除碱软化铵-钠离子交换系统

氯碱产业在全国化工中起着至关重要的作用，近年来全球氯碱产业取得了一定程度的发展。据初步统计，2013年全球烧碱年产能已经达到9400万吨，同时聚氯乙烯年产能也上升到5800万吨。截止2013年底，我国烧碱年产能达到3850万吨，占据世界第一，已经成为全球最大的烧碱消费国和生产国。

目前，烧碱的生产方法有很多，其中离子膜法是目前最先进的烧碱生产方法，其具有液碱浓度高、综合能耗低和环境污染小等众多优点，被国内外众多氯碱生产厂家采用。但离子膜法对电解原料卤水质量要求高，卤水中常常含有碘化物进入生产工艺流程，在电解过程中被氧化为碘酸盐，其一旦进入离子膜碱性环境，可被氧化为高碘酸盐，并生成难溶性沉淀，导致电流效率降低，缩短离子膜使用寿命。

离子交换树脂法除碘工艺介绍

卤水中碘浓度通常较低，而CL-浓度极高，由于竞争抑制作用，使树脂对卤水中I-的吸附较弱。在采用离子交换树脂从卤水或油、气田水中提取碘时，一般都需将原料酸化到PH<3以下，然后用氯气(或氯水)等氧化剂将碘离子氧化(或部分氧化)为碘分子，再使其吸附到树脂上。值得注意的是，当卤水中碘含量较低时，可采用不加酸氯水氧化离子交换树脂提取油田水中的碘，避免带来设备腐蚀和废液处理等问题，也避免了酸的大量消耗。离子交换法具有再生和循环使用的特点，利用树脂对阴离子的选择能力，可以进行洗脱和再生，可以长期循环使用。

离子交换树脂法除碘工艺优势

离子交换树脂法除碘，相对于空气吹出法、吸附法等碘净化方案，其选择性好，消耗的能量低，更能适应卤水净化碘，是比较理想的方法。

全自动固定床离子交换设备优点

结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产，是现代化工和反应中应用广泛的反应器。

全自动固定床离子交换设备缺点

1. 固定床离交过程存在着树脂利用率低的缺点，整个床层只有传质区的少量树脂在运作，大部分树脂处于非传质的闲置和等待状态；

2. 大量物料或洗脱剂(即再生剂)需要穿过或浸泡已经失活的树脂层，造成了对树脂的料负荷污染。

德兰梅勒，作为一家专注物料浓缩分离的高新技术企业，针对上述问题，开发出一种高效、快速、成本低廉的卤水除碘工艺—离子交换树脂法除碘，解决了其他工艺“耗能高 ，污染重，速率慢，除碘率低”等一系列难题。

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软化水设备除盐特点及技术指标概述

1）软化水设备工作流程

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）。软化水设备工作流程示意图

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。

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。

软水全自动控制器-时间型控制和流量型控制全自动软水器按照再生控制方式的不同分为时间控制和流量控制两种。

▼时间控制：

时间控制是指当设备运行到达设定的再生时间时自动启动再生过程;这类系统是根据实际用水量及设备交换能力来设定再生时间的，用户可以将再生过程选在在用水量较少的时段，也可以根据需要随时以手动方式启动再生过程。

时间控制的优点：1）价格便宜;2）易于操作

时间控制的缺点：1）一般每24小时才能再生一次;2）无法根据实际使用状况精确确定再生的时间点

适用场合：时间型控制一般应用在硬度较低（<4mmol/L），用水量稳定（用水波动不超过15%）、出水要求不高、用水量较小的情况。

▼流量控制

流量控制是根据设备的交换能力（总产水量）来设定运行终点。设备运行时由专用的流量计来对流出的水量进行统计。当总出水量达到设定的水量时，控制器就自动开始再生过程。设定前应根据树脂总装填量、生水硬度计算出每个周期的总产水量，按该值进行设定（9600系列的产水量是由控制器自动计算出的）。当达到设定水量后，可根据需要立刻进行再生或等待至某一设定时刻后再进行再生。

【流量控制的主要特点：】

1）再生以流量控制，精确度高。消耗可降至最小，运行经济可靠;

2）后备电池及内置记忆功能，停电不需重新进行数值设定;

3）再生过程每个步骤的时间都可根据需要设定;手动再操作轻松启动新的运行周期;

4）数字化设置及显示，可显示出瞬时流量、周期剩余水量、再生时的剩余时间等信息，一目了然。

适用场合：这种系统更能适应用水量及水质波动的情况，控制更加准确稳定。更适用于燃油、燃汽锅炉、中央空调等要求较高的用水情况。

锅炉软化水设备中再生盐耗量的判断

众所周知，水有软硬之分，经常会听到有人在谈论水质时反映这水的软硬度，水的软硬度代表了它里面所含物质的不同，一般是指溶解于水中的盐质的多少，镁盐和钙盐的含量，含量多即为硬水，反之为软水。

相对来说，硬水对人的伤害较大，硬水中能够以煮沸的方式消除的与不能消除的水的硬度为水的总硬度。水的硬度过大时，对人体有一定的危害。国家对饮用水的硬度是有要求的。所谓的水土不服，就是因为不常喝硬水的人饮用了硬水造成的肠胃不适症状。所以水的硬度是需要人为来改变的，以保证人体更好的吸收。

锅炉软化水设备软化工作的管理

一、建立软水作业制度

为保证锅炉安全经济地运行，应建立软水作业的基本制度。

二、定期冲洗锅炉并进行软水效果的评定

采用炉内水处理一定要定期的进行冲洗锅炉，其目的是：

1、彻底清除锅炉内积存的软泥，防止结生成再生水垢;

2、彻底清除在运行中疏松脱落的老垢，防止堵塞管路;

3、消除附着在炉、管壁表面的软水垢，使其不变成硬垢;

4、检查锅炉内各传热面上水垢生长的情况，测量厚度有无增加，以判别软水效果。

5、栓查锅炉各个部分的技术状态，及锅炉安全装置，如对安全阀、压力表、排污阀等进行检修，以保证安全阀、压力表、排污阀等进行检修，以保证安全运行。

冲洗锅炉的期限，使用锅炉内水处理的生产锅炉最好每月一次，采暖锅炉在一个采暖期中间应进行一次;使用锅炉外软水的锅炉其冲洗周期可以适当延长。

在研究水垢的性质和结生速度时，经常需要对水垢和泥垢进行分析。分析的项目有：水分、灼烧损失、二氧化硅、氧化钙、氧化镁、铁铝氧化物、磷酸根、硫酸根等。分析时应注意取样的部位。

对水垢进行分析的目的，主要是从给水、锅炉水、泥垢、水垢中的CaO、MgO、SiO2的比值，以及水垢的物理性质，研究水垢的结生规律，以便采取改进措施，提高水处理的效果。

总之，锅炉内水处理工作，不仅需要有针对水质情况的配方，还需要有严密的技术管理与监督，才能收到较好的效果。铁路蒸汽机车的实践证明，只要药剂对症，软水作业制执行得好，锅炉内水处理的防垢效率达到90%以上还是可能的，这对一般中小型锅炉是适用的。

【判断软化水设备的运行工况】

对于软化水设备运行工况的正常与否，可以该设备中交换剂的工作交换容量（Ea）和再生盐耗（B）这两项技术指标来判断。从大量的调试结果和实验结果来看，Ea在800-1000克当量/立方米（指强酸型阳树脂，磺化煤一般为250克当量/立方米左右），B通常为110-200克/克当量（指固定床顺流再生式设备，逆流再生式的还低些）上设备，它的运行工况可以说是良好的。对于Ea和B达不到的述范围的软化水设备大致有如下几种情况：

（1）工作交换容量远小于800克当量/立方米而盐耗远小于100克/克当量。

这种情况属于再生状况不正常。这是由于盐耗太低，即再生不足而造成工作交换容量太小。这时应适当加大再生剂量，使失效的交换剂得到充分再生。

（2）工作交换容量在常范围内，盐耗远大于200克/克当量。再生时用盐量太多，不经济。

（3）再生盐耗在正常范围内或偏大，而工作交换容量却小于800克当量/立方米。这种情况属于运行工况不正常。这时应检查软化水设备的进、出水装置、再生装置是否产生故障，交换剂是否受到污染。