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     锅炉水处理常用离子交换法。在离子交换过程中，交换与被交换的离子均为阳离子,这种只进行阳离子交换的方法称为阳离子交换。树脂参加交换反应中的阳离子是钠离子(Na+)时,则此树脂为钠型阳离子交换树脂。当此树脂与水中钙、镁离子进行交换时 , 树脂上的钠离子(Na+)全部进入软化水中,这种用钠离子取代水中钙、镁的过程我们称之为钠离子软化交换法。

一、钠离子交换的原理

当含有钙、镁离子的生水,流经离子交换器中的钠离子交换剂层时,水中的钙、镁离子被交换剂中的钠离子所置换,从而将在锅炉中可能形成水垢的钙、镁盐类,转变为易溶性钠盐,而使水得以软化。用反应方程式表示如下:

ca2++2NaR=CaR2+2Na+

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

式中: NaR一一代表锅离子交换剂;

Na+一一代表交换剂中的交换离子;

R一一表示交换离子以外的母体部分,它并不参加反应。

二、钠离子交换的特点

1.生水硬度大大降低或基本消除。

2.碱度保持不变。

经钠型离子交换树脂软化后的水质,由于碳酸盐硬度等量地转变成了,所以软化水中碱度与进水中的碱度相等。

3.软化水中含盐量略有增加经钠型离子交换树脂软化后的水,由于原水中的阴离子,即水中的氯离子(Cl-),硫酸根(S042- 一 )、碳酸氢根(HCO3-)和硅酸根(Si032-)等并不改变,如果水中的其他重金属阳离子忽略不计时,只是钙、镁盐类等量地转变成了不生成水垢的锅盐。钠离子的摩尔质量为23g/mo1,以1/2Ca2+为基本单元的摩尔质量为20.04g/mol、以1/2Mg2+为基本单元的摩尔质量为12.16g/mo1,因此,使软化后的水质,其含盐量要比其原水含盐量为高。

三、再生过程

在钠离子交换过程中,当软水中出现了硬度,而且超过了标准时,则证明钠型离子交换树脂已经失效。为了恢复其再交换的能力,就需要对此树脂进行再生。在再生过程中,就是使含有大量锅离子的氯化钠(NaCl)溶液,通过失效的树脂层,从而将离子交换树脂中的钙、镁离子排到溶液中去,钠离子则被树脂所吸附,使树脂重新又恢复了交换能力。

钠型离子交换树脂的再生过程,可以下列反应式表示:

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