電廠化學(xué)-5深度除鹽

電廠化學(xué)

華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院培訓(xùn)講座2第5章水的深度除鹽3補(bǔ)給水處理系統(tǒng)補(bǔ)給水預(yù)處理預(yù)脫鹽深度脫鹽原水目的：除去水中鹽類，溶解氣體CO2、O2。離子交換法：復(fù)床+混床復(fù)床出水水質(zhì)：H交換器，Na+<400μg/L，一般控制在100~200

μg/L。OH交換器，電導(dǎo)率<5μS/cm（其后串有混床時(shí)電導(dǎo)率<10

μS/cm），或SiO2<100

μg/L混床出水水質(zhì)：電導(dǎo)率<0.2μS/cm，pH接近中性，含硅量(以SiO2計(jì))<20μg/L。4深度除鹽--（1）水的離子交換處理1離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)2離子交換樹(shù)脂的命名3離子交換樹(shù)脂的特性4離子交換原理5一級(jí)復(fù)床除鹽6混合床除鹽5離子交換樹(shù)脂是一類帶有活性基團(tuán)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物。分子結(jié)構(gòu)組成包括兩部分。離子交換樹(shù)脂骨架。骨架是高分子化合物的基體，具有龐大的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支撐整個(gè)化合物。活性基團(tuán)。它是連結(jié)在骨架上的可交換基團(tuán)（簡(jiǎn)稱功能團(tuán)），提供可交換離子。由兩部分組成：固定部分。與骨架牢固結(jié)合，不能自由移動(dòng)，稱為固離子活動(dòng)部分。遇水可以電離，并能在一定范圍內(nèi)自由移動(dòng)，可與周圍水中的其他帶同類電荷的離子進(jìn)行交換反應(yīng)，稱為可交換離子。強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂R-SO3H中，R代表骨架，-SO3H為活性基團(tuán)，其中-SO3-為固離子，H+為可交換離子6深度除鹽--（1）水的離子交換處理1離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)2離子交換樹(shù)脂的命名3離子交換樹(shù)脂的特性4離子交換原理5一級(jí)復(fù)床除鹽6混合床除鹽7離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品型號(hào)是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl631—79《離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品分類、命名及型號(hào)》而制定的。離子交換樹(shù)脂的全名稱由分類名稱、骨架（或基團(tuán)）名稱、基本名稱依次排列組成。基本名稱為離子交換樹(shù)脂。大孔型樹(shù)脂在全名稱前加“大孔”兩字。分類屬酸性的，在基本名稱前加“陽(yáng)”字；分類屬堿性的，在基本名稱前加“陰”字。離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品的型號(hào)以三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。第一位數(shù)字代表產(chǎn)品分類，第二位數(shù)字代表產(chǎn)品骨架組成，第三位數(shù)字為順序號(hào)，用以區(qū)別功能基或交聯(lián)劑的差異。分類代號(hào)0123456功能基強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)堿性弱堿性螯合性兩性氧化還原代號(hào)數(shù)字的意義骨架代號(hào)0123456骨架類型苯乙烯系丙烯酸系酚醛系環(huán)氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系大孔型樹(shù)脂的表示方法

D□□□大孔型分類代號(hào)骨架代號(hào)順序號(hào)凝膠型樹(shù)脂的表示方法□□□X□分類代號(hào)骨架代號(hào)順序號(hào)聯(lián)接符號(hào)交聯(lián)度數(shù)值例如：

D201——大孔型苯乙稀系強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂。

001×7——交聯(lián)度為7的(凝膠型)苯乙烯系強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

110×4——交聯(lián)度為4的(凝膠型)丙烯酸系弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。9深度除鹽--（1）水的離子交換處理1離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)2離子交換樹(shù)脂的命名3離子交換樹(shù)脂的特性4離子交換原理5一級(jí)復(fù)床除鹽6混合床除鹽10（1）物理特性外觀凝膠型離子交換樹(shù)脂透明或半透明球體，大孔型離子交換樹(shù)脂不透明或乳油色。一般交聯(lián)度大，雜質(zhì)含量高的樹(shù)脂顏色深。粒度有效粒徑d90：篩上保留90%體積樹(shù)脂的篩孔孔經(jīng)，mm均一系數(shù)K40：K40=d40/d90

。大于1的數(shù)，越趨近于1則越均勻。粒度分布：篩上累積體積百分比于篩孔孔經(jīng)的關(guān)系曲線。篩分法測(cè)定。多為球形，常用顆粒度為0.3~1.2mm。含水率每克濕樹(shù)脂（除去表面水分后）所含化合水的百分?jǐn)?shù)，一般50%左右。也可折算成相應(yīng)每克干樹(shù)脂的百分?jǐn)?shù)表示。含水率可以反應(yīng)樹(shù)脂的交聯(lián)度和孔隙率的大小，含水率大則表示它的孔隙率大和交聯(lián)度低。11密度濕真密度：樹(shù)脂在水中經(jīng)充分浸泡后，濕樹(shù)脂的質(zhì)量與濕樹(shù)脂真體積之比。濕樹(shù)脂真體積是指濕樹(shù)脂的顆粒體積，包括顆粒內(nèi)網(wǎng)孔體積，而不包括顆粒間的空隙體積。濕真密度一般為1.04~1.30g/ml。濕真密度影響樹(shù)脂在水中的沉降速度和反洗膨脹率。視濕密度：樹(shù)脂在水中經(jīng)充分浸泡后的堆積密度，即濕樹(shù)脂的質(zhì)量與濕樹(shù)脂堆積體積之比。其值一般為0.60~0.85g/ml。計(jì)算交換器中樹(shù)脂裝填量。樹(shù)脂密度與交聯(lián)度有關(guān)，膠聯(lián)度高則密度大。密度：陽(yáng)離子樹(shù)脂>陰離子樹(shù)脂，強(qiáng)型樹(shù)脂>弱型樹(shù)脂。12溶脹和轉(zhuǎn)型體積改變率干樹(shù)脂浸入水中其體積會(huì)膨脹，稱為溶脹。樹(shù)脂由一種離子型轉(zhuǎn)為另一種離子型時(shí)，其體積會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)樹(shù)脂體積改變的百分?jǐn)?shù)稱為轉(zhuǎn)型體積改變率。強(qiáng)烈的顆粒溶脹會(huì)發(fā)生顆粒破碎現(xiàn)象。交換器運(yùn)行與再生過(guò)程中，樹(shù)脂的離子型反復(fù)變化會(huì)引起顆粒的不斷膨脹與收縮，導(dǎo)致顆粒破碎、產(chǎn)生裂紋和機(jī)械強(qiáng)度降低。機(jī)械強(qiáng)度樹(shù)脂在各種機(jī)械力作用下，抵抗破壞的能力，包括耐磨性、抗?jié)B透沖擊性等。采用磨后的圓球率和濕磨圓球率來(lái)判斷樹(shù)脂的機(jī)械強(qiáng)度。13（2）化學(xué)特性離子交換反應(yīng)的可逆性離子交換樹(shù)脂的交換反應(yīng)是可逆的，因此可以進(jìn)行離子交換和樹(shù)脂再生，樹(shù)脂可重復(fù)使用。例如H型樹(shù)脂與水中Na+的反應(yīng)

RH+Na+→RNa+H+樹(shù)脂失效后，用酸再生以恢復(fù)交換能力

RNa+H+→RH+Na+14酸、堿性H型樹(shù)脂、OH型樹(shù)脂與電解質(zhì)酸堿性相似，在水中分別能電離出H+、OH-。根據(jù)電離能力的大小，有強(qiáng)弱酸堿之分?；撬嵝蛷?qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂R-SO3H羧酸型弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂R-COOH季胺型強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂性RNOH由于強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂和強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂在水中電離能力很強(qiáng)，遇到中性鹽時(shí)，可發(fā)生置換反應(yīng)：

R-SO3H+NaCl→R-SO3Na+HClRNOH+NaCl→RNCl+NaOHNaCl溶液經(jīng)過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂后，出水中有強(qiáng)酸HCl，經(jīng)過(guò)強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂后，出水中有強(qiáng)堿NaOH。這種能力稱為中性鹽分解性。弱酸和弱強(qiáng)堿性樹(shù)脂對(duì)中性鹽的分解能力幾乎為015選擇性樹(shù)脂與多種離子進(jìn)行交換反應(yīng)時(shí)，常常優(yōu)先吸著某些離子，吸著后很難將其置換下來(lái)；而另一些離子較難吸著，但卻容易被置換下來(lái)。這種性能稱為離子交換樹(shù)脂的選擇性。在低濃度和常溫下，樹(shù)枝首先與高價(jià)離子進(jìn)行交換，然后同低價(jià)離子交換。在價(jià)數(shù)相同的情況下，選擇性隨相對(duì)原子質(zhì)量的增加而增大。強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂的選擇順序

Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH+>Na+弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂的選擇順序

H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH+>Na+強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂的選擇順序

SO42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HSiO3-弱堿性陰樹(shù)脂的選擇順序

OH->SO42->NO3->Cl->HCO3-16交換容量單位質(zhì)量或體積（濕態(tài)堆積體積）的離子交換樹(shù)脂所具有的發(fā)揮作用的交換基團(tuán)的量。mmol/g或mmol/L全交換容量：樹(shù)脂中所有活性基團(tuán)都發(fā)揮作用所交換的離子量。對(duì)于一種給定的樹(shù)脂，全交換容量是一個(gè)常數(shù)，與使用方法無(wú)關(guān)，僅在篩選樹(shù)脂時(shí)作參考。實(shí)際運(yùn)行中，所用交換容量?jī)H能達(dá)到全交換容量的一部分甚至一小部分。工作交換容量：實(shí)際應(yīng)用在某一給定條件下，達(dá)到某一終點(diǎn)值時(shí)所能得到的實(shí)際交換容量。17深度除鹽--（1）水的離子交換處理1離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)2離子交換樹(shù)脂的命名3離子交換樹(shù)脂的特性4離子交換原理5一級(jí)復(fù)床除鹽6混合床除鹽18樹(shù)脂的離子交換是一種可逆反應(yīng)，反應(yīng)式可表示為

RA+BRB+A與任何化學(xué)平衡一樣，上述反應(yīng)遵循質(zhì)量作用定律，它的逆反應(yīng)就是A型樹(shù)脂的再生。平衡常數(shù)表達(dá)式：

KBA=[RB]·[A]/([RA]·[B])稱KBA為樹(shù)脂的選擇性系數(shù)，在濃度很稀時(shí)只與溫度有關(guān)，溫度一定時(shí)即為常數(shù)。（1）離子交換平衡19在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，交換樹(shù)脂分為幾個(gè)區(qū)域上層全部轉(zhuǎn)為B型樹(shù)脂，是失效層。失效層的下一個(gè)區(qū)域?yàn)楣ぷ鲗?，水?jīng)過(guò)工作層時(shí)，離子交換反應(yīng)就在這一層進(jìn)行，在這一層中的樹(shù)脂是A型和B型的混合物，隨著交換的進(jìn)行，工作層樹(shù)脂被B離子飽和，也就是說(shuō)工作層變成了失效層，工作層又下移到下一區(qū)域。交換柱中的工作層是自上而下不斷移動(dòng)的。工作層的下一個(gè)區(qū)域是尚未工作的A型樹(shù)脂層。（2）離子交換工作過(guò)程失效層工作層尚未工作的樹(shù)脂層以A型樹(shù)脂處理含B離子水時(shí)，樹(shù)脂交換層的工作狀況。20在離子交換進(jìn)行過(guò)程中，這三層實(shí)際上無(wú)時(shí)不在變化，所以不可能找出明顯的分界線，圖中的分界線是為說(shuō)明問(wèn)題而大致劃分的。在交換過(guò)程中，工作層不斷下移，當(dāng)下移到交換柱底部最后一層時(shí)，此時(shí)出水中就有B離子，也就說(shuō)B離子開(kāi)始穿透，交換柱開(kāi)始失效了。所以最后一層離子交換容量未能充分發(fā)揮，只起保證出水質(zhì)量的作用，為保護(hù)層。如果保護(hù)層厚度大，則交換柱的工作交換容量就??；反之，交換柱的工作交換容量就大。（2）離子交換工作過(guò)程失效層工作層尚未工作的樹(shù)脂層以A型樹(shù)脂處理含B離子水時(shí)，樹(shù)脂交換層的工作狀況。21深度除鹽--（1）水的離子交換處理1離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)2離子交換樹(shù)脂的命名3離子交換樹(shù)脂的特性4離子交換原理5一級(jí)復(fù)床除鹽6混合床除鹽（1）系統(tǒng)組成一級(jí)化學(xué)除鹽系統(tǒng)由陽(yáng)離子交換器、除CO2器和陰離子交換器所組成，其組合方式分為單元制和母管制。OHHCOHHC單元制一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)陽(yáng)床水泵強(qiáng)酸性H型陽(yáng)離子交換器除碳器中間水箱中間水泵強(qiáng)堿性O(shè)H型陰離子交換器HHHCCOHOHOH母管制23（2）陽(yáng)離子交換器（陽(yáng)床）進(jìn)入一級(jí)除鹽系統(tǒng)的水是經(jīng)預(yù)處理、預(yù)脫鹽的水，水中只含有少量的溶解性雜質(zhì)。溶解性雜質(zhì)包括陽(yáng)離子、陰離子、少量膠體硅等。其中水中的陽(yáng)離子主要由Ca2+、Mg2+、K+、Na+和極少量的Al3+、Fe3+離子組成。陰離子主要由HCO3-、SO42-、Cl-和少量的NO3-、HSiO3-離子組成。24當(dāng)水通過(guò)強(qiáng)酸性H型陽(yáng)離子交換器時(shí)，水中所有的陽(yáng)離子都被強(qiáng)酸性H型樹(shù)脂吸收，活性基團(tuán)上的H+被置換到水中，與水中的陰離子組合生成酸。其反應(yīng)式：1/2Ca1/2SO41/2Ca1/2H2SO4

1/2MgNO3+RH→R1/2Mg+HNO3ClHClNa

HCO3

Na1/2H2CO3

陽(yáng)離子交換器的出水是酸性水。25但當(dāng)交換器運(yùn)行失效時(shí)，其出水中就會(huì)有其它陽(yáng)離子的泄漏，而在諸多的陽(yáng)離子中，首先漏出的陽(yáng)離子是Na+，故習(xí)慣上稱之為漏鈉。當(dāng)出水中的Na+超過(guò)一個(gè)給定的極限值時(shí)，陽(yáng)離子交換器被判失效，需停運(yùn)再生后才能投入運(yùn)行。為什么陽(yáng)交換器失效時(shí)，首先發(fā)生漏鈉，而不是漏Ca2+或Mg2+離子？這是因?yàn)樗懈鞣N陽(yáng)離子與樹(shù)脂中H+發(fā)生交換反應(yīng)時(shí)，因樹(shù)脂對(duì)各種陽(yáng)離子的吸收有選擇性，故被樹(shù)脂吸收的離子在交換器內(nèi)有分層現(xiàn)象，根據(jù)樹(shù)脂對(duì)被吸收離子的選擇性順序，最上層是最易被吸收的Ca2+，次層以Mg2+為主，下層就是Na+。強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂的選擇性順序?yàn)椋篎e3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+26進(jìn)水裝置：作用是均勻分布進(jìn)水于交換器的過(guò)水?dāng)嗝嫔?；均勻收集反洗排水。壓脂層：作用是過(guò)濾掉水中的懸浮物及機(jī)械雜質(zhì)；使進(jìn)水通過(guò)壓脂層均勻作用于樹(shù)脂層表面；防止樹(shù)脂在逆流再生中亂層。中間排液裝置：對(duì)逆流再生離子交換器運(yùn)行效果有較大影響，其作用是均勻排出再生液，防止樹(shù)脂亂層、流失外，還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，安裝時(shí)應(yīng)保證在交換器內(nèi)呈水平狀態(tài)。排水裝置：作用是均勻收集處理好的水；均勻分配反洗進(jìn)水。排水裝置壓脂層200mm進(jìn)水裝置反洗空間中間排液裝置樹(shù)脂層1600mm逆流再生陽(yáng)離子交換器結(jié)構(gòu)圖陽(yáng)離子交換器（陽(yáng)床）結(jié)構(gòu)27當(dāng)交換器不斷進(jìn)水，隨離子交換的不斷進(jìn)行，由于水中的Ca2+比Mg2+、Na+與樹(shù)脂的親合力更大，更易被樹(shù)脂吸收，所以水中的Ca2+離子可以和已吸收了Mg2+的樹(shù)脂進(jìn)行交換反應(yīng)，使Ca型樹(shù)脂層向下擴(kuò)展。而被置換下來(lái)的Mg2+一起與Na+型樹(shù)脂發(fā)生交換，使Mg2+型樹(shù)脂層下移。相應(yīng)地Na+的交換區(qū)域也逐漸下移。在運(yùn)行過(guò)程中，這三層不同型態(tài)的交換劑的高度在不斷地向下擴(kuò)展。運(yùn)行時(shí)的交換情況(a)開(kāi)始進(jìn)水時(shí)(b)交換器失效時(shí)28ab圖中是陽(yáng)床整個(gè)制水周期(運(yùn)行開(kāi)始到交換器失效這段時(shí)間)中電導(dǎo)率、酸度、Na+濃度變化。剛開(kāi)始通水時(shí)，隨水的不斷通入，水質(zhì)越來(lái)越好。因而電導(dǎo)率、酸度、鈉離子快速下降（a點(diǎn)前）。ab為穩(wěn)定制水過(guò)程。b點(diǎn)后樹(shù)脂開(kāi)始失效。此時(shí)水中Na+增加，H+減少而OH-增加，使酸度下降，電導(dǎo)率下降。29（3）除碳器水通過(guò)陽(yáng)離子交換器，水中的HCO3-與從樹(shù)脂上交換下來(lái)的H+結(jié)合，形成H2CO3極不穩(wěn)定，隨即分解生成的CO2：

H2CO3H2O+CO2水中的CO2，可以看作是溶解在水中的氣體，它的溶解度與氣體分壓的關(guān)系符合亨利定律，即在一定的溫度下氣體在液體中的溶解度與該氣體在液面上的分壓成正比。只要降低水面上CO2的分壓力，溶于水中的游離CO2就能解吸出來(lái)。降低液面CO2氣體分壓的常用方法有鼓風(fēng)和抽真空兩種。除碳原理30除碳器工作時(shí)水中上部布水扳扳淋下，通過(guò)填料層后，從下部排入水箱?？諝鈴南虏坑娠L(fēng)機(jī)引入，通過(guò)填料層后由頂部排出。在除碳器中因填料的阻擋作用，從上面流下來(lái)的水被分散成許多小股水流、小水滴或水膜，增大了空氣與水的接觸面積。因空氣中CO2含量很?。s0.03%），在水中溶解達(dá)平衡時(shí)不到0.45mg/L，這樣水與空氣接觸時(shí)，水中的CO2便會(huì)析出。排水口進(jìn)氣口進(jìn)水口oooooooo

排氣口填料支撐扳填料層布水扳鼓風(fēng)除碳31真空除碳通過(guò)真空泵或噴射器，從除碳器的不同部位抽真空而達(dá)到除碳的目的。它的工作原理與鼓風(fēng)除碳不同的是：在真空除碳過(guò)程中，水中其它溶解氣體(如氧氣)也同時(shí)被除去，這是鼓風(fēng)除碳所不能做到的。排水口進(jìn)氣口進(jìn)水口oooooooo

排氣口填料支撐扳填料層布水扳真空除碳32（4）陰離子交換器（陰床）陰離子交換實(shí)質(zhì)上是陰樹(shù)脂中的OH與酸性水(經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換及除碳)中的負(fù)離子進(jìn)行交換。所以在強(qiáng)堿性陰離子交換器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為：1/2H2SO41/2SO4HNO3NO31/2H2CO3+ROH→R1/2CO3+2H2OHClCl1/2H2SiO3HSiO3陰床出水未含鹽量很低的水。經(jīng)一級(jí)復(fù)床除鹽處理后的水質(zhì)，一般電導(dǎo)率<5μS/cm，pH=7~9，硅含量(SiO2計(jì))=10~20μg/L。33根據(jù)強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的交換規(guī)律，HSiO3-集中在交換器中樹(shù)脂的底部。所以當(dāng)強(qiáng)堿性O(shè)H型陰離子交換器失效時(shí)，HSiO3-先漏出來(lái)，致使出水的硅含量升高。

強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的選擇性順序?yàn)椋?/p>

SO42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HSiO3-水的電導(dǎo)率常常是先出現(xiàn)略微下降而后上升，其原因是水中H+和OH-要比其它離子易導(dǎo)電，所以當(dāng)水中兩種離子的總含量很小時(shí)（出水pH≈7），有一電導(dǎo)率最低點(diǎn)——a點(diǎn)。在a點(diǎn)之前，由于出水中OH-含量較大（pH>7）而電導(dǎo)率較大，之后由于H+量較多（pH<7）而電導(dǎo)率較大。34壓脂層進(jìn)水裝置反洗空間中間排液裝置樹(shù)脂層2500mm排水裝置逆流再生陰離子交換器陰離子交換器與陽(yáng)離子交換器一樣是逆流再生工藝，其操作步驟與陽(yáng)離子交換器相同。其交換器結(jié)構(gòu)示意圖與陽(yáng)離子交換器也相同。35（5）運(yùn)行中的水質(zhì)監(jiān)督進(jìn)水水質(zhì)H型順流再生交換器：濁度<5mg/L；H型逆流再生交換器：濁度<2mg/LCl-<0.1mg/L，F(xiàn)e<0.3mg/L，CODMn<2mg/L出水水質(zhì)強(qiáng)酸H交換器，Na+<400μg/L，一般控制在100~200μg/L。強(qiáng)堿OH交換器，電導(dǎo)率<5μS/cm

（其后串有混床時(shí)電導(dǎo)率<10μS/cm

），或SiO2<100μg/L。出水水質(zhì)超過(guò)上述指標(biāo)，應(yīng)停止交換器運(yùn)行。36（6）交換器的再生無(wú)頂壓逆流再生的操作步驟：1）小反洗。只對(duì)壓脂層進(jìn)行反洗，沖洗掉積聚在壓脂層上的污染物。用水為該級(jí)交換器的進(jìn)口水，流速樹(shù)脂不亂層為宜，一直反洗至出水清澈為為止。2）放水。待樹(shù)脂顆粒下沉后，放掉中間排液裝置以上的水。3）進(jìn)再生液。將再生液放入交換器內(nèi)，嚴(yán)格控制其流速和濃度4）逆流再生。進(jìn)完再生液，關(guān)閉再生液計(jì)量箱出口閥，按再生液的流速和流量繼續(xù)用稀釋再生液的除鹽水進(jìn)行沖洗，直至出水指標(biāo)合格為止。關(guān)閉進(jìn)水閥。壓脂層進(jìn)水再生液出水再生廢液進(jìn)水再生液出水375）小正洗。水從上部進(jìn)入，控制適當(dāng)?shù)牧魉?，洗去再生后壓脂層中殘留的再生廢液和雜質(zhì)。小正洗用水為運(yùn)行時(shí)的進(jìn)口水。6）正洗。用水自上而下進(jìn)行正洗，直到出水水質(zhì)合格，即可投入運(yùn)行。交換器經(jīng)過(guò)多周期運(yùn)行后，下部樹(shù)脂層也會(huì)受到一定程度的污染，必須定期對(duì)整個(gè)樹(shù)脂層進(jìn)行大反洗，大反洗前先進(jìn)行小反洗，在大反洗時(shí)流量應(yīng)由小到大，逐步增大。從下步進(jìn)水廢液由上部的反洗排水閥排出。壓脂層進(jìn)水再生液出水再生廢液進(jìn)水再生液出水38深度除鹽--（1）水的離子交換處理1離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)2離子交換樹(shù)脂的命名3離子交換樹(shù)脂的特性4離子交換原理5一級(jí)復(fù)床除鹽6混合床除鹽39（1）混合床經(jīng)一級(jí)復(fù)床除鹽處理的水，水質(zhì)已經(jīng)很好，但還不能滿足更高壓力等級(jí)鍋爐對(duì)水質(zhì)的要求。原因：位于系統(tǒng)首位的H離子交換器的出水中有強(qiáng)酸，離子交換的逆反應(yīng)傾向比較顯著，以致出水中仍殘留少量的Na+，而H離子交換器出水中的Na+又會(huì)影響串聯(lián)其后的OH離子交換器出水水質(zhì)。為了得到更高純度的水質(zhì)和使除鹽系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，常用混合床除鹽，并串接在一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)（或反滲透除鹽系統(tǒng)）之后。所謂混合床就是將陰、陽(yáng)樹(shù)脂按一定比例均勻混合裝在一個(gè)交換器中，水通過(guò)時(shí)同時(shí)完成陰、陽(yáng)離子交換過(guò)程的床型?；旌洗仓袠?shù)脂是強(qiáng)型的。40（2）除鹽原理由于陽(yáng)、陰樹(shù)脂混合均勻，所以陽(yáng)、陰離子交換反應(yīng)幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，置換出的H+和OH-立即生成水，都不會(huì)積累，消除了反離子作用，交換反應(yīng)進(jìn)行得十分徹底，出水水質(zhì)很好。交換反應(yīng)如下：1/2Ca2+1/2Mg2+Na+

Na1/2SO4→R1/2Ca+R＇Cl+H2OHCO31/2Mg

HSiO3RH+R＇OH+1/2SO42-Cl-HCO3-HSiO3-41（3）混合床的結(jié)構(gòu)混合床是圓柱型密閉容器。其內(nèi)部有進(jìn)水裝置、排水裝置、中部有再生時(shí)排再生廢液的中間排水裝置等。為了便于陽(yáng)、陰樹(shù)脂分層，混合床中陽(yáng)樹(shù)脂與陰樹(shù)脂的濕真密度差應(yīng)大于0.15～0.20g/cm3。國(guó)內(nèi)混合床采用的陽(yáng)、陰樹(shù)脂的體積比為1：2。樹(shù)脂層裝填高度60~180cm。進(jìn)水裝置中間排液裝置排水裝置進(jìn)堿裝置反洗空間樹(shù)脂層42（4）混合床的運(yùn)行混合床一個(gè)運(yùn)行周期包括以下步驟反洗分離→再生→樹(shù)脂混合→正洗→制水反洗分離：根據(jù)陰陽(yáng)樹(shù)脂濕真密度不同，采用水力篩分法進(jìn)行分離。再生：采用體內(nèi)再生——交換器內(nèi)再生?；旌希旱撞客ㄈ雺嚎s空氣攪拌混合。正洗：除鹽水正洗，流速10~20m/h。制水：正洗出水水質(zhì)合格后，即可制水運(yùn)行。水質(zhì)監(jiān)督：出水電導(dǎo)率<0.15μS/cm，pH接近中性，含硅量(以SiO2計(jì))<10μg/L。1連續(xù)電除鹽EDI的概念2EDI模塊組成3EDI工作原理4EDI運(yùn)行參數(shù)及水質(zhì)監(jiān)督43深度除鹽--（1）水的EDI處理44連續(xù)電除鹽EDI（Electrodeodorization），是利用混和離子交換樹(shù)脂吸附給水中的陰、陽(yáng)離子，同時(shí)這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別透過(guò)陰陽(yáng)離子交換膜而被去除的過(guò)程。這一過(guò)程中離子交換樹(shù)脂是被電連續(xù)再生的，因此不需要使用酸和堿對(duì)之再生。EDI去離子機(jī)理如下:(以Na+

代表陽(yáng)離子，以Cl-代表陰離子)

R-OH

+Cl-→R-Cl+OH-

R-H+Na+→R-Na+H+但離子樹(shù)脂飽和失效后，傳統(tǒng)的離子樹(shù)脂需要定期再生，才可繼續(xù)使用。而EDI利用電流通過(guò)膜塊連續(xù)再生離子交換樹(shù)脂，因此可以連續(xù)不斷地產(chǎn)生高質(zhì)量的水，而無(wú)需同傳統(tǒng)的離子交換設(shè)備一樣階段性地停機(jī)再生。1連續(xù)電除鹽EDI的概念45極水室極水室濃水室淡水室淡水室淡水室濃水室離子交換樹(shù)脂陰膜陽(yáng)膜2EDI模塊組成46離子交換膜可使特定的離子遷移。陰離子交換膜只允許陰離子透過(guò)，不允許陽(yáng)離子透過(guò)，而陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)，不允許陰離子透過(guò)。在給定的直流電壓推動(dòng)下，在淡水室中，離子交換樹(shù)脂中的陰陽(yáng)離子分別在電場(chǎng)作用下向正負(fù)極遷移，并透過(guò)陰陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入濃水室，同時(shí)給水中的離子被離子交換樹(shù)脂吸附而占據(jù)由于離子電遷移而產(chǎn)生的空位。事實(shí)上離子的遷移和吸附是同時(shí)并連續(xù)發(fā)生的。通過(guò)這樣的過(guò)程，給水中的離子穿過(guò)離子交換膜進(jìn)入到濃水室被去除，即成為除鹽水。3EDI工作原理47帶負(fù)電荷的陰離子（例如OH-、Cl-）被正極（+）吸引而通過(guò)陰離子交換膜，進(jìn)入到臨近的濃水室中。此后這些離子在繼續(xù)向正極遷移中遇到臨近的陽(yáng)離子交換膜，而陽(yáng)離子交換膜不允許其通過(guò)，這些離子即被阻隔在濃水中。淡水流中的陽(yáng)離子（例如Na+、H+）以類似的方式被阻隔在濃水中。在濃水中，透過(guò)陰陽(yáng)膜的離子維持電中性。48EDI組件電流量和離子遷移量成正比。電流量由兩部分組成，一部分源于被除去離子的遷移，另一部分源于水本身電離產(chǎn)生的H+和OH-離子的遷移。在EDI組件中存在較高的電壓梯度，在其作用下，水會(huì)電解產(chǎn)生大量的H+和OH-。這些就地產(chǎn)生的H+和OH-對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行連續(xù)再生。49EDI組件中的離子交換樹(shù)脂可以分為兩部分，一部分稱為工作樹(shù)脂，另一部分稱為拋光樹(shù)脂，二者的界限稱為工作前沿。工作樹(shù)脂主要起導(dǎo)電作用，而拋光樹(shù)脂在不斷交換和被連續(xù)再生。工作樹(shù)脂承擔(dān)著除去大部分離子的任務(wù)，而拋光樹(shù)脂則承擔(dān)著去除弱電解質(zhì)等較難清除離子的任務(wù)。504EDI運(yùn)行參數(shù)及水質(zhì)監(jiān)督參數(shù)范圍產(chǎn)水（每個(gè)模塊）1.7-3.4M3/H進(jìn)水溫度4.4-38℃進(jìn)水壓力3.1-6.8bar進(jìn)出水壓差1.4-2.4bar回收率80-95%電源/膜塊450VDC，1.5-4.5A濃水循環(huán)泵濃水泵流量4.2m3/h，30m，0.55kwEDI運(yùn)行參數(shù)51運(yùn)行中的水質(zhì)監(jiān)督進(jìn)水水質(zhì)電導(dǎo)率（μS/cm）＜43CO2（mg/L）＜5pH4-11TOC（mg/L）＜0.5SiO2（mg/L）＜0.5總硬度（CaCO3計(jì),mg/L）＜1.0水溫（℃）5~38Fe,Mn（mg/L）＜0.01Cl2（mg/L）＜0.05油及油脂（mg/L）＜0.5電導(dǎo)率（μS/cm）＜0.1SiO2（μg/L）＜10總硬度（CaCO3計(jì)，mg/L）0Cl-（μg/L