第二章鍋爐補給水的化學除鹽

1、電力系統(tǒng)水處理培訓教材電力系統(tǒng)水處理培訓教材鍋爐補給水的化學除鹽鍋爐補給水的化學除鹽火電廠水處理和水分析人員火電廠水處理和水分析人員資格考核委員會資格考核委員會第二章 鍋爐補給水的化學除鹽 第一節(jié)第一節(jié) 離子交換基本理論離子交換基本理論一離子交換原理:通過離子交換樹脂上的活性集團和水中的陰陽離子發(fā)生交換反應,從而達到去除水中陰陽離子的目的.二離子交換樹脂的化學性能1.交換反應的可逆性:它是離子交換樹脂可以反復使用的重要性質2.酸、堿性和中性鹽分解能力3.中和反應和水解反應三離子交換過程三離子交換過程1.1.離子交換樹脂的選擇性離子交換樹脂的選擇性強酸型陽樹脂：強酸型陽樹脂：FeFe3+3+Al

2、Al3+3+ Ca Ca2+2+ Mg Mg2+2+ K K+ + NH NH4 4+ + Na Na+ + H H+ +弱酸型陽樹脂：弱酸型陽樹脂： H H+ + FeFe3+3+AlAl3+3+ Ca Ca2+2+ MgMg2+2+ K K+ + NH NH4 4+ + Na Na+ +強堿型陰樹脂：強堿型陰樹脂：SOSO4 42-2- NO NO3 3- - Cl Cl- - OH OH- -HCOHCO3 3- - HSiO HSiO3 3- -弱堿型陰樹脂：弱堿型陰樹脂： OH OH- - SOSO4 42-2- NO NO3 3- - Cl Cl- - HCOHCO3 3- - H

3、SiO HSiO3 3- -2離子在樹脂層中的分布規(guī)律以離子交換反應： Ca2+ Ca2RH + Mg2+ R2 Mg + 2H+ 2Na+ Na2為例，離子在樹脂層中的分布規(guī)律為：R2CaR2Ca+R2MgR2MgR2Mg+RNaRNaRNa+RHRH進水出水四四. .工作層及影響因素工作層及影響因素1.1.離子交換層：可分為失效層、工作層、保護層離子交換層：可分為失效層、工作層、保護層三個區(qū)三個區(qū). .失效層工作層保護層出水進水交換床在運行過程中，隨著運行時間延長，交換床在運行過程中，隨著運行時間延長，失效層逐漸增加，保護層不斷下降，工作層失效層逐漸增加，保護層不斷下降，工作層不斷向水流方

4、向推移，當工作層下緣的某一不斷向水流方向推移，當工作層下緣的某一處移到交換劑出水端時，欲除去的離子便開處移到交換劑出水端時，欲除去的離子便開始泄漏于出水中，為保證出水水質，此時應始泄漏于出水中，為保證出水水質，此時應停止交換床運行，也就是失效工作層越厚，停止交換床運行，也就是失效工作層越厚，穿透點出現(xiàn)越早，樹脂的交換容量利用率就穿透點出現(xiàn)越早，樹脂的交換容量利用率就越低越低2.影響工作層厚度的因素：一是影響離子交換速影響工作層厚度的因素：一是影響離子交換速度的因素，二是影響水流沿交換柱過水斷面均勻度的因素，二是影響水流沿交換柱過水斷面均勻分布的因素。分布的因素。n樹脂的選擇性系數(shù)越大，工作層越

5、薄樹脂的選擇性系數(shù)越大，工作層越薄n樹脂的顆粒越大，工作層越厚樹脂的顆粒越大，工作層越厚n進水中離子濃度越高，工作層越厚進水中離子濃度越高，工作層越厚n水的流速越高，工作層越厚水的流速越高，工作層越厚n水溫越高，工作層越薄水溫越高，工作層越薄五五.失效樹脂的再生失效樹脂的再生運行制水是樹脂交換容量的發(fā)揮過程，再生是交運行制水是樹脂交換容量的發(fā)揮過程，再生是交換容量的恢復過程。換容量的恢復過程。1.強酸強酸H型交換器的再生：通常用型交換器的再生：通常用HCl和和H2SO4再再生，多用生，多用HCl再生，再生液濃度一般在再生，再生液濃度一般在24%比較適宜，流速比較適宜，流速5m/s左右。左右。n

6、 H2SO4再生容易在再生過程中形成再生容易在再生過程中形成CaSO4沉淀，沉淀，所以多采用分步再生，先用低濃度高流速再所以多采用分步再生，先用低濃度高流速再生，再用高濃度低流速再生。生，再用高濃度低流速再生。n再生樹脂用的鹽酸必須是合成鹽酸，不能用再生樹脂用的鹽酸必須是合成鹽酸，不能用副酸，判斷最直接簡便的方法就是用密度計副酸，判斷最直接簡便的方法就是用密度計測定密度，測定密度，合成鹽酸合成鹽酸 副酸。副酸。n陽床運行時出水的電導率比進水高，原因是陽床運行時出水的電導率比進水高，原因是H+是所有離子中導電能力最大的，陽床出水是所有離子中導電能力最大的，陽床出水的的PH值相對是穩(wěn)定的，一般在值

7、相對是穩(wěn)定的，一般在3.03.5之間，之間，所以陽床出水可通過監(jiān)測所以陽床出水可通過監(jiān)測PH值來判斷出水水值來判斷出水水質。質。3. 強堿強堿OH型交換器的再生型交換器的再生通常采用通常采用NaOH再生，再生液的溫度在再生，再生液的溫度在3040比較適宜，濃度一般為比較適宜，濃度一般為13%，（浮床，（浮床0.52%），流速），流速 5m/s，（浮床，（浮床46 m/s）。）。4.弱酸樹脂的再生：弱酸樹脂再生劑可以是弱酸樹脂的再生：弱酸樹脂再生劑可以是HCl、 H2SO4，也可以是，也可以是H2CO3，強酸再生時比耗一，強酸再生時比耗一般為般為1.051.1。5.弱堿樹脂再生劑可以是弱堿樹脂再

8、生劑可以是NaOH,也可以是也可以是NH3H2O、Na2CO3、或、或NaHCO3，強堿再生，強堿再生時比耗一般為時比耗一般為1.2。n常用的堿有隔膜法堿和離子膜堿，離子膜堿常用的堿有隔膜法堿和離子膜堿，離子膜堿的質量優(yōu)于隔膜法堿，由于隔膜法堿一般用的質量優(yōu)于隔膜法堿，由于隔膜法堿一般用地下水作為生產(chǎn)水，離子膜堿用軟化水作為地下水作為生產(chǎn)水，離子膜堿用軟化水作為生產(chǎn)水，所以隔膜法堿含有硬度，離子膜堿生產(chǎn)水，所以隔膜法堿含有硬度，離子膜堿一般不含硬度，最簡單易行的判斷方法就是一般不含硬度，最簡單易行的判斷方法就是測定硬度，測定硬度，H隔膜法堿隔膜法堿 H離子膜堿離子膜堿。n堿里有硬度很正常，對再

9、生沒有影響，離子堿里有硬度很正常，對再生沒有影響，離子膜堿的硬度很小或監(jiān)測不出來。膜堿的硬度很小或監(jiān)測不出來。n運行中會遇到陽床出水正常，陰床出水有硬運行中會遇到陽床出水正常，陰床出水有硬度，一般可能有以下幾方面的原因：度，一般可能有以下幾方面的原因：有機物污染使陰床出水有硬度有機物污染使陰床出水有硬度陰樹脂中混有陽樹脂陰樹脂中混有陽樹脂中間水箱為混凝土內部涂環(huán)氧樹脂防腐層的，中間水箱為混凝土內部涂環(huán)氧樹脂防腐層的，如果防腐層脫落，由于陽床出水顯微酸性對如果防腐層脫落，由于陽床出水顯微酸性對混凝土造成腐蝕也會使陰床出水有硬度。混凝土造成腐蝕也會使陰床出水有硬度。5.再生劑比耗：表示單位體積樹脂

10、所用再生劑的再生劑比耗：表示單位體積樹脂所用再生劑的量（量（mol/m3）和該樹脂的工作交換容量）和該樹脂的工作交換容量（mol/m3）的比值，它反映了樹脂的再生性）的比值，它反映了樹脂的再生性能，是離子交換器運行經(jīng)濟性的一項重要指能，是離子交換器運行經(jīng)濟性的一項重要指標標。第二節(jié)第二節(jié) 離子交換樹脂的有關性能離子交換樹脂的有關性能1.物理性能物理性能:a.外觀：形狀、顏色、完整性、異樣顆粒和雜質外觀：形狀、顏色、完整性、異樣顆粒和雜質等。等。b.水溶性浸出物：陰樹脂主要為胺類和鈉，強酸水溶性浸出物：陰樹脂主要為胺類和鈉，強酸性陽樹脂主要為低分子磺酸鹽。性陽樹脂主要為低分子磺酸鹽。c.含水率：

11、指單位質量樹脂所含的非游離水分的含水率：指單位質量樹脂所含的非游離水分的多少，一般用百分數(shù)表示。多少，一般用百分數(shù)表示。d.密度：分為濕真密度、濕視密度、裝載密度。密度：分為濕真密度、濕視密度、裝載密度。e.粒度和粒度分布粒度和粒度分布f.機械性能：保持顆粒的完整性機械性能：保持顆粒的完整性g.不可逆膨脹和轉型膨脹：樹脂裝入交換器使用幾個周期不可逆膨脹和轉型膨脹：樹脂裝入交換器使用幾個周期后體積會增加，這種膨脹是不可逆的，稱為不可逆膨后體積會增加，這種膨脹是不可逆的，稱為不可逆膨脹；當樹脂從一種離子態(tài)變?yōu)榱硪环N離子態(tài)時，樹脂脹；當樹脂從一種離子態(tài)變?yōu)榱硪环N離子態(tài)時，樹脂的體積發(fā)生變化，這種膨脹

12、是一種可逆膨脹。的體積發(fā)生變化，這種膨脹是一種可逆膨脹。h.耐熱性與抗氧化性：耐熱性是表示其在受熱時保持其耐熱性與抗氧化性：耐熱性是表示其在受熱時保持其理化性能的能力；抗氧化性是指受氧化劑作用時保持理化性能的能力；抗氧化性是指受氧化劑作用時保持其理化性能的能力。其理化性能的能力。n強酸性陽樹脂最高使用溫度：強酸性陽樹脂最高使用溫度：100120，陰，陰樹脂樹脂ROH（型）為型）為40 、 ROH（ 型）型）為為60 ，RCl為為80 。n弱堿性陰樹脂：聚苯乙烯類為弱堿性陰樹脂：聚苯乙烯類為100，丙烯酰，丙烯酰胺類為胺類為60 。n樹脂的耐熱穩(wěn)定性順序為：弱酸性樹脂的耐熱穩(wěn)定性順序為：弱酸性強

13、酸性強酸性弱堿性弱堿性 型強堿性型強堿性 型強堿性。型強堿性。n在凝結水精處理中要注意凝結水的溫度不要在凝結水精處理中要注意凝結水的溫度不要超過超過40 ，否則對強堿性陰樹脂威脅較大。，否則對強堿性陰樹脂威脅較大。2.離子交換樹脂的化學性能：離子交換樹脂的化學性能：a.全交換容量：質量全交換容量、干基和濕基交全交換容量：質量全交換容量、干基和濕基交換容量、基團容量、平衡交換容量。換容量、基團容量、平衡交換容量。n質量全交換容量：表示單位質量樹脂所具有質量全交換容量：表示單位質量樹脂所具有的全部交換基團的數(shù)量。的全部交換基團的數(shù)量。n平衡交換容量：表示達到平衡狀態(tài)時單位質平衡交換容量：表示達到平

14、衡狀態(tài)時單位質量或單位體積的樹脂中參與反應的交換基團量或單位體積的樹脂中參與反應的交換基團的量，是在給定條件下該樹脂可能發(fā)揮的最的量，是在給定條件下該樹脂可能發(fā)揮的最大交換容量。大交換容量。b.離子交換樹脂的選擇性離子交換樹脂的選擇性c.離子交換樹脂的工藝性能離子交換樹脂的工藝性能n工作交換容量：指在一定條件下，一個交換周期中單工作交換容量：指在一定條件下，一個交換周期中單位體積樹脂實現(xiàn)的離子交換量，即從再生型離子交換位體積樹脂實現(xiàn)的離子交換量，即從再生型離子交換基團變?yōu)槭突鶊F的量?；鶊F變?yōu)槭突鶊F的量。n再生劑耗、比耗：再生每摩爾交換基團所耗用的再生再生劑耗、比耗：再生每摩爾交換基團所

15、耗用的再生劑質量稱為再生劑耗（單位為劑質量稱為再生劑耗（單位為/mol）；再生每摩爾）；再生每摩爾交換基團所耗用再生劑的摩爾數(shù)稱為比耗（單位為交換基團所耗用再生劑的摩爾數(shù)稱為比耗（單位為molmol），通常以無量綱形式表示。），通常以無量綱形式表示。3.離子交換樹脂的污染和復蘇離子交換樹脂的污染和復蘇a.鐵污染：一般有兩種情況，最常見的是以膠態(tài)鐵污染：一般有兩種情況，最常見的是以膠態(tài)或懸浮鐵化合物形式進入交換器，由于樹脂或懸浮鐵化合物形式進入交換器，由于樹脂的吸附作用，在其表面形成一層鐵化物的覆的吸附作用，在其表面形成一層鐵化物的覆蓋層，而阻止水中的離子與樹脂進行有效的蓋層，而阻止水中的離子與

16、樹脂進行有效的接觸；另一種情況是以亞鐵離子進入交換器，接觸；另一種情況是以亞鐵離子進入交換器，與樹脂進行交換反應，使與樹脂進行交換反應，使Fe2+占據(jù)在交換位置占據(jù)在交換位置上，因上，因Fe2+離子容易被氧化成高價鐵化合物，離子容易被氧化成高價鐵化合物，沉積在樹脂內部，堵塞了交換孔道。沉積在樹脂內部，堵塞了交換孔道。n鑒別方法：從外觀看，顏色明顯變深，污染鑒別方法：從外觀看，顏色明顯變深，污染較重時顏色變黑；較重時顏色變黑；n準確的鑒定方法是：測定水中的含鐵量，具準確的鑒定方法是：測定水中的含鐵量，具體的操作方法是將污染樹脂用清水洗凈，浸體的操作方法是將污染樹脂用清水洗凈，浸泡在食鹽水中再生半

17、小時左右，傾去鹽水再泡在食鹽水中再生半小時左右，傾去鹽水再用除鹽水洗滌用除鹽水洗滌23次，從中取出一部分樹脂放次，從中取出一部分樹脂放入試管或玻璃瓶中，加入入試管或玻璃瓶中，加入2倍樹脂體積的倍樹脂體積的6mol/L的鹽酸，蓋嚴振蕩的鹽酸，蓋嚴振蕩15分鐘，取出酸液分鐘，取出酸液注入另一試管中，滴入飽和的亞鐵氰化鉀溶注入另一試管中，滴入飽和的亞鐵氰化鉀溶液，從樹脂生成液，從樹脂生成普魯士藍的顏色深淺（由淡藍至棕黑色），可以普魯士藍的顏色深淺（由淡藍至棕黑色），可以判斷樹脂被鐵污染的程度。判斷樹脂被鐵污染的程度。n復蘇方法：樹脂表面附著的鐵化物，可采用復蘇方法：樹脂表面附著的鐵化物，可采用連二亞

18、硫酸鈉連二亞硫酸鈉Na2S2O4還原法，即用還原法，即用4%的的Na2S2O4溶液浸泡溶液浸泡412小時，也可配合小時，也可配合EDTA、三乙酸銨和酒石酸等絡合劑進行綜合處理。三乙酸銨和酒石酸等絡合劑進行綜合處理。樹脂內部積結的鐵可用樹脂內部積結的鐵可用10%的鹽酸浸泡的鹽酸浸泡512小時，或配合其他絡合劑協(xié)同處理。小時，或配合其他絡合劑協(xié)同處理。n強堿性陰樹脂用酸復蘇前必須轉變成氯型，強堿性陰樹脂用酸復蘇前必須轉變成氯型，這不僅是避免浪費酸量，更重要的是防止在這不僅是避免浪費酸量，更重要的是防止在交換器內發(fā)生中和反應時放熱而損壞樹脂。交換器內發(fā)生中和反應時放熱而損壞樹脂。但弱堿性樹脂無此問題

19、。但弱堿性樹脂無此問題。n鐵對陰陽樹脂均會發(fā)生污染。鐵對陰陽樹脂均會發(fā)生污染。b.有機物污染：水中的有機物是由生物肢體腐敗有機物污染：水中的有機物是由生物肢體腐敗后產(chǎn)生的富里酸、腐植酸和丹寧酸等帶負電后產(chǎn)生的富里酸、腐植酸和丹寧酸等帶負電基團的線性大分子，它們和水中的陰離子一基團的線性大分子，它們和水中的陰離子一樣，能與強堿性陰樹脂發(fā)生交換反應。所不樣，能與強堿性陰樹脂發(fā)生交換反應。所不同的是這些線型的大分子一旦進入樹脂內部，同的是這些線型的大分子一旦進入樹脂內部，其帶負其帶負電的基團與陰樹脂帶正電的固定基團發(fā)生電性復電的基團與陰樹脂帶正電的固定基團發(fā)生電性復合作用，緊緊地吸附在交換位置上，另

20、外這合作用，緊緊地吸附在交換位置上，另外這些線型有機物上通常帶有多個基團，與樹脂些線型有機物上通常帶有多個基團，與樹脂的多處交換位置復合，致使它們卷曲在樹脂的多處交換位置復合，致使它們卷曲在樹脂內骨架的空間，采用一般的再生方法是難以內骨架的空間，采用一般的再生方法是難以將它們從樹脂的孔道中退出來，這種現(xiàn)象稱將它們從樹脂的孔道中退出來，這種現(xiàn)象稱為為“瓶頸效應瓶頸效應”。因此產(chǎn)生不可逆轉的有機。因此產(chǎn)生不可逆轉的有機物污染。物污染。n污染現(xiàn)象：樹脂顏色變暗，有點光澤；運行污染現(xiàn)象：樹脂顏色變暗，有點光澤；運行時出水電導率增加，時出水電導率增加，PH值降低至值降低至5.45.7，提，提早早漏硅，交

21、換容量急劇下降。漏硅，交換容量急劇下降。n鑒別方法：將陰樹脂裝入帶塞而留有氣孔的鑒別方法：將陰樹脂裝入帶塞而留有氣孔的小玻璃瓶中，加入除鹽水振蕩，連續(xù)洗滌小玻璃瓶中，加入除鹽水振蕩，連續(xù)洗滌34次，以除去表面的附著物，最后倒盡洗滌水，次，以除去表面的附著物，最后倒盡洗滌水，換裝換裝10%食鹽水，振蕩食鹽水，振蕩510分鐘后，觀察鹽分鐘后，觀察鹽水的顏色，按色澤判別污染程度見下表：水的顏色，按色澤判別污染程度見下表：陰樹脂有機物污染程度判別陰樹脂有機物污染程度判別n復蘇方法：用氯化鈉和氫氧化鈉混合溶液處復蘇方法：用氯化鈉和氫氧化鈉混合溶液處理效果較好，復蘇液最好用除鹽水配制。理效果較好，復蘇液最

22、好用除鹽水配制。n用次氯酸鈉處理，對恢復樹脂的顏色和交換用次氯酸鈉處理，對恢復樹脂的顏色和交換容量有顯著的效果，但對樹脂有較強的氧化容量有顯著的效果，但對樹脂有較強的氧化作用，所以一種樹脂只能處理作用，所以一種樹脂只能處理12次。并且在次。并且在處理過程中要對濃度（處理過程中要對濃度（0.51.0%）、溫度）、溫度（常溫）及處理時間要嚴加控制，一般在嚴（常溫）及處理時間要嚴加控制，一般在嚴重污染時采用。重污染時采用。n有機物對陽樹脂不會發(fā)生污染。有機物對陽樹脂不會發(fā)生污染。n陰樹脂同時被鐵和有機物污染，首先除鐵，陰樹脂同時被鐵和有機物污染，首先除鐵，再除有機物，除鐵再除有機物，除鐵HCl濃度必

23、須要大于濃度必須要大于8%，時間要保證在時間要保證在12小時以上，除鐵和除有機物小時以上，除鐵和除有機物交替處理，交替處理， HCl最好用分析純。最好用分析純。3.離子交換樹脂的商品型號a.凝膠型樹脂分類代號骨架代號順序號聯(lián)結符號交聯(lián)度數(shù)值n分類代號：強酸性弱酸性強堿性弱堿性螯合型兩性型氧化還原型n骨架代號：苯乙烯系丙烯酸系酚醛系環(huán)氧系乙烯吡啶系脲醛系氧乙烯系n如：0017為“強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂”b.大孔型樹脂在前面加，沒有聯(lián)結符號和交聯(lián)度數(shù)值，如：113。第三節(jié) 水的化學除鹽.水的化學除鹽：水中所含各種離子和離子交水的化學除鹽：水中所含各種離子和離子交換樹脂進行化學反應而被除去的過

24、程。換樹脂進行化學反應而被除去的過程。.化學除鹽設備的設置原則化學除鹽設備的設置原則.陽床設在除鹽系統(tǒng)的前邊，其原因是：陽床設在除鹽系統(tǒng)的前邊，其原因是：n強型陽樹脂的交換容量幾乎是強型陰樹脂的強型陽樹脂的交換容量幾乎是強型陰樹脂的倍，在離子交換平衡過程中，反離子干擾倍，在離子交換平衡過程中，反離子干擾作用加強，陽樹脂的交換容量大，抗反離子作用加強，陽樹脂的交換容量大，抗反離子干擾能力強。干擾能力強。n如果陰床在前邊，在離子交換過程中，有可如果陰床在前邊，在離子交換過程中，有可能生成能生成CaCO3、Mg(OH)2和和Fe(OH)3等沉淀，等沉淀，附著在樹脂的表面上，使其受污染。附著在樹脂的表

25、面上，使其受污染。b.陰床要設在陽床后面，其原因是：陰床要設在陽床后面，其原因是：n使進入陰床的水呈酸性，可使陰樹脂交換出使進入陰床的水呈酸性，可使陰樹脂交換出來的來的OH-能立即被中和成水，減少了反離子的能立即被中和成水，減少了反離子的干擾作用，使陰離子交換反應能夠較徹底的干擾作用，使陰離子交換反應能夠較徹底的進行進行。n對除去水中的碳酸、硅酸等弱酸十分有利。對除去水中的碳酸、硅酸等弱酸十分有利。c.混床設在一級復床的后邊，其作用是：混床設在一級復床的后邊，其作用是：n提高制水純度提高制水純度n如果陰陽床失效監(jiān)督不及時，容易發(fā)生短時如果陰陽床失效監(jiān)督不及時，容易發(fā)生短時間出水惡化現(xiàn)象，混床設

26、置對出水水質可起間出水惡化現(xiàn)象，混床設置對出水水質可起到保護作用。到保護作用。d.除碳器設在強堿性陰床之前，是因為除去了除碳器設在強堿性陰床之前，是因為除去了CO2即是除去了即是除去了HCO3-，可以減輕陰床的負，可以減輕陰床的負擔擔。第四節(jié)常用化學除鹽水處理設備n順流再生離子交換器順流再生離子交換器n逆流再生離子交換器逆流再生離子交換器n分流再生離子交換器分流再生離子交換器n浮床浮床n運行過程為：制水落床進再生液運行過程為：制水落床進再生液置換下流清洗成床、上流清洗，再置換下流清洗成床、上流清洗，再轉入制水。轉入制水。n體外清洗、制水周期中不宜停床，尤其是后體外清洗、制水周期中不宜停床，尤其

27、是后半期，否則會導致交換器提前失效。半期，否則會導致交換器提前失效。.雙層床雙室床：都屬于強弱型樹脂聯(lián)合應雙層床雙室床：都屬于強弱型樹脂聯(lián)合應用的離子交換床，強弱樹脂裝在同一交換器用的離子交換床，強弱樹脂裝在同一交換器內。內。n雙層床：利用弱型樹脂比重比相應的強型樹雙層床：利用弱型樹脂比重比相應的強型樹脂小的特點，弱在上層，強在下層。脂小的特點，弱在上層，強在下層。n雙室床：克服了雙層床強弱樹脂混脂的缺點，雙室床：克服了雙層床強弱樹脂混脂的缺點，在交換器中加了一塊多孔板將交換器分隔成在交換器中加了一塊多孔板將交換器分隔成上下兩室，弱在上層，強在下層。上下兩室，弱在上層，強在下層。.滿室床：每次

28、只對下部約滿室床：每次只對下部約400mm高度的樹脂高度的樹脂抽出進行體外清洗，清洗工作量小，樹脂層抽出進行體外清洗，清洗工作量小，樹脂層基本未打亂，有利于再生，具有對流再生工基本未打亂，有利于再生，具有對流再生工藝的優(yōu)點。藝的優(yōu)點。.混床混床.除碳器除碳器n連續(xù)電去離子（連續(xù)電去離子（EDIEDI） EDIEDI（ElectrodeionizationElectrodeionization）是一種不耗酸、堿）是一種不耗酸、堿而制取純水的新技術，又稱而制取純水的新技術，又稱“填充床電滲填充床電滲析析”。它是將傳統(tǒng)的電滲析技術和離子交換。它是將傳統(tǒng)的電滲析技術和離子交換技術有機地結合起來，既克服

29、了電滲析不能技術有機地結合起來，既克服了電滲析不能深度除鹽的缺點，又彌補了離子交換不能連深度除鹽的缺點，又彌補了離子交換不能連續(xù)制水、需要用酸堿再生等不足。續(xù)制水、需要用酸堿再生等不足。EDIEDI適用于適用于處理反滲透出水等低含鹽量水，其產(chǎn)水水質處理反滲透出水等低含鹽量水，其產(chǎn)水水質滿足鍋爐用水對電導率、硬度和硅等要求。滿足鍋爐用水對電導率、硬度和硅等要求。EDIEDI除鹽機理除鹽機理一種說法是利用離子交換原理除去水中離子，利一種說法是利用離子交換原理除去水中離子，利用水在直流電能的作用下分解產(chǎn)生用水在直流電能的作用下分解產(chǎn)生H H+ +和和OHOH- -去去再生混合離子交換樹脂，從而實現(xiàn)在

30、通電狀再生混合離子交換樹脂，從而實現(xiàn)在通電狀態(tài)下，連續(xù)制水、再生；態(tài)下，連續(xù)制水、再生；一種理論是在電場作用下，純水里離子在樹脂相一種理論是在電場作用下，純水里離子在樹脂相的遷移速率要比水中高的遷移速率要比水中高2 23 3個數(shù)量級，陰、個數(shù)量級，陰、陽離子會與樹脂顆粒不斷發(fā)生交換過程而構陽離子會與樹脂顆粒不斷發(fā)生交換過程而構成成“離子遷移通道離子遷移通道”，即陰、陽離子主要通，即陰、陽離子主要通過樹脂相遷移至陽膜和陰膜而進入濃水室。過樹脂相遷移至陽膜和陰膜而進入濃水室。 EDI產(chǎn)品的應用 EDI EDI裝置通常用于處理反滲透出水，用于制備裝置通常用于處理反滲透出水，用于制備超純水。超純水。E

31、DIEDI對進水含鹽量、弱電解質含量要求對進水含鹽量、弱電解質含量要求比較嚴格，主要是因為比較嚴格，主要是因為EDIEDI對弱電解質的脫除能對弱電解質的脫除能力受限于這些物質在水中電離度的大小。力受限于這些物質在水中電離度的大小。EDIEDI要要求進水硬度小于求進水硬度小于1.0mg/L(CaCO1.0mg/L(CaCO3 3) )，當原水硬度不，當原水硬度不能滿足該要求時，可以使用鈉離子軟化器等工藝能滿足該要求時，可以使用鈉離子軟化器等工藝去除硬度。去除硬度。 為滿足上述條件，為滿足上述條件，EDIEDI前處理通常為二級反滲前處理通常為二級反滲透透 + + 除碳器或在二級反滲透前加堿處理。除

32、碳器或在二級反滲透前加堿處理。 （單級反滲透出水硬度、（單級反滲透出水硬度、COCO2 2 、SiOSiO2 2含量高難以含量高難以滿足滿足EDIEDI進水要求。）進水要求。） 目前世界上主要由美國目前世界上主要由美國IonpureIonpure、GEGE、OmexellOmexell等大公司占領市場。等大公司占領市場。GEGE的膜堆在淡水室中填充了陰、陽離子交換樹脂，的膜堆在淡水室中填充了陰、陽離子交換樹脂，并在濃水室中設置了濃水循環(huán)系統(tǒng)，一方面可并在濃水室中設置了濃水循環(huán)系統(tǒng)，一方面可通過增加濃水室的電導率以減小濃水室電阻，通過增加濃水室的電導率以減小濃水室電阻，另一方面濃水室保持較高的流

33、速增強混合效果另一方面濃水室保持較高的流速增強混合效果以減少結垢的可能，濃水中的離子通過從循環(huán)以減少結垢的可能，濃水中的離子通過從循環(huán)回路排出一部分以達到鹽量平衡。回路排出一部分以達到鹽量平衡。IonpureIonpure公司的膜堆與其他公司不同之處在于將濃公司的膜堆與其他公司不同之處在于將濃水室中也填充了離子交換樹脂，通過樹脂的導水室中也填充了離子交換樹脂，通過樹脂的導電能力維持裝置電流，系統(tǒng)較為簡化，不需要電能力維持裝置電流，系統(tǒng)較為簡化，不需要加入加入NaClNaCl維持濃水室的電導率，也不需要使用維持濃水室的電導率，也不需要使用濃水循環(huán)泵。濃水循環(huán)泵。 EDI 工藝過程回顧n離子交換從

34、水中除去污染離子。n污染離子以及 H+ 和 OH- 在電場作用下通過樹脂和離子交換膜遷移到濃水室。n離子集中到濃水室。n如果超過設計極限，會發(fā)生結垢現(xiàn)象。n極水 (E) 含有氫氣和氯氣，因此需排棄。n主要的能量最終轉化為熱量，所以要注意最小流量。陰極化學反應_Cathode2H2O +2e- = 2OH- +H2生成氫氣pH值高易產(chǎn)生結垢水從陰極得到電子陽極化學反應+Anode2H2O = 4H+ +O2 +4e- 2Cl- = Cl2 +2e- 生成氧氣 生成氯氣 pH值低 陽極從水中得到電子 Oxygen gas formation 3.5 mL (STP)/Amp/minute Trace Chlorine formation 1-2 ppm in Eout (400 uS/cm NaCl) Low pH濃水電導率濃水電導率濃水電導率n主要用來控制E-CELL模塊的“電阻”n典型范圍在 150 - 600 uS/cm 加鹽水加鹽水n在濃水回路中加入高品質的鹽水n鹽水加入點在濃水排放以后以減少加鹽量n鹽加入量很小 - 典型加入量為每天0.1 到 10 磅 （0.045 到 4.54 kg/day）濃水進口進水口濃水出口出水口極水排放口n流動方向流動方向: :1）淡水從模塊下方進入2）濃水從模塊下方進入3）產(chǎn)水從模塊上方導出4）循環(huán)濃水從模塊上方導出5）極水從模塊上方排