특성 개선: 유체역학적 특성이 개선되어 작동 중 시스템 압력 강하가 줄어듭니다.
염수 처리량 및 효율성의 상당한 개선: 이 장비들은 한 번의 주기마다 더 많은 양의 염수를 더 효율적으로 처리할 수 있습니다.
삼투압 충격에 대한 저항성 향상: 유사한 작동 조건에서 파손율이 낮아져 수지 보충 및 교체 필요성이 줄어듭니다.
첨단 과립화 기술로 더욱 길어진 수명: 세계적으로 인정받는 제트 과립화 기술을 사용하여 제조된 이 수지는 향상된 내구성을 제공합니다.
탁월한 균일성과 더 큰 유효 빈 공간: 수지의 균일한 입자 크기는 더 큰 유효 다공성을 제공하여 전반적인 성능을 향상시킵니다.

V. 응용 사례

선레진의 이온교환막 가성소다 생산용 킬레이트 수지는 정제염, 광물염, 정제염, 염수, 해염, 복합염 등 다양한 염수 제조 공정에 적용되어 왔습니다. 이 수지는 카이멤, 고멤브레인, 플랜팅 멤브레인, 세라믹 멤브레인 등 다양한 종류의 멤브레인을 이용한 1차 정제 후 염수 정제에 적합합니다. 정제된 염수의 지표는 안정적이며, 2차 염수 지표는 국내외 유사 킬레이트 수지 대비 우수한 성능을 보입니다.

선레진의 킬레이트 수지는 이온 교환막을 이용한 가성소다 생산 분야에서 시장 점유율 1위를 차지하고 있습니다. 이 수지는 국내외 120여 개 이온 교환막 기업에 성공적으로 적용되어 왔으며, 쉬화청, 클로르 엔지니어링, 우드, 북화학기계 등 여러 공급업체의 전해조 전 설비에 사용되어 다양한 염수 정화 설비의 요구 사항을 충족하고 있습니다. 이를 통해 고객의 비용을 크게 절감하고 높은 만족도를 얻고 있습니다.

염소-알칼리 산업에서 염수의 품질은 생산 공정의 효율성과 수명에 매우 중요합니다. Sunresin에서 개발한 것과 같은 킬레이트 수지는 Ca²⁺ 및 Mg²⁺와 같은 유해 이온을 효과적으로 제거하여 염수가 최적의 이온 교환막 성능에 필요한 엄격한 요구 사항을 충족하도록 합니다. SEPLITE와 같은 기술 발전으로 이러한 목표를 달성할 수 있습니다. ® LSC710, 세플라이트 ® LSC750, 세플라이트 ® 모노젯™ LSC7100 및 SEPLITE ®Sunresin의 Monojet™ LSC7500 수지는 염수 정화 분야에서 새로운 기준을 제시하며 염소-알칼리 생산업체의 운영 효율성을 크게 향상시키고 비용을 절감합니다.

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