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水軟化反應過(guò)程--鈉離子交換
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來(lái)源：公司官網(wǎng) 發(fā)布日期：2014-09-12 11:51:04 瀏覽次數：2531
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軟化是運用離子交換的原理，用軟化器中的鈉離子交換樹(shù)脂吸附水中的鈣、鎂離子，釋放鈉離子，使水質(zhì)得到軟化的工作過(guò)程完全自動(dòng)化的水處理設備，水質(zhì)軟化的反應方程式為：（其中以R代表樹(shù)脂本體）
2RNa+Ca2+=-R2Ca+2Na+ 2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+
吸附鈣、鎂離子飽和后的樹(shù)脂經(jīng)過(guò)鈉鹽溶液的處理，可重新轉化為鈉型而恢復其交換能力，這一再生過(guò)程的反應式為：
R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2 R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2
上述正向和反向離子交換的反復進(jìn)行，就可使軟化水持續不斷地產(chǎn)生。
☆ 離子交換樹(shù)脂說(shuō)明：
PUROLITE C-100E為凝膠型聚苯乙烯磺酸基陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，系特級高純度產(chǎn)品，主要用于食品、釀造業(yè)、飲用水、食品加工用水制備等行業(yè)，該產(chǎn)品的標準高于EEC所規定的要求，并且符合美國FDA條款中第22條D3.25部分。它具有較好的化學(xué)和物理穩定性，強度高、流出物低，因此尤其適用于上述行業(yè)中。
典型的理化性能
聚合物骨架-----------------------------------------------聚苯乙烯-二乙烯苯
功能基------------------------------------------------------聚苯乙烯磺酸基
出廠(chǎng)型式--------------------------------------------------------------鈉型
外觀(guān)----------------------------------------------------------淡色球壯顆粒
水份（鈉型）-------------------------------------------------------46--50%
粒度----------------------------------------------------+1.2<5%; -0.3mm<1%
全交（鈉型）-----------------------------------------------≥1.9eq/L濕樹(shù)脂
----------------------------------------------≥4.5eq/kg干樹(shù)脂
膨脹率（Na+→H+）-----------------------------------------------------≤5%
pH穩定性--------------------------------------------------------------0-14
比重（鈉型）----------------------------------------------------------1.27
操作溫度(鈉型)-----------------------------------------------------≤150℃
操作條件
操作狀態(tài) 流速 液體 時(shí)間（分） 數量
運行 8-40BV/h 進(jìn)水
反洗 7-12m/h 進(jìn)水（5-30℃） 5-20 1.5-4BV
再生 2-7BV/h 8-20%NaCl 15-60 60-320gI
淋洗（慢速） 2-7BV/h 進(jìn)水 約30 2-4BV
淋洗（快速） 8-40BV/h 進(jìn)水 約30 3-10BV
反洗展開(kāi)率 50-75%
設計淋洗空間 100%
☆ 水力學(xué)特性
漂萊特C-100E用于軟化處理時(shí)運行效率由以下幾個(gè)參數決定：
a) 所用再生劑的濃度和量
b) 被處理水的總硬度和含量；
c) 進(jìn)水經(jīng)床層時(shí)的流速。
在自來(lái)水的軟化中要求低再生水平和較高的除硬度的效果，在釀造行業(yè)或食品加工用水制備中，出水水質(zhì)要求硬度小于5ppm，這可以用每升樹(shù)脂用70-80g的鹽來(lái)獲得。
在常規的操作條件下，硬度泄露值通常低于進(jìn)水總硬度的1%，而工作交換容量也不受影響，除非進(jìn)水中Na+（或其之一價(jià)離子）離子含量過(guò)高，大于可交換陽(yáng)離子總數的25%。
在較寬的運行條件下，運行工交與硬度泄露可由幾個(gè)方面得到。壓降與顆粒分布、床層深度、交換柱空隙率、流速及流體粘度有關(guān)。任何影響這些參數的因素都將影響壓降。Purolite C100E通常狀況下床層壓降與流速的關(guān)系可參閱資料說(shuō)明。
通過(guò)床層的壓降通常受到樹(shù)脂的分布、床層高度、離子交換柱的空間、進(jìn)液的流速、粘性（與溫度有關(guān)）等這幾個(gè)因素的影響。
☆ 化學(xué)穩定性及耐溫性
Purolite C-100E不溶于低濃度和中等濃度的酸、堿以及一般的溶劑。然而應避免長(cháng)時(shí)間接觸游離氯、次氯酸根及其它強氧化劑以防止鏈斷裂，這將導致樹(shù)脂含水量高，機械強度下降。與說(shuō)有苯乙烯磺化樹(shù)脂一樣，鹽型（鈉型或堿土金屬型）耐溫到150℃，酸型在高于120℃時(shí)趨向于水解，磺酸基被羥基取代。
☆ 軟化工交計算
如知道再生水平、進(jìn)水成份及運動(dòng)流速，那么工交與硬度泄漏就可從工交和泄漏曲線(xiàn)上得到如下所示：
進(jìn)水成份
陽(yáng)離子 Ppm CaCo3 Meq/I Gr/us.gal
總硬度 400 8 23
Na 100 2 5.8
TDS總不溶物 500 10 28.8
☆ 運行條件
再生水平：160g/I NaCl
運行流速：25m/h
泄漏終點(diǎn)：5ppm
工交計算
從圖示中得到基本工交CB,@160g/I NaCl=1.45 eq/l
從圖示中得到修正系數C1=0.96 2.5m/h 和TDS500
因此實(shí)際工交CB×C1=1.39eq/l
然后按保險系數0.90計算，設計時(shí)工交為1.39×0.9=1.25eq/l
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