軟化水設(shè)備除鹽特點及技術(shù)
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1)軟化水設(shè)備工作流程
工作(有時叫做產(chǎn)水，下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設(shè)備的所有工序非常接 近，只是由于實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎(chǔ)的軟化水設(shè)備都是在這五個流程的基礎(chǔ)上發(fā)展來的(其中，全自動軟化水設(shè)備會增加鹽水重注過程)。 軟化水設(shè)備工作流程示意圖
反洗：工作一段時間后的設(shè)備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去后，離子交換樹脂才能完全曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鐘左右。
吸鹽(再生)：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統(tǒng)設(shè)備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動的設(shè)備是采用專用的內(nèi)置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定的壓力即 可)。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設(shè)備都是采用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過程一般需要30分鐘左右，實際時間受用鹽量的影響。
慢沖洗(置換)：在用鹽水流過樹脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗，由于這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂離子被鈉離子交換，根據(jù)實際經(jīng)驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鐘左右。 快沖洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要采用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的最后出水應(yīng)為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鐘。
2)軟化水設(shè)備技術(shù)指標及工作要求：
入口水壓：0.18-0.6Mpa工作溫度：1-55℃ 源水硬度：<8mmol/L 操作方式：自動/手動 出水硬度：≤0.03mmol/L 再生劑：NaCL 再生方式：順流/逆流 交換劑：001*7強酸性離子交換樹脂控制方式：時間/流量 工作電源：220V/50Hz
【軟化除鹽的基本原理】
軟水器采用強酸性陽離子樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出去，經(jīng)該設(shè)備流出的水而為硬度極低的軟化水。其化學反應(yīng)為：2RNa+Ca2+(Mg2)=R2Ca(Mg)+2Na+。當樹脂吸附到一定量的鈣、鎂離子后必須進行再生-用飽和鹽水浸泡樹脂把樹脂里的鈣、鎂離子等硬度置換出來，恢復(fù)樹脂的軟化交換能力，并將廢液排出。其化學反應(yīng)為：R2Ga=2RNa+Ca2+ 整個再生過程包括：反洗-松動樹脂層，吸鹽慢洗-發(fā)生交換反應(yīng)，沖洗(正洗)-將化學反應(yīng)交換下來的鈣、鎂離子沖凈，注水-為了下次再生。
【軟化水設(shè)備主要技術(shù)指標】
1.進水壓力：0.2~0.5Mpa
2.原水硬度：<12mmol/L(當原水硬度>8 mmol/L時，應(yīng)事先聲明)
3.出水硬度：<0.03mmol/L (達到《國家低壓鍋爐水質(zhì)標準》GB1576-2001要求);
4.原水含鹽量<1000mg/L，濁度<5
5.電源：~220V，50HZ
6.鹽耗量<100g/克當量(與原水硬度有關(guān));
7.水耗<2%;電耗<40W
【軟化除鹽設(shè)備特點】
1.選用高性能離子交換樹脂，工作交換容量大，能耗低，使用壽命最長。
2.控制部分全部采用進口控制器，保障設(shè)備持續(xù)安全運行。
3.全自動控制系統(tǒng)，出水穩(wěn)定，使用操作方便快捷。
4.結(jié)構(gòu)合理，安裝操作方便。
5.可根據(jù)實際使用需求，個性化設(shè)計相應(yīng)設(shè)備。
6.應(yīng)用廣泛：可用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、空調(diào)、蒸汽冷凝器、熱交換器等補給水設(shè)備。還可用于賓館、飯店、寫字樓、公寓等生活用水處理及食品、飲料、釀酒、化工、醫(yī)藥等行業(yè)的軟水處理。
軟水全自動控制器-時間型控制和流量型控制全自動軟水器按照再生控制方式的不同分為時間控制和流量控制兩種。
▼時間控制：
時間控制是指當設(shè)備運行到達設(shè)定的再生時間時自動啟動再生過程;這類系統(tǒng)是根據(jù)實際用水量及設(shè)備交換能力來設(shè)定再生時間的，用戶可以將再生過程選在在用水量較少的時段，也可以根據(jù)需要隨時以手動方式啟動再生過程。
時間控制的優(yōu)點：1)價格便宜;2)易于操作
時間控制的缺點：1)一般每24小時才能再生一次;2)無法根據(jù)實際使用狀況精確確定再生的時間點
適用場合：時間型控制一般應(yīng)用在硬度較低(<4mmol/L)，用水量穩(wěn)定(用水波動不超過15%)、出水要求不高、用水量較小的情況。
▼流量控制
流量控制是根據(jù)設(shè)備的交換能力(總產(chǎn)水量)來設(shè)定運行終點。設(shè)備運行時由專用的流量計來對流出的水量進行統(tǒng)計。當總出水量達到設(shè)定的水量時，控制器就自動開始再生過程。設(shè)定前應(yīng)根據(jù)樹脂總裝填量、生水硬度計算出每個周期的總產(chǎn)水量，按該值進行設(shè)定(9600系列的產(chǎn)水量是由控制器自動計算出的)。當達到設(shè)定水量后，可根據(jù)需要立刻進行再生或等待至某一設(shè)定時刻后再進行再生。
【流量控制的主要特點：】
1)再生以流量控制，精確度高。消耗可降至最小，運行經(jīng)濟可靠;
2)后備電池及內(nèi)置記憶功能，停電不需重新進行數(shù)值設(shè)定;
3)再生過程每個步驟的時間都可根據(jù)需要設(shè)定;手動再操作輕松啟動新的運行周期;
4)數(shù)字化設(shè)置及顯示，可顯示出瞬時流量、周期剩余水量、再生時的剩余時間等信息，一目了然。
適用場合：這種系統(tǒng)更能適應(yīng)用水量及水質(zhì)波動的情況，控制更加準確穩(wěn)定。更適用于燃油、燃汽鍋爐、中央空調(diào)等要求較高的用水情況。
鍋爐軟化水設(shè)備中再生鹽耗量的判斷
眾所周知，水有軟硬之分，經(jīng)常會聽到有人在談?wù)撍|(zhì)時反映這水的軟硬度，水的軟硬度代表了它里面所含物質(zhì)的不同，一般是指溶解于水中的鹽質(zhì)的多少，鎂鹽和鈣鹽的含量，含量多即為硬水，反之為軟水。
相對來說，硬水對人的傷害較大，硬水中能夠以煮沸的方式消除的與不能消除的水的硬度為水的總硬度。水的硬度過大時，對人體有一定的危害。國家對飲用水的硬度是有要求的。所謂的水土不服，就是因為不常喝硬水的人飲用了硬水造成的腸胃不適癥狀。所以水的硬度是需要人為來改變的，以保證人體更好的吸收。
鍋爐軟化水設(shè)備軟化工作的管理
一、建立軟水作業(yè)制度
為保證鍋爐安全經(jīng)濟地運行，應(yīng)建立軟水作業(yè)的基本制度。
二、定期沖洗鍋爐并進行軟水效果的評定
采用爐內(nèi)水處理一定要定期的進行沖洗鍋爐，其目的是：
1、徹底清除鍋爐內(nèi)積存的軟泥，防止結(jié)生成再生水垢;
2、徹底清除在運行中疏松脫落的老垢，防止堵塞管路;
3、消除附著在爐、管壁表面的軟水垢，使其不變成硬垢;
4、檢查鍋爐內(nèi)各傳熱面上水垢生長的情況，測量厚度有無增加，以判別軟水效果。
5、栓查鍋爐各個部分的技術(shù)狀態(tài)，及鍋爐安全裝置，如對安全閥、壓力表、排污閥等進行檢修，以保證安全閥、壓力表、排污閥等進行檢修，以保證安全運行。
沖洗鍋爐的期限，使用鍋爐內(nèi)水處理的生產(chǎn)鍋爐最好每月一次，采暖鍋爐在一個采暖期中間應(yīng)進行一次;使用鍋爐外軟水的鍋爐其沖洗周期可以適當延長。
在研究水垢的性質(zhì)和結(jié)生速度時，經(jīng)常需要對水垢和泥垢進行分析。分析的項目有：水分、灼燒損失、二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、鐵鋁氧化物、磷酸根、硫酸根等。分析時應(yīng)注意取樣的部位。
對水垢進行分析的目的，主要是從給水、鍋爐水、泥垢、水垢中的CaO、MgO、SiO2的比值，以及水垢的物理性質(zhì)，研究水垢的結(jié)生規(guī)律，以便采取改進措施，提高水處理的效果。
總之，鍋爐內(nèi)水處理工作，不僅需要有針對水質(zhì)情況的配方，還需要有嚴密的技術(shù)管理與監(jiān)督，才能收到較好的效果。鐵路蒸汽機車的實踐證明，只要藥劑對癥，軟水作業(yè)制執(zhí)行得好，鍋爐內(nèi)水處理的防垢效率達到90%以上還是可能的，這對一般中小型鍋爐是適用的。
【判斷軟化水設(shè)備的運行工況】
對于軟化水設(shè)備運行工況的正常與否，可以該設(shè)備中交換劑的工作交換容量(Ea)和再生鹽耗(B)這兩項技術(shù)指標來判斷。從大量的調(diào)試結(jié)果和實驗結(jié)果來看，Ea在800-1000克當量/立方米(指強酸型陽樹脂，磺化煤一般為250克當量/立方米左右)，B通常為110-200克/克當量(指固定床順流再生式設(shè)備，逆流再生式的還低些)上設(shè)備，它的運行工況可以說是良好的。對于Ea和B達不到的述范圍的軟化水設(shè)備大致有如下幾種情況：
(1)工作交換容量遠小于800克當量/立方米而鹽耗遠小于100克/克當量。
這種情況屬于再生狀況不正常。這是由于鹽耗太低，即再生不足而造成工作交換容量太小。這時應(yīng)適當加大再生劑量，使失效的交換劑得到充分再生。
(2)工作交換容量在常范圍內(nèi)，鹽耗遠大于200克/克當量。再生時用鹽量太多，不經(jīng)濟。
(3)再生鹽耗在正常范圍內(nèi)或偏大，而工作交換容量卻小于800克當量/立方米。這種情況屬于運行工況不正常。這時應(yīng)檢查軟化水設(shè)備的進、出水裝置、再生裝置是否產(chǎn)生故障，交換劑是否受到污染。
軟化水處理工藝就是將水的硬度降下來 ， 利用科學的方法將水中的鈣鎂離子除去，經(jīng)軟化處理的鈣鹽和鎂鹽含量降至為1.0～50 毫克／升后得到的軟化水。常用的軟化水處理工藝有以下幾個：
{1}膜分離法
納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而從根本上降低水的硬度。
{2}石灰法
向水中加入石灰。主要是用于處理大流量的高硬水。石灰法只能將硬度降到一定的范圍。
{3}離子交換法
采用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來。由于鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。
離子交換法是目前最常用的軟化水處理工藝標準方式。主要優(yōu)點是：效果穩(wěn)定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。采用這種方式的軟化水設(shè)備一般也叫做“離子交換器”(由于采用的多為鈉離子交換樹脂，所以也多稱為“鈉離子交換器”)。
{4}變頻除垢法
采用在水中加上一定的變化頻率的電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止硬水垢的形成。
變頻除垢法特點是：設(shè)備投資小，安裝方便，運行費用低；但是效果不夠穩(wěn)定性，沒有統(tǒng)一的衡量標準，而且由于主要功能僅是影響一定范圍內(nèi)的水垢的物理性能，所以處理后的水的使用時間、距離都有一定局限。多用于商業(yè)(如中央空調(diào)等)循環(huán)冷卻水的處理，不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及鍋爐補給水的處理(同時由于該種設(shè)備的機理并未得到真正的理論證實)。
{5}加藥法
向水中加入專用的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結(jié)合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。目前工業(yè)上可以使用的的阻垢劑很多。
投加阻垢劑的特點是：一次性投入較少，適應(yīng)性廣；但水量軟大時運行成本偏高，由于加入了化學物質(zhì)，所以水的應(yīng)用受到很大限制，一般情況下不能應(yīng)用于飲用、食品加工、工業(yè)生產(chǎn)等方面。在民用領(lǐng)域中也很少應(yīng)用。
{6}各種軟化水處理工藝的應(yīng)用場合：
1、根據(jù)實際使用經(jīng)驗及特點，在工業(yè)鍋爐及工業(yè)生產(chǎn)中最常用的方式是離子交換法(目前已經(jīng)形成了標準成熟的軟化水設(shè)備)，普通情況下所說的“軟水器”一般均指這種設(shè)備。在餐飲、食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域、空調(diào)、工業(yè)循環(huán)水等應(yīng)用中,也多采用離子交換法對補水進行處理。
2、小型熱水鍋爐、換熱器等應(yīng)用中，多采用加藥法。 3、商業(yè)領(lǐng)域的中央空調(diào)及工業(yè)上溫度較低(最高溫度在60度左右)的冷卻循環(huán)水,多采用電磁法進行全流量處理，即對所有循環(huán)水進行處理，同時多數(shù)情況下配合補充水采用離子交換法處理或循環(huán)水采用加藥方法以保證效果。 |
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