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     鍋爐水處理常用離子交換法。在離子交換過(guò)程中，交換與被交換的離子均為陽(yáng)離子,這種只進(jìn)行陽(yáng)離子交換的方法稱為陽(yáng)離子交換。樹(shù)脂參加交換反應(yīng)中的陽(yáng)離子是鈉離子(Na+)時(shí),則此樹(shù)脂為鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。當(dāng)此樹(shù)脂與水中鈣、鎂離子進(jìn)行交換時(shí) , 樹(shù)脂上的鈉離子(Na+)全部進(jìn)入軟化水中,這種用鈉離子取代水中鈣、鎂的過(guò)程我們稱之為鈉離子軟化交換法。

一、鈉離子交換的原理

當(dāng)含有鈣、鎂離子的生水,流經(jīng)離子交換器中的鈉離子交換劑層時(shí),水中的鈣、鎂離子被交換劑中的鈉離子所置換,從而將在鍋爐中可能形成水垢的鈣、鎂鹽類,轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苄遭c鹽,而使水得以軟化。用反應(yīng)方程式表示如下:

ca2++2NaR=CaR2+2Na+

Mg2++2NaR=MgR2+2Na+.

式中: NaR一一代表鍋離子交換劑;

Na+一一代表交換劑中的交換離子;

R一一表示交換離子以外的母體部分,它并不參加反應(yīng)。

二、鈉離子交換的特點(diǎn)

1.生水硬度大大降低或基本消除。

2.堿度保持不變。

經(jīng)鈉型離子交換樹(shù)脂軟化后的水質(zhì),由于碳酸鹽硬度等量地轉(zhuǎn)變成了,所以軟化水中堿度與進(jìn)水中的堿度相等。

3.軟化水中含鹽量略有增加經(jīng)鈉型離子交換樹(shù)脂軟化后的水,由于原水中的陰離子,即水中的氯離子(Cl-),硫酸根(S042- 一 )、碳酸氫根(HCO3-)和硅酸根(Si032-)等并不改變,如果水中的其他重金屬陽(yáng)離子忽略不計(jì)時(shí),只是鈣、鎂鹽類等量地轉(zhuǎn)變成了不生成水垢的鍋鹽。鈉離子的摩爾質(zhì)量為23g/mo1,以1/2Ca2+為基本單元的摩爾質(zhì)量為20.04g/mol、以1/2Mg2+為基本單元的摩爾質(zhì)量為12.16g/mo1,因此,使軟化后的水質(zhì),其含鹽量要比其原水含鹽量為高。

三、再生過(guò)程

在鈉離子交換過(guò)程中,當(dāng)軟水中出現(xiàn)了硬度,而且超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)時(shí),則證明鈉型離子交換樹(shù)脂已經(jīng)失效。為了恢復(fù)其再交換的能力,就需要對(duì)此樹(shù)脂進(jìn)行再生。在再生過(guò)程中,就是使含有大量鍋離子的氯化鈉(NaCl)溶液,通過(guò)失效的樹(shù)脂層,從而將離子交換樹(shù)脂中的鈣、鎂離子排到溶液中去,鈉離子則被樹(shù)脂所吸附,使樹(shù)脂重新又恢復(fù)了交換能力。

鈉型離子交換樹(shù)脂的再生過(guò)程,可以下列反應(yīng)式表示:

CaR2十2NaC1=2NaR+CaCl2MgR2+2NaCl=2NaR+MgCl2


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