采用離子交換軟化,基本原理是原水流經(jīng)陽離子交換劑時,水中Ca2+、Mg2+等陽離子被交換劑吸附,而交換劑中的可交換離子(Na+或H+)則溶入水中,從而除去了水中鈣鎂離子,使水得到了軟化。離子交換軟化法有以下幾種。 a.鈉離子交換軟化法。 鈉離子交換劑是工業(yè)鍋爐最常使用的離子交換劑,化學(xué)分子式用NaR表示,當(dāng)原水經(jīng)鈉離子交換劑時,水中的鈣、鎂離子被鈉離子置換,其反應(yīng)式為:碳酸鹽硬度: Ca(HCO3)2+2NaR——CaR2+2NaHCO3 Mg(HCO3)2+2NaR——MgR2+2NaHCO3非碳酸鹽硬度: CaSO4+2NaR——CaR2+Na2SO4 MgSO4+2NaR——MR2+Na2SO4 鈉離子交換法不僅可以除去永久硬度,也可以除去暫時硬度,而且處理前后水中的總堿度保持不變。處理后水的含鹽量增加,因?yàn)殁}鎂鹽等當(dāng)量地轉(zhuǎn)變成鈉鹽,而鈉的當(dāng)量值(23)比鈣和鎂的當(dāng)量值(20.04)和(12.16)高,所以用毫克每升表示水的含鹽量將有所提高。 隨著交換過程的不斷進(jìn)行,交換劑中的Na+被大部分置換,出水中便含有Ca2+、Mg2+(即出現(xiàn)了硬度),當(dāng)硬度達(dá)到一定范圍時,此水已不符合鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn),說明交換劑已失效,此時就要再生,恢復(fù)交換劑的軟化能力,再生劑是食鹽(NaCI)。 再生過程中,使含有大量Na+的氯化鈉溶液通過失效的交換劑層,將離子交換劑所吸附的Ca2+、Mg2+強(qiáng)行排除掉,而Na+被交換劑所吸附,使交換劑重新恢復(fù)交換能力,其反應(yīng)式如下: CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+ MgR2+2Na+=2NaR+Mg2+ b.部分鈉離子交換軟化法。 即只是讓原水的一部分經(jīng)過離子交換器,另一部分直接進(jìn)入水箱。經(jīng)鈉離子交換后軟水中NaHCO3在水箱中受熱分解成為Na2CO3,
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