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    • 水软化反应过程--钠离子交换

    • 来源：公司官网 发布日期：2014-09-12 11:51:04 浏览次数：3050
    •      软化是运用离子交换的原理，用软化器中的钠离子交换树脂吸附水中的钙、镁离子，释放钠离子，使水质得到软化的工作过程完全自动化的水处理设备，水质软化的反应方程式为：（其中以R代表树脂本体）
      　　　　　　　　 2RNa+Ca2+=-R2Ca+2Na+　　　　　　　　 2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+
      　　 吸附钙、镁离子饱和后的树脂经过钠盐溶液的处理，可重新转化为钠型而恢复其交换能力，这一再生过程的反应式为：
      　　　　　　　　 R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2　　　　　　　R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2
      　　 上述正向和反向离子交换的反复进行，就可使软化水持续不断地产生。

      　　 ☆ 离子交换树脂说明：
      　　 PUROLITE C-100E为凝胶型聚苯乙烯磺酸基阳离子交换树脂，系特级高纯度产品，主要用于食品、酿造业、饮用水、食品加工用水制备等行业，该产品的标准高于EEC所规定的要求，并且符合美国FDA条款中第22条D3.25部分。它具有较好的化学和物理稳定性，强度高、流出物低，因此尤其适用于上述行业中。
      　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
      　　　　　　　　　　　　　　　　　 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
      　　 出厂型式--------------------------------------------------------------钠型
      　　 外观----------------------------------------------------------淡色球壮颗粒
      　　 水份（钠型）-------------------------------------------------------46--50%
      　　 粒度----------------------------------------------------+1.2<5%; -0.3mm<1%
      　　 全交（钠型）-----------------------------------------------≥1.9eq/L湿树脂
      　　　　　　　　 ----------------------------------------------≥4.5eq/kg干树脂
      　　 膨胀率（Na+→H+）-----------------------------------------------------≤5%
      　　 pH稳定性--------------------------------------------------------------0-14
      　　 比重（钠型）----------------------------------------------------------1.27
      　　 操作温度(钠型)-----------------------------------------------------≤150℃

      　　　　　　　　　　　　　　　　　　 操作条件

      　　 操作状态 　　　　流速 　　　　　液体 　　　　　　　时间（分）　　　　　数量
      　　 运行 　　　　　8-40BV/h 　　　　进水 
      　　 反洗 　　　　　7-12m/h 　　　　 进水（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 　　　　 进水 　　　　　　 约30 　　　　　　　2-4BV
      　　 淋洗（快速） 　8-40BV/h 　　　　进水 　　　　　　　约30 　　　　　　　3-10BV
      　　 反洗展开率 　　50-75%
      　　 设计淋洗空间 　　100%

      　　 ☆ 水力学特性

      　　 漂莱特C-100E用于软化处理时运行效率由以下几个参数决定：
      　　　　 a) 所用再生剂的浓度和量
      　　　　 b) 被处理水的总硬度和含量；
      　　　　 c) 进水经床层时的流速。
      　　 在自来水的软化中要求低再生水平和较高的除硬度的效果，在酿造行业或食品加工用水制备中，出水水质要求硬度小于5ppm，这可以用每升树脂用70-80g的盐来获得。
      　　 在常规的操作条件下，硬度泄露值通常低于进水总硬度的1%，而工作交换容量也不受影响，除非进水中Na+（或其之一价离子）离子含量过高，大于可交换阳离子总数的25%。
      　　 在较宽的运行条件下，运行工交与硬度泄露可由几个方面得到。压降与颗粒分布、床层深度、交换柱空隙率、流速及流体粘度有关。任何影响这些参数的因素都将影响压降。Purolite C100E通常状况下床层压降与流速的关系可参阅资料说明。
      　　 通过床层的压降通常受到树脂的分布、床层高度、离子交换柱的空间、进液的流速、粘性（与温度有关）等这几个因素的影响。

      　　 ☆ 化学稳定性及耐温性
      　　 Purolite C-100E不溶于低浓度和中等浓度的酸、碱以及一般的溶剂。然而应避免长时间接触游离氯、次氯酸根及其它强氧化剂以防止链断裂，这将导致树脂含水量高，机械强度下降。与说有苯乙烯磺化树脂一样，盐型（钠型或碱土金属型）耐温到150℃，酸型在高于120℃时趋向于水解，磺酸基被羟基取代。

      　　 ☆ 软化工交计算
      　　 如知道再生水平、进水成份及运动流速，那么工交与硬度泄漏就可从工交和泄漏曲线上得到如下所示：
      进水成份
      　　　　 阳离子 　　　　　Ppm　CaCo3 　　 　Meq/I 　　　Gr/us.gal
      　　　　 总硬度 　　　　　　　　400 　　　　　　8　　　　　　23
      　　　　 Na 　　　　　　　　　100 　　　　 　　2 　　　　　 5.8
      　　　　 TDS总不溶物 　　　　 500 　　　　 　 10　　　　　 28.8

      　　 ☆ 运行条件
      　　 再生水平：160g/I NaCl
      　　 运行流速：25m/h
      　　 泄漏终点：5ppm
      　　 工交计算
      　　 从图示中得到基本工交CB,@160g/I NaCl=1.45 eq/l
      　　 从图示中得到修正系数C1=0.96 2.5m/h 和TDS500
      　　 因此实际工交CB×C1=1.39eq/l
      　　 然后按保险系数0.90计算，设计时工交为1.39×0.9=1.25eq/l

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