软化水设备软化交换能力解析参考模板.docx

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软化水设备软化交换能力解析

　　离子交换树脂应为不溶性物质，但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低的物质及树脂使用过程中受高温影响或被氧化会化学降解而生成的物质，会在运行时溶解出来，称为胶溶。

交联度较低和含活性基团多的树脂，溶解倾向较大。

离子交换器刚投入运行时发生出水带色现象就是树脂胶溶现象。

　　软化水设备软化交换能力解析

　　工作（有时叫做产水，下同）、反洗、吸盐（再生）、慢冲洗（置换）、快冲洗五个过程。

不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。

任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的（其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程）。

　　反洗：

工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。

反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。

这个过程一般需要5-15分钟左右。

软化水设备，全自动软化水设备，锅炉软化水设备

　　吸盐（再生）：

即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入（只要进水有一定的压力即可）。

在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。

　　慢冲洗（置换）：

在用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。

这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右。

快冲洗：

为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。

一般情况下，快冲洗过程为5-15分钟。

　　2）软化水设备技术指标及工作要求：

　　入口水压：

0.18-0.6Mpa工作温度：

1-55℃源水硬度：

<8mmol/L操作方式：

自动/手动出水硬度：

≤0.03mmol/L再生剂：

NaCL再生方式：

顺流/逆流交换剂：

001*7强酸性离子交换树脂控制方式：

时间/流量工作电源：

220V/50Hz

　　【软化除盐的基本原理】

　　软水器采用强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经该设备流出的水而为硬度极低的软化水。

其化学反应为：

2RNa+Ca2+（Mg2）=R2Ca（Mg）+2Na+。

当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生-用饱和盐水浸泡树脂把树脂里的钙、镁离子等硬度置换出来，恢复树脂的软化交换能力，并将废液排出。

其化学反应为：

R2Ga=2RNa+Ca2+整个再生过程包括：

反洗-松动树脂层，吸盐慢洗-发生交换反应，冲洗（正洗）-将化学反应交换下来的钙、镁离子冲净，注水-为了下次再生。

　　【软化水设备主要技术指标】

　　1.进水压力：

0.2~0.5Mpa

　　2.原水硬度：

<12mmol/L（当原水硬度>8mmol/L时，应事先声明）

　　3.出水硬度：

<0.03mmol/L（达到《国家低压锅炉水质标准》GB1576-2001要求）;

　　4.原水含盐量<1000mg/L，浊度<5

　　5.电源：

~220V，50HZ

　　6.盐耗量<100g/克当量（与原水硬度有关）;

　　7.水耗<2%;电耗<40W

　　【软化除盐设备特点】

　　1.选用高性能离子交换树脂，工作交换容量大，能耗低，使用寿命最长。

　　2.控制部分全部采用进口控制器，保障设备持续安全运行。

　　3.全自动控制系统，出水稳定，使用操作方便快捷。

　　4.结构合理，安装操作方便。

　　5.可根据实际使用需求，个性化设计相应设备。

　　6.应用广泛：

可用于蒸汽锅炉、热水锅炉、空调、蒸汽冷凝器、热交换器等补给水设备。

还可用于宾馆、饭店、写字楼、公寓等生活用水处理及食品、饮料、酿酒、化工、医药等行业的软水处理。

　　树脂的溶解性

　　离子交换树脂应为不溶性物质，但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低的物质及树脂使用过程中受高温影响或被氧化会化学降解而生成的物质，会在运行时溶解出来，称为胶溶。

交联度较低和含活性基团多的树脂，溶解倾向较大。

离子交换器刚投入运行时发生出水带色现象就是树脂胶溶现象。

　　膨胀度

　　离子交换树脂含有大量亲水基团，与水接触即吸水膨胀。

溶液中电解质浓度越大，树脂内外溶液的渗透压差反而减小，树脂的溶胀就小，所以对于“失水”的树脂，应将其先浸泡在饱和食盐水中，使树脂缓慢膨胀，不致破碎。

当树脂中的离子变换时，如阳离子树脂由H+转为Na十，阴树脂由C1-OH-转为OH-,都因离子直径增大而发生膨胀，增大树脂的体积。

通常，交联度低的树脂的膨胀度较大。

在设计离子交换器本体高度与再生装置及配水装置时，必须考虑树脂的转型膨胀率体积改变率（见表3-3、表3-4），以适应生产运行时树脂层中的离子转型发生的树脂体积变化。

树脂转型体积改变率越小越好，在浮动床中这样容易控制树脂层装填高树脂层度及填床率，使落床、成床时树脂层基本不乱。

此外，对固定床的中排再生装置设计有利。

　　锅炉用水的水质指标有很多，例如硬度，它是表示水中钙、镁离子的含量。

　　一、摩尔及物质的量

　　在化学方程式中，元素符号和分子式前面的系数分别表示原子或分子的数目。

对于任何一种化学反应，参加的物质是亿万个原子、离子或分子，它们既有质量间的关系，又有数目间的关系。

因此相应地就需要一种既与物质的质量有关，又与物质的数量有关的单位，摩尔就是这样一个单位。

　　1、摩尔

　　摩尔是一系统的物质的量，该系统中所含的基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。

在使用摩尔时必须指明基本单元，它可以是分子、原子、电子、离子及其它基本单元，或这些单元的特定组合。

已知1个12C原子的质量1.993×10-26kg，所以1摩尔碳-12所含的碳原子数目是6.022045×1023个，这个数目称为阿佛加德罗常数。

即若某物质所含的基本单元数量等于6.022045×1023时，那么该系统中的物质的量即是1摩尔。

　　2、摩尔质量

　　每摩尔物质的质量叫摩尔质量，单位是g/mol，用符号M表示。

在数值上等于该物质相应的式量（即分子量、原子量或离子量）。

任何元素原子的摩尔质量，单位为g/mol时，数值上都等于其相应原子质量，此结论可推广到分子、离子或其它微粒。

　　3、物质的量

　　摩尔质量是1摩尔物质所具有的质量，由此可知n摩尔物质所具有的质量就是n×摩尔质量。

其中n就是物质的量，其单位是mol，用符号n表示。

物质的量是一个基本量,它有自己独立的量纲。

因此不要把物质A的物质的量nA与A的质量mA混同起来，物质的量和质量是两个独立的基本

　　前置过滤器的作用和原理：

　　1、叠片式过滤器：

　　原理：

是薄薄特定的塑料叠片两边刻有大量微米尺寸的沟槽，一串同等模式的叠片圧在特别设计的内撑上通过弹簧和液体压力紧时，叠片之间的沟槽交叉，从而形成一系列100微米左右的过滤单元。

　　在过滤时，水从外面通过叠片，过滤叠片在弹簧各液力的作用下被紧紧的压在一起，杂质颗粒截留在叠片交叉点，经过过滤的水从过滤器中流出

　　反洗状态，当到达一定压差或时间时，系统进行冲洗控制器控制阀门改变水流方向，使叠片上的杂质被冲出

　　缺点：

杂质冲洗不彻底、过滤精度不均匀、没有排污口。

　　2、顺冲型前置过滤器

　　原理：

大多数采用50-100um的不锈钢滤网，通过自来水的压力水从管道的内壁渗透到外壁，如泥沙、铁锈、红虫等杂质被膜孔截留，打开冲洗阀门补不锈钢膜所截留的杂质补水冲走，实现了滤芯的冲洗。

　　缺点：

如水质差时、或消费者的习惯不好，滤芯容易被堵，不但较小的杂质冲洗不出来，反而在滤芯中嵌得更深、更紧，容易成为二次污染只能打开壳体把滤芯拿来出用牙刷刷洗。

　　3、虹吸型前置过滤器

　　原理：

虹吸型前置过滤器采用的是外压式，通过自来水的压力从管道的外壁渗透到里面，泥沙、铁锈、红虫等颗粒杂志被膜孔截留于表面，打开冲洗开关水流在滤芯周围形成副压，内置的布水器更能非常有效地清除滤网上截留的污物杂质，被截留于膜表面的杂质通过雨剐器内管被水冲走，相比之前的两款前置，在冲洗效果上要好了很多。

　　缺点：

产品结构复杂、冲洗不彻底，如水质比较差一些杂质在滤芯中嵌的更深、更紧最后滤芯堵死，造成二次污染，一旦堵死维护起来非常困难，大多数生产虹吸式产品过滤精度都在50微米以上。

技术资料由莱特莱德杭州软化水设备公司提供

第十三章：

干燥

通过本章的学习，应熟练掌握表示湿空气性质的参数，正确应用空气的H–I图确定空气的状态点及其性质参数；熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题；了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算；了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。

二、本章思考题

1、工业上常用的去湿方法有哪几种？

态参数？

11、当湿空气的总压变化时，湿空气H–I图上的各线将如何变化?

在t、H相同的条件下，提高压力对干燥操作是否有利?

为什么?

12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器？

13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料，被除去的水分是结合水还是非结合水？

为什么？

14、干燥过程分哪几种阶段？

它们有什么特征？

15、什么叫临界含水量和平衡含水量？

16、干燥时间包括几个部分？

怎样计算？

17、干燥哪一类物料用部分废气循环？

废气的作用是什么？

18、影响干燥操作的主要因素是什么？

调节、控制时应注意哪些问题？

三、例题

例题13-1：

已知湿空气的总压为101.3kN/m2,相对湿度为50%，干球温度为20oC。

试用I-H图求解：

（a）水蒸汽分压p；

（b）湿度Ｈ；

（c）热焓Ｉ；

（d）露点td；

（e）湿球温度tw；

（f）如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117oC，求所需热量Ｑ。

解：

由已知条件：

Ｐ＝101.3kN/m2，Ψ0＝50%，t0=20oC在I-H图上定出湿空气的状态点Ａ点。

（a）水蒸汽分压p

过预热器气所获得的热量为

每小时含500kg干空气的湿空气通过预热所获得的热量为

例题13-2：

在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度H1为0.009kg水•kg-1绝干气，离开干燥器时湿度H2为0.039kg水•kg-1绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：

（1）水分蒸发是qm,W（kg水•h-1）；

（2）空气消耗qm,L（kg绝干气•h-1）；

原湿空气消耗量qm,L’（kg原空气•h-1）；

（3）干燥产品量qm,G2（kg•h-1）。

解：

qmG1=1000kg/h,w1=40℃,w2=5%

H1=0.009,H2=0.039

qmGC=qmG1（1-w1）=1000（1-0.4）=600kg/h

x1=0.4/0.6=0.67,x2=5/95=0.053

qmw=qmGC（x1-x2）=600（0.67-0.053）=368.6kg/h

qmL（H2-H1）=qmw

qmL’=qmL（1+H1）=12286.7（1+0.009）=12397.3kg/h

qmGC=qmG2（1-w2）

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