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    化工醫藥軟化水設備

    產品簡述:化工醫藥行業用水軟化

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    為了有效降低水中硬度,系統前級增加軟化水系統
    水質軟化的反應方程式為:(R代表樹脂本體)
    2RNa + Ca2+ =R2Ca + 2Na+        2RNa + Mg2+ =R2Mg + 2Na+
    吸附鈣、鎂離子飽和后的樹脂經過鈉鹽溶液的處理,可重新轉化為鈉型而恢復其交換能力,這一再生過程的反應式為:
    R2Ca + 2Nacl =2RNa + Cacl2       R2Mg + 2Nacl =2RNa + Mgcl2
    原水在一定的壓力(0.2-0.6Mpa)、流量下,通過控制閥腔,進入裝有離子交換樹脂的容器(樹脂罐),樹脂中所含的Na+與水中的Ca2+、Mg2+等陽離子進行交換,使容器出水的Ca2+、Mg2+離子含量達到既定的要求,從而實現了硬水的軟化,容器出水殘余硬度的標準為:≤0.03mmol/L。
    當樹脂失效后、進行再生之前, 先用水自下而上的進行反洗。 反洗流速可控制在11-18m/h之間,反洗須至出水澄清為止,反洗時間約為 10~15min,以沉降后陽,陰樹脂層界面是否清晰判別分層效果。反洗的目的有二個,一是通過反洗,使運行中壓緊的樹脂層松動,有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸;二是使樹脂表面積累積的懸浮物及碎樹脂隨反洗水排出,從而使交換器的水流阻力不會越來越大。為了保證一定的反洗效果,要有一定的反沖洗膨脹高度。膨脹高度過低,達不到反洗的要求,又會造成樹脂的流失;過高,也要增加設備的投資。實際生產表明,交換器的反洗膨脹高度為樹脂層的60﹪( 又有80﹪)左右為好。
    由于采用虹吸原理,故本套設備再生過程為自動從鹽箱吸鹽,在一定濃度(鹽液濃度以 6~10 × 1/100 為宜)、流速(為4-6m/h)下,流經失效的樹脂層,再一次進行陽離子交換,使其恢復原有的交換能力。在再生液進完后,交換器內尚有未參與再生交換的鹽液,采用小于或等于再生液流速即≤4-6m/h的清水進行清洗(慢速清洗),以充分利用鹽液的再生作用并減輕正洗的負荷。正洗(快速清洗)的目的是:清除樹脂層中殘留的原生廢液,通常以正常流速清洗至出水合格為止。

    離子交換樹脂的選擇:
    離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
    陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(-SO3H),羥基(-COOH)或苯酚基(-C6H4OH)等酸性基團,其結構式可簡單表示為R--SO3H,式中R代表樹脂母體。
    反應式為:2R--SO3H + Ca2+=(R--SO3)2Ca + 2H+
    陰離子交換樹脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(-NH3)或亞胺基(-NH2)等堿性基團它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用。
    反應式為:R-N(CH3)OH + cl-=R-N(CH3)3cl + OH-
    本套設備的主要工藝為軟化,即原理為置換其中的鈣、鎂等陽離子,故采用Na型陽離子交換樹脂。
    鈉離子交換軟化處理的特點是:
    (1)除去水中的硬度而堿度不變,只不過是Ca2+、Mg2+與Na+進行等電荷摩爾量交換而已;
    (2)在一般天然水中Mg2+的含量都比較少,主要起交換作用的是Ca2+和Na+,而鈣的摩爾質量M(1/2Ca)是20,鈉的摩爾質量M(Na)是23,基本接近,因此,鈉離子交換軟化處理的水中含鹽量基本不變,水中溶解固形物也沒有多大變化;
    (3)在再生過程中,有時由于正洗不徹底,或者是再生劑系統閥門的泄漏,使軟化處理后的水中氯根反而比原水有所增加,但通過精心操作是可以避免的。

    離子交換樹脂用量的計算先是進行初算,再進行復算調整。樹脂的濕視密度一般在0.6-0.85g/ml之間。樹脂的體積可以通過計算求得,之后就可以大概算出樹脂的裝填量。
    (1)樹脂的體積用量計算:
    V=Q*∑I/E
    式中 V—樹脂體積,m3;
         Q—周期制水量,m3或t;
         ∑I—原水中陽離子的濃度,mmol/L,取分析最高值;
         E—離子交換樹脂的工作交換容量,mmol/L。
    (2)樹脂的重量計算:
    W=V*R
    式中W—樹脂重量,t;
         R—樹脂的視密度,g/mL。
        第二步進行復算調整。
    因為,    V=?∏d2*H
    式中  d—離子交換塔內徑,m;
          H—樹脂的填裝高度,m。
    注意:H的選擇,對一級除鹽水處理,當交換塔徑在2m以上時,樹脂層高度不低于1.5m(一般選擇1.8m);對塔徑〈2m時,高度可適當放低?;旌洗驳乃皆?.5m以上時,樹脂總高度不低于1m,不高于1.5m;塔徑〈1.5m時,高度可適當放低?;齑驳年?、陽樹脂比例原則上可按2比1。使用上可根據具體情況適當調整。

    所謂鹽耗是對已經失效的樹脂,使其再恢復交換能力所消耗的再生劑量。即每恢復1mol樹脂交換能力M時,所消耗再生劑(Nacl)的克數。
          鹽耗=2G/VH   g/mol
    式中 G—再生一次所消耗的Nacl的量,g;
         V—周期制水量,m3;
         H—被處理水的硬度,mol/m3。
    由于離子交換是等[H+]摩爾進行的,從理論上來說每除去0.5mol的硬度需要消耗1mol的Nacl,即58.8g。然而,實際生產運行中鹽耗是上述理論值的3倍左右。通常為150-200g/mol,主要與操作管理及工藝等都有關。

     

     

     

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