伊(yi)爽環(huan)境-鍋爐(lu)軟化水設備

鍋爐(lu)軟化水設備

鍋爐(lu)水處理(li)常(chang)用離(li)子(zi)交換法(fa)。在(zai)離(li)子(zi)交換過程中(zhong)，交(jiao)換與(yu)被交換的(de)離(li)子(zi)均為陽(yang)離(li)子(zi),這種只進(jin)行陽(yang)離(li)子(zi)交換的(de)方(fang)法(fa)稱(cheng)為陽(yang)離(li)子(zi)交換。樹脂(zhi)參(can)加交(jiao)換反應(ying)中的(de)陽(yang)離(li)子(zi)是(shi)鈉(na)離(li)子(zi)(Na+)時,則(ze)此樹脂(zhi)為鈉型陽(yang)離(li)子(zi)交換樹脂(zhi)。當(dang)此樹脂(zhi)與(yu)水中鈣、鎂(mei)離(li)子(zi)進(jin)行交換時(shi) , 樹脂(zhi)上的(de)鈉(na)離(li)子(zi)(Na+)全部進(jin)入軟化水中,這種用(yong)鈉離(li)子(zi)取代水中鈣、鎂(mei)的(de)過程我(wo)們(men)稱之為(wei)鈉(na)離(li)子(zi)軟化交(jiao)換(huan)法(fa)。
壹(yi)、鈉離(li)子(zi)交換的(de)原(yuan)理(li)
當(dang)含有鈣(gai)、鎂(mei)離(li)子(zi)的(de)生水,流(liu)經離(li)子(zi)交換器中(zhong)的(de)鈉(na)離(li)子(zi)交換劑層時,水中的(de)鈣(gai)、鎂(mei)離(li)子(zi)被交換劑中(zhong)的(de)鈉(na)離(li)子(zi)所置換,從而將(jiang)在(zai)鍋爐(lu)中(zhong)可(ke)能(neng)形成(cheng)水垢的(de)鈣(gai)、鎂(mei)鹽類,轉(zhuan)變為易(yi)溶性(xing)鈉鹽,而使(shi)水得(de)以(yi)軟化。用(yong)反應(ying)方程(cheng)式(shi)表示如(ru)下(xia):

ca2++2NaR=CaR2+2Na+

Mg2++2NaR=MgR2+2Na+.

式(shi)中(zhong): NaR壹(yi)壹代表鍋離(li)子(zi)交換劑;

Na+

壹壹代表交換(huan)劑(ji)中的(de)交(jiao)換(huan)離(li)子(zi);
R壹壹表示交(jiao)換(huan)離(li)子(zi)以(yi)外(wai)的(de)母(mu)體部(bu)分,它(ta)並不(bu)參(can)加反應(ying)。
二、鈉離(li)子(zi)交換的(de)特(te)點(dian)

1.生水硬度(du)大大降(jiang)低或(huo)基(ji)本(ben)消(xiao)除。

2.堿(jian)度(du)保(bao)持不(bu)變。

經鈉型(xing)離(li)子(zi)交換樹脂(zhi)軟化後的(de)水質,由(you)於(yu)碳(tan)酸(suan)鹽硬度(du)等(deng)量地(di)轉變成(cheng)了,所以(yi)軟化水中堿(jian)度(du)與(yu)進(jin)水中的(de)堿(jian)度(du)相(xiang)等。

3.軟化水中含鹽量略有增(zeng)加(jia)經鈉型(xing)離(li)子(zi)交換樹脂(zhi)軟化後的(de)水,由(you)於(yu)原水中的(de)陰(yin)離(li)子(zi),即水中的(de)氯離(li)子(zi)(Cl-),硫酸(suan)根(S042- 壹(yi) )、碳(tan)酸(suan)氫根(HCO3-)和(he)矽酸(suan)根(Si032-)等(deng)並不(bu)改(gai)變,如(ru)果水中的(de)其(qi)他(ta)重金(jin)屬(shu)陽(yang)離(li)子(zi)忽略不(bu)計(ji)時(shi),只是(shi)鈣(gai)、鎂(mei)鹽類等(deng)量(liang)地(di)轉變成(cheng)了不(bu)生成(cheng)水垢的(de)鍋鹽。鈉離(li)子(zi)的(de)摩爾(er)質(zhi)量(liang)為(wei)23g/mo1,以(yi)1/2Ca2+為(wei)基(ji)本(ben)單元的(de)摩爾(er)質(zhi)量(liang)為(wei)20.04g/mol、以(yi)1/2Mg2+為(wei)基(ji)本(ben)單元的(de)摩爾(er)質(zhi)量(liang)為(wei)12.16g/mo1,因此,使(shi)軟化後的(de)水質,其(qi)含鹽量要比(bi)其(qi)原水含鹽量為(wei)高(gao)。

三(san)、再生過程
在(zai)鈉(na)離(li)子(zi)交換過程中(zhong),當(dang)軟水中出現(xian)了硬(ying)度(du),而且超(chao)過了標(biao)準時,則(ze)證明鈉(na)型離(li)子(zi)交換樹脂(zhi)已經失效(xiao)。為(wei)了(le)恢(hui)復其(qi)再交換(huan)的(de)能(neng)力(li),就需要對此樹脂(zhi)進(jin)行再生。在(zai)再生過程中(zhong),就(jiu)是(shi)使(shi)含有大量(liang)鍋離(li)子(zi)的(de)氯化鈉(NaCl)溶液,通(tong)過失效(xiao)的(de)樹脂(zhi)層,從而將(jiang)離(li)子(zi)交換樹脂(zhi)中的(de)鈣(gai)、鎂(mei)離(li)子(zi)排到溶液中去(qu),鈉離(li)子(zi)則(ze)被樹脂(zhi)所吸(xi)附,使樹脂(zhi)重新又恢(hui)復了交換能(neng)力(li)。
鈉型離(li)子(zi)交換樹脂(zhi)的(de)再生過程,可(ke)以(yi)下(xia)列反應(ying)式表示:

CaR2

十(shi)2NaC1=2NaR+CaCl2MgR2+2NaCl=2NaR+MgCl2
四、鈉(na)離(li)子(zi)交換器的(de)運(yun)行
鈉離(li)子(zi)交換器的(de)運(yun)行壹般分為四個步(bu)驟(從交換(huan)器失效(xiao)算(suan)起(qi)>:反洗、再生、正(zheng)洗和(he)交換(huan)(即(ji)運(yun)行)這四步(bu)組成(cheng)壹個運(yun)行循(xun)環(huan),通(tong)常(chang)稱為(wei)壹(yi)個周期(qi),現(xian)分述如(ru)下(xia):

1.反洗

當(dang)交(jiao)換(huan)器出(chu)水硬度(du)超(chao)過規定水質標準,即為(wei)失效(xiao)。失效(xiao)後停(ting)止(zhi)軟化,先(xian)用壹(yi)定壓(ya)力(li)的(de)水自下而上對樹脂(zhi)層進(jin)行短(duan)時(shi)間(jian)的(de)強(qiang)烈(lie)反洗。反洗的(de)目(mu)的(de)是(shi):

(1)

松動交(jiao)換(huan)劑層,為(wei)再生打(da)下(xia)良好(hao)基(ji)礎。在交換過程中(zhong),由(you)於(yu)水自上而下(xia)地(di)通(tong)過交換(huan)劑(ji)層,使(shi)交換劑(ji)層(ceng)被壓(ya)實,再生時(shi)就(jiu)會(hui)造(zao)成(cheng)交換劑(ji)與(yu)再生液接觸不(bu)充分。所以(yi)再生前(qian)要反洗,使交(jiao)換劑(ji)層(ceng)得(de)到充分松動,為(wei)再生打(da)下(xia)良好(hao)基(ji)礎。

(2)

沖掉(diao)交(jiao)換(huan)劑(ji)表層中(zhong)截(jie)留的(de)懸(xuan)浮物(wu)、碎粒和(he)氣泡。在(zai)交(jiao)換(huan)過程中(zhong),交(jiao)換劑(ji)表層也(ye)起(qi)著過濾作(zuo)用(yong),水中的(de)懸(xuan)浮物(wu)被截(jie)留在(zai)表層上,致(zhi)使壓(ya)力(li)增大,還會(hui)使(shi)交(jiao)換(huan)劑汙染(ran)結(jie)塊,從而使(shi)交(jiao)換容量(liang)下降;另外(wai),交(jiao)換劑(ji)碎粒也(ye)影(ying)響(xiang)水流(liu)通(tong)過。反洗時可(ke)以(yi)沖掉(diao)這(zhe)些懸(xuan)浮物(wu)和(he)碎粒,還可(ke)以(yi)排(pai)除交換(huan)劑層中(zhong)的(de)氣泡。
***佳(jia)反洗強度(du),通(tong)過試(shi)驗(yan)求得(de)。壹般反洗流(liu)速(su)可控(kong)制(zhi)在11~18m/h。反洗須至出(chu)水澄清為(wei)止(zhi)。反洗時間(jian)約為(wei)10~15min 。在(zai)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下,每(mei)立方米交(jiao)換(huan)劑反洗水量約2.5~3m3。

2.

再生
再生的(de)目(mu)的(de)是(shi)使(shi)失效(xiao)的(de)交(jiao)換(huan)劑重新(xin)恢(hui)復交換能(neng)力(li)。它(ta)是(shi)交(jiao)換(huan)器運(yun)行操作(zuo)中很(hen)重要的(de)壹(yi)環(huan)。再生時(shi)采用動態(tai)再生,而不(bu)用靜(jing)態(tai)再生。即(ji)再生時(shi)不(bu)要放(fang)掉(diao)交(jiao)換(huan)器內的(de)水,然後在(zai)開始(shi)進(jin)再生液(鹽液濃(nong)度(du)以(yi)6~10×10-2為(wei)宜)的(de)同(tong)時(shi)打開排水閥門,邊進(jin)再生液邊排水。應嚴(yan)格(ge)控(kong)制(zhi)排水閥門開度(du),使(shi)再生液流(liu)速(su)控(kong)制(zhi)在3~5m/h,並確(que)保全部交(jiao)換劑(ji)層(ceng)都浸(jin)泡在(zai)再生液裏面(mian)。再生時(shi)間(jian)應不(bu)少於(yu)40min。

3.

正洗
正洗的(de)目(mu)的(de)就(jiu)是(shi)清(qing)除交換(huan)器中(zhong)殘(can)留的(de)再生劑(ji)和(he)再生產物(wu)(CaCL、MgCl2)。正(zheng)洗初期(qi)實(shi)際上是(shi)再生的(de)繼(ji)續,流(liu)速(su)不(bu)要太(tai)大,可(ke)掌(zhang)握在(zai)3~5m/hp。當(dang)正(zheng)洗出水基(ji)本(ben)不(bu)鹹時(shi),可將流(liu)速(su)加大到(dao)10~15m/h;正(zheng)洗後期(qi)應(ying)經常取(qu)樣化(hua)驗(yan)出水硬度(du), 當(dang)出(chu)水硬度(du)達(da)到(dao)標(biao)準時,且氯化物不(bu)超(chao)過原水氯根50~100mg/L時(shi),即(ji)可(ke)投(tou)入交(jiao)換(huan)運(yun)行。

4.

交換運(yun)行
正洗結(jie)束(shu)後,鈉(na)離(li)子(zi)交換器即(ji)可投(tou)入運(yun)行。交換劑(ji)在交換(huan)器中(zhong)的(de)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)具有層(ceng)狀(zhuang)的(de)特(te)性(xing)。當(dang)水進(jin)入交(jiao)換器時(shi),首先(xian)發(fa)生的(de)交(jiao)換(huan)過程是(shi)在(zai)交(jiao)換(huan)劑(ji)的(de)上層,此時(shi)交(jiao)換劑的(de)下(xia)層(ceng)實際上是(shi)沒(mei)有什麽(me)變化的(de),因為(wei)水通(tong)過上面(mian)時各(ge)反應(ying)物質(zhi)已達(da)平(ping)衡(heng)。但當(dang)開始(shi)運(yun)行後,***上層很快(kuai)就(jiu)失效(xiao)了(le),因此以(yi)後交(jiao)換(huan)作用(yong)在此失效(xiao)層(ceng)以(yi)下(xia)的(de)交(jiao)換(huan)劑中運(yun)行。
在鈉離(li)子(zi)交換軟化過程中(zhong)交(jiao)換劑(ji)層分為三(san)層(ceng),如(ru)圖7-1所示(shi)。壹(yi)層為失效(xiao)層(ceng),第(di)二層為(wei)工作(zuo)層(ceng),第(di)三(san)層(ceng)為(wei)沒(mei)參(can)加工(gong)作的(de)交(jiao)換(huan)劑層,又稱(cheng)保(bao)護層。在(zai)交換(huan)軟化中(zhong),壹(yi)層漸(jian)漸(jian)加大,第(di)二層漸(jian)漸(jian)向下(xia)移(yi)動,而第(di)三(san)層(ceng)逐(zhu)漸(jian)縮小(xiao),等到(dao)第(di)二層的(de)下(xia)邊緣(yuan)移到(dao)和(he)交換(huan)劑(ji)層(ceng)的(de)下(xia)邊緣(yuan)重合(he)時,若(ruo)再繼(ji)續交(jiao)換(huan),出水的(de)硬(ying)度(du)就(jiu)開始(shi)增加(jia)了(le),也(ye)就是(shi)說交換(huan)器已開始(shi)失效(xiao)。
鍋爐(lu)軟化水設備