北京鈉離子交換器
軟化原理：水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般采用陽離子交換樹脂(軟水器)，將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來，隨著樹脂內(nèi)a2+、Mg2+的增加，樹脂去除a2+、Mg2++的效能逐漸降低。
當(dāng)樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之后，就必須進(jìn)行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復(fù)了軟化交換功能。
由于水的硬度主要由鈣、鎂形成，離子交換軟化處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分a2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的a2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過程如下：
2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+。
2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+。
即水通過鈉離子交換器后，水中的a2+、Mg2+被置換成Na+。
一般控制閥的運行流程為：運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。
離子交換水處理是指采用離子交換劑，使交換劑中和水溶液中可交換離子產(chǎn)生符合等物質(zhì)的量規(guī)則的可逆性交換，導(dǎo)致水質(zhì)改善而交換劑的結(jié)構(gòu)并不發(fā)生實質(zhì)性(化學(xué)的)變化的水處理方式。在這種水處理方式中，只有陽離子參與交換反應(yīng)的，稱陽離子交換水處理;只有陰離子參與交換反應(yīng)的，稱陰離子交換水處理;既有陽離子又有陰離子參與交換反應(yīng)的，稱陽、陰離子交換水處理。由于原水的水質(zhì)千差萬別，而對出水水質(zhì)的要求又多種多樣，所以有許多種類型的離子交換及某組合的水處理方法，采用這些水處理方法而使原水軟化、除堿和除鹽。離子交換劑中參與交換反應(yīng)的離子是鈉離子Na+時，此方法稱為鈉(Na)型離子交換法，此交換劑稱為鈉(Na)型陽離子交換劑，相類似的，有氫(H)型離子交換法及氫(H)型陽離子交換劑等。
鈉型離子交換法是工業(yè)鍋爐給水通用的一種水處理方法。當(dāng)原水經(jīng)過鈉型離子交換劑時，水中的a2+、Mg2+等陽離子與交換劑中的Na+進(jìn)行交換，降低了水的硬度，使水質(zhì)得到軟化，故這種方法又稱為鈉離子交換軟化法。
(1)再生過程
在鈉離子交換過程中，當(dāng)軟水出現(xiàn)了硬度，且殘留硬度超過水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時，則認(rèn)為鈉離子交換劑已經(jīng)失效。為了恢復(fù)其交換能力，就需要對交換劑進(jìn)行再生(或還原)。再生過程是使含有大量鈉離子的氯化鈉(NaCl)溶液通過失效的交換劑層恢復(fù)其交換能力的過程。
此時，鈉離子又被離子交換劑所吸著，而交換劑中的鈣、鎂離子被置換到溶液中去。鈉型離子交換劑的再生過程可用如下反應(yīng)式表示：
CaR2+2NaCl2NaR+CaCl2
MgR2+2NaCl2NaR+MgCl2
生產(chǎn)中多采用食鹽(NaCl)溶液作為再生劑。因為食鹽比較容易得到，而且再生過程中所形成的產(chǎn)物(CaCl2、MgCl2)是可溶性鹽類，很容易隨再生液排出去。再生用食鹽，大都采用工業(yè)用鹽，其中雜質(zhì)含量不宜過多，食鹽溶液需澄清過濾后使用。通常認(rèn)為，10%食鹽溶液的硬度不應(yīng)超過40mmol/L，懸浮物不應(yīng)大于2%。離子交換劑再生時，一般要用經(jīng)過澄清的8～10%的鹽溶液。總的再生接觸時間隨離子交換樹脂交聯(lián)度的不同而變化，對于一般交聯(lián)度7%左右的強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，再生劑和樹脂總的接觸時間低應(yīng)保證45min以上。
(2)交換過程
碳酸鹽硬度(暫硬)軟化過程：
Ca(HCO3)2+2NaRCaR2+2NaHCO3
Mg(HCO3)2+2NaRMgR2+2NaHCO3
非碳酸鹽硬度(永硬)軟化過程：
CaSO4+2NaRCaR2+Na2SO4
CaCl2+2NaRCaR2+2NaCl
MgSO4+2NaRMgR2+Na2SO4
MgCl2+2NaRMgR2+2NaCl
也可以用綜合上述反應(yīng)式的離子式表示：
Ca2++2NaRCaR2+2Na+
Mg2++2NaRMgR2+2Na+
廣泛應(yīng)用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱交換器、冷凝器、空調(diào)、直燃機等系統(tǒng)的補給水的軟化。還可用于賓館、飯店、寫字樓、公寓等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫(yī)院等行業(yè)的軟化水處理,是工業(yè)鍋爐、冷卻循環(huán)水、煉鋼、軋鋼、大型變壓器、民用熱水鍋爐等場合中應(yīng)用為廣泛的硬水軟化處理設(shè)備。
鈉離子交換器采用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結(jié)垢離子。當(dāng)含有硬度離子的原水通過交換器內(nèi)樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的鈉離子發(fā)生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進(jìn)入水中，這樣從交換器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度的軟化水。
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