關(guān)于鈉離子交換器

1、鈉離子交換器一、定義軟化器即為鈉離子交換器，離子交換器分為：鈉離子交換器、陰 陽(yáng)床、混合床等種類(lèi)。離子交換柱（器）外殼一般采用硬聚氯乙烯（PVC）、硬聚氯乙烯復(fù)合 玻璃鋼（PVC-FRP）、有機(jī)玻璃（PMMA）、有機(jī)玻璃復(fù)合透明玻璃鋼 （PMMA-FRP）、鋼襯膠（JR）、不銹鋼襯膠等材質(zhì)。主要用于鍋爐、熱 電站、化工、輕工、紡織、醫(yī)藥、生物、電子、原子能及純水處理的 前道處理，工業(yè)生產(chǎn)所需進(jìn)行硬水軟化、去離子水制備的場(chǎng)合，還可 用于食品藥物的脫色提純，貴重金屬、化工原料的回收，電鍍廢水的 處理等?；齑彩菍㈥庩?yáng)離子交換樹(shù)脂按一定混合比例裝填在同一個(gè)離子交 換器內(nèi)，由于混合離子交換后進(jìn)入水中的

2、H離子與0H離子立即生 成電離度很低的水分子，可以使交換反應(yīng)進(jìn)行得十分徹底?；齑惨话?設(shè)置于一級(jí)復(fù)床之后，對(duì)水質(zhì)的進(jìn)一步純化處理。當(dāng)水質(zhì)要求不高時(shí)， 也可以單獨(dú)使用。鈉離子交換器即軟化器是用于去除水中鈣離子、鎂離子，制取軟 化水的離子交換器。組成水中硬度的鈣、鎂離子與軟化器中的離子交 換樹(shù)脂進(jìn)行交換，水中的鈣、鎂離子被鈉離子交換，使水中不易形成 碳酸鹽垢及硫酸鹽垢，從而獲得軟化水。二、用途高硬度飲用水的軟化、生活熱水原水的軟化、生活直飲水裝置的預(yù)處理、鍋爐用水及各類(lèi)換熱器補(bǔ)充水的軟化、以及空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)冷 卻水的軟化處理等。三、分類(lèi)1）按運(yùn)行方式分：固定床、連續(xù)交換床，浮動(dòng)床。固定床可分為：順流

3、再生固定床、逆流再生固定床。連續(xù)交換床可分為：移動(dòng)床、流動(dòng)床。2）按離子交換器制水、再生、沖洗的水流控制方式分：集成閥控制 形式和分立式多閥控制形。集成閥控制形式又分機(jī)械旋轉(zhuǎn)式多路閥、 柱塞式多路閥、板式多路閥、水力驅(qū)動(dòng)多路閥。分立式多閥控制形式又分自動(dòng)隔膜閥組 +控制器和手動(dòng)閥組。四、工作原理1. 水的硬度主要是由鈣，鎂離子構(gòu)成，當(dāng)含有硬度的原水通過(guò)軟 水器內(nèi)樹(shù)脂層時(shí)，水中的鈣鎂離子被樹(shù)脂交換吸附，同時(shí)等物質(zhì)量釋 放出鈉離子。從軟水器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。2. 當(dāng)樹(shù)脂吸收一定量的鈣鎂離子后，就必須進(jìn)行再生，再生過(guò)程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹(shù)脂層，把樹(shù)脂上的硬度離子再置換出來(lái)，

4、隨再生廢液排出罐外，樹(shù)脂就又恢復(fù)了軟化交換的能力。四、再生方式反洗：從樹(shù)脂底部開(kāi)入軟水，以一定的流速反向沖洗樹(shù)脂層，使 在工作時(shí)被壓緊的樹(shù)脂層松散，并自行按顆粒大小重新鋪排成床， 增大顆粒之間的間隙，以便于下一步再生時(shí)，樹(shù)脂能與再生液充 分接觸和反應(yīng)，反洗還可將樹(shù)脂層中混雜的懸浮物沖走。這項(xiàng)操 作通常需要數(shù)十分鐘，直至洗出液無(wú)明顯渾濁為止，為防止反洗 時(shí)樹(shù)脂被沖走而損失，反洗流速不可過(guò)大，洗出水通過(guò)簡(jiǎn)單的隔 篩收回流失的樹(shù)脂。樹(shù)脂反洗后進(jìn)行再生，如果所處理的雜質(zhì)不多，只是由于運(yùn)行一 段時(shí)間后，樹(shù)脂層被壓實(shí)，或被懸浮物阻塞而影響過(guò)濾效果，但 樹(shù)脂仍有較好的交換能力，則在反洗清除懸浮物并用無(wú)離子水

5、浸 漬一段時(shí)間后，仍可再入遼工作，待下一次反洗后才進(jìn)行再生， 以減少再生劑用量。常規(guī)的再生處理：離子交換器使用一段時(shí)間后，吸附的雜質(zhì)接近 飽和狀態(tài)，就要進(jìn)行再生處理，用化學(xué)藥劑將樹(shù)脂所吸附的離子 和其他雜質(zhì)洗脫除去，使之恢復(fù)原來(lái)的組成和性能。在實(shí)際運(yùn)用 中，為降低再生費(fèi)用，要適當(dāng)控制再生劑用量，使樹(shù)脂的性能恢 復(fù)到最經(jīng)濟(jì)合理的再生水平。通?？刂菩阅芑謴?fù)程度為70%-80%, 如果需要達(dá)到更高的再生水平，則再生劑量增加，再生劑的利用率則下降。鈉型強(qiáng)酸性樹(shù)脂用食鹽再生，用藥量為其交換容量的 2倍。 樹(shù)脂再生時(shí)的化學(xué)反應(yīng)是將樹(shù)脂原先的交換吸附的逆反應(yīng)，按化 學(xué)反應(yīng)平衡原理，提高化學(xué)反應(yīng)莫一物質(zhì)的濃度

6、，可促進(jìn)反應(yīng)向 另一方進(jìn)行，故提高 再生液濃度可加速再生反應(yīng)，并達(dá)到較高的 再生水平。五、水及再生方式產(chǎn)水：水從罐體底部進(jìn)入樹(shù)脂層，以適當(dāng)?shù)牧魉俅┻^(guò)樹(shù)脂層，使 樹(shù)脂層向上浮起，樹(shù)脂于水的接觸面得到放大，水中鈣鎂離子與 水質(zhì)表面鈉離子得到充分交換。因?yàn)楣摅w上部預(yù)留空間經(jīng)過(guò)精密 計(jì)算，樹(shù)脂層浮起來(lái)后不會(huì)亂層，出水效率相對(duì)較高。再生：用軟水配置的再生液以適當(dāng)比例含鹽量從罐體頂部進(jìn)入樹(shù) 脂層，以一定流速自上而下穿過(guò)樹(shù)脂層，樹(shù)脂的工作層和失效層 所含鈣鎂離子相對(duì)較高，保護(hù)層次之，再生液首先接觸到的是樹(shù) 脂的保護(hù)層，其次是工作層，再是失效層，減少了樹(shù)脂的二次污 染。置換：樹(shù)脂再生后進(jìn)入置換階段，置換采用的

7、是軟化水，水從罐 體頂部進(jìn)入樹(shù)脂層，使樹(shù)脂層中殘留的鹽溶液排出，目的在于降 低氯根含量。成熟產(chǎn)品系有：全自動(dòng)浮床軟水器六、鈉離子交換器再生周期計(jì)算方法及硬度片劑使用方法鈉離子交換器再生完全至下一次失效的產(chǎn)水量，與樹(shù)脂的工作交 換容量、樹(shù)脂填充量、原水的硬度及軟化器的工作狀況有關(guān)。周期產(chǎn)水量需在運(yùn)行中監(jiān)測(cè)，一般的估算方法如下：周期產(chǎn)水量（m3 =有效樹(shù)脂填充量（L）x樹(shù)脂工作交換容量（mol/L ）全硬度（mg/L CaCO3 x 50再生周期=周期產(chǎn)水量寧額定出水量樹(shù)脂工作交換容量 （mol/L）鈉離子交換器特點(diǎn)：離子交換法是去除水中的鈣、鎂等結(jié)垢離子的傳統(tǒng)工藝，它具有 工藝成熟、投資少、適用

8、性強(qiáng)、離子交換樹(shù)脂可再生等優(yōu)點(diǎn)。本公司 生產(chǎn)的離子交換器分為陽(yáng)床、陰床、混床、和納離子交換器等，并可 以根據(jù)不同的用途和不同的水質(zhì)而設(shè)計(jì)各類(lèi)型的離子交換工藝流程。離子交換樹(shù)脂是一種聚合物，帶有相應(yīng)的功能基團(tuán)。一般情況下, 常規(guī)的鈉離子交換樹(shù)脂帶有大量的鈉離子。當(dāng)水中的鈣鎂離子含量高時(shí)，離子交換樹(shù)脂可以釋放出鈉離子， 功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度 下降。硬水就變?yōu)檐浰?，這是軟化水設(shè)備的工作過(guò)程。當(dāng)樹(shù)脂上的大量功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合后， 樹(shù)脂的軟化能力下 降，可以用氯化鈉（鹽）溶液流過(guò)樹(shù)脂，此時(shí)溶液中的鈉離子含量高， 功能基團(tuán)會(huì)釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合，這樣樹(shù)脂

9、就恢復(fù)了交換 能力，這個(gè)過(guò)程叫作再生”水的軟化方法有：加熱法；石灰蘇打法：用石灰降低暫時(shí)硬 水硬度，用燒堿（蘇打）降低非碳酸鹽硬水的硬度；離子交換法： 用離子交換劑除去鈣鎂離子，目前家用 凈水器”多采用這種方法。原理：乙二按四乙酸二鈉（EDTA-2Na ）在PH為10的條件下與水 中的鈣、鎂離子生成無(wú)色可溶性絡(luò)合物，指示劑鉻黑T則與鈣、鎂離 子生成紫紅色絡(luò)合物。用 EDTA 2Na滴定鈣、鎂離子至終點(diǎn)時(shí)， 鈣、鎂離子全部與EDTA 2Na絡(luò)合而使鉻黑T游離，溶液即由紫 紅色變?yōu)樗{(lán)色。水質(zhì)監(jiān)測(cè)中測(cè)硬度一般用容量法，用EDTA來(lái)滴定水中鈣鎂離子。 也可以用原子吸收分別測(cè)出鈣鎂離子，然后相加算出總硬

10、度。硬度片劑使用方法：1、取一潔凈容器，隔著鋁箔包裝將一片硬度測(cè)定片劑用硬物敲碎，然后全部加入容器中，以少量待測(cè)水樣（V1 ）溶解之，此時(shí)溶 液呈藍(lán)色；2、繼續(xù)加入待測(cè)水樣至溶液變紅色為止（V2）；3、計(jì)算紅色溶液體積 V1+V2=V ，查體積硬度換算表，即可得 總硬度值。附注：若所加待測(cè)水樣體積數(shù)值表內(nèi)未列出，請(qǐng)用公式：CaCO3（mg/L）=1242/V 計(jì)算。樹(shù)脂再生耗鹽量：理論上說(shuō),樹(shù)脂再生耗鹽量跟進(jìn)水硬度是沒(méi)有關(guān)系的，只跟樹(shù)脂的 工作交換容量有關(guān).以001*7陽(yáng)樹(shù)脂為例，001*7陽(yáng)樹(shù)脂的工作交換 容量一般為800mol/立方.經(jīng)過(guò)交換失效后，每立方樹(shù)脂再生需要的 鹽量為:800 *

11、 1.5 * 58.5 /850 =82.5公斤（1.5 為比鹽耗,850為食鹽純度乘1000,58.5 為氯化鈉分子量）.比鹽耗跟設(shè)備及再生工藝有關(guān)，流動(dòng)床的比鹽耗一般為1.5-2.0,固定床一般為1.2-1.5.因此用固定床相對(duì)來(lái)說(shuō)用鹽就少一些. 這是按樹(shù)脂量計(jì)算的，通常沒(méi)有多少指導(dǎo)意義，用鹽量是否經(jīng)濟(jì)應(yīng)該 按處理一噸水需要的鹽量來(lái)衡量.處理一噸水的合理耗鹽量是這樣計(jì) 算的：原水硬度（mmol/L） *比鹽耗（同上）* 58.5 / 850如果用鹽量超過(guò)上式的計(jì)算值，則可能是以下原因：1、設(shè)備設(shè)計(jì)或再生工藝不合理2、樹(shù)脂中毒3、操作不當(dāng)七、操作規(guī)程運(yùn)行前準(zhǔn)備：1. 軟化設(shè)備運(yùn)行前應(yīng)檢查電源

12、，水源是否正常，設(shè)備管道無(wú)滲漏。2. 鹽箱內(nèi)應(yīng)加滿(mǎn)大顆粒鹽，以保證下一還原周期再生所用的鹽量。3. 調(diào)整進(jìn)水與出水之間的壓差值為 O.IMPa。進(jìn)出水閥門(mén)的開(kāi)度應(yīng) 保持在恒定開(kāi)啟狀態(tài)。4. 每三個(gè)月定期對(duì)鹽箱清洗一次。手動(dòng)再生操作：1. 反洗：1015分鐘；按動(dòng)Extra Cycle鍵后，即開(kāi)始再生（此前，加滿(mǎn)鹽箱鹽粒，將 水加至空氣止回閥頂部。）硬水從入水口進(jìn)入裝置，經(jīng)過(guò)下活 塞進(jìn)入中心管。從下布水器流出進(jìn)入樹(shù)脂罐，再由下至上流向 樹(shù)脂罐的頂部，經(jīng)過(guò)上活塞槽從排污口排出2 .再生慢洗：20 60分鐘；按動(dòng)Extra Cycle鍵，進(jìn)入吸鹽與慢洗。硬水從入水口進(jìn)入裝置， 經(jīng)過(guò)下活塞槽，通過(guò)射流器的噴嘴和噴管從鹽箱吸鹽，鹽水通 過(guò)樹(shù)脂罐進(jìn)入下布水器，到達(dá)中心管的頂部，經(jīng)過(guò)活塞的中心 孔從排污口排出。3. 正洗（快洗）.10-20分鐘；按動(dòng)Extra Cycle鍵，進(jìn)入正洗.（快洗）。硬水從入水口進(jìn)入裝置, 流經(jīng)下活塞槽，通過(guò)樹(shù)脂罐的頂部流入罐內(nèi)，進(jìn)入下布水器,通過(guò) 活塞中間孔從排污口排出。4 .鹽箱注水：11 20分鐘；按動(dòng)Extra Cycle鍵，硬水從入水口進(jìn)入裝置，流經(jīng)下活塞槽， 通過(guò)射流管，鹽閥和流量控制器注入鹽箱，硬水也流過(guò)下活塞槽，通 過(guò)樹(shù)脂罐頂流入罐內(nèi)，進(jìn)入下布水器，此時(shí)軟水流過(guò)中心管再?gòu)某鏊?管流出。5. 返回工作狀態(tài)：按動(dòng)Extra Cyc