08章3离子交换装置及运行.ppt

2．除碳器的设计计算 鼓风填料式除碳器 （1）除碳器的有效直径d（m） 式中：Q—除碳器设计处理水量，m3/h； q—设计淋水密度，m3/（m2·h） 基准条件 q＝60 m3/（m2·h） （2）除碳器所需填料高度h0（m）及填料总体积V0（m3） S—单位体积填料所具有的工作表面积， （m2/m3 ），由所选的填料品种和规格决定，例如：25×25×3mm瓷质拉希环，其S值为204m2/m3 ΔC —脱除CO2的平均解析推动力，kg/m3， 近似表达为： HZ —进水碳酸盐 碱度，mmol/L； Mco2——进水中游 离CO2含量，mg/L。 除碳器直径由所需处理的水量决定，而除碳器所需填料的高度取决于进水CO2含量、其主要与原水碱度有关。 （3）除碳器所需鼓风量W（m3/h）及所需进风压力P0（kPa）： W=（20～30）Q （8－15） 式中：20～30为除CO2器的气水比经验数据，即每处理1m3水通常需20～30m3的空气。 P0=ah0+0.4 （8 － 16） 式中：0.4—塔内局部阻力总和的经验数值，kPa； α—单位填料高度的空气阻力，kPa/m。 α值随填料品种、淋水密度、气水比的不同而变化， 25×25×3mm的瓷质拉希环 在q=60m3/(m2·h)、气水比为20～30m3/m3的条件下，α值在0.2～0.5kPa/m之间。 据计算的风量和所需的风压选择合适的风机。 §8.3 离子交换装置及运行操作 装有离子交换剂的离子交换器称离子交换床，离子交换剂层称离子交换床层。 生产实践中，离子交换装置妁种类很多。 可分为固定床式和移动床式两大类，固定床在各领域用得最广泛。 一、 固定床 固定床：离子交换剂在一个设备中先后完成制水、再生等过程的装置。 按水和再生液的流动方向分为：顺流再生式、逆流再生式、分流再生式 逆流再生包括逆流再生离子交换器和浮床式离子交换器。 按交换器内树旨的状态又分为：单层（树脂）床、双层床、双室双层床、双室双层浮动床以及混合床。 按设备的功能又分为：阳离子交换器（包括钠离子交换器和氢离子交换器）、阴离子交换器和混合离子交换器。 1．顺流再生离子交换器 交换：水流自上而下通过树脂层；再生：再生液也是自上而下通过树脂层。（水与再生液的流向是相同） （1）其结构： 密封的圆柱形压力容器；设有树脂装卸口；观察树脂状态的窥孔；进水装置、排水装置；再生液分配装置；内装有树脂。树脂上部有反洗空间。 如图8－6所示。 外部管路系统如图8－7所示。 （2）顺流再生离子交换器的运行： 分为五步：反洗、进再生液、置换、正洗和制水。组成一个运行周期。 1）反洗：常用水自下而上进行的强烈反洗。反洗的目的：1）松动树脂层；2）清除树脂上层中的悬浮物、碎粒；反洗到排水不浑为止，一般需10～l5min。 2）再生：先将交换器内的水放至树脂层以上约100～200mm处，然后使一定浓度的再生液以一定流速自上而下流过树脂层。 3）置换：使水按再生液流过树脂的流程及流速通过交换器，这一过程称为置换。 目的：使树脂层中仍有再生能力的再生液和其他部位残存的再生液得以充分利用。 4）正洗：目的：清除交换器内残留的再生产物。置换后，应用运行时的出水自上而下清洗树脂层，流速约10～15m/h。正洗一直进行到出水水质合格为止。 5）制水：正洗合格后即可投入制水。 3）顺流再生工艺特点 图（a），交换结束时，进水中离子依据树脂对它们的选择顺序依次沿水流方向分布，最下部树脂的交换容量未能得到充分利用，尚存在一部分H型树脂。再生前的反洗→使树脂中基本呈 均匀分布状 态如图（b） 再生：再生液由上而下通过树脂层，上部树脂先再生→再生较充分，由上而下→再生度逐渐降低；下部未再生的主要是Ca、Mg型树脂，和少量Na型树脂，如图（c） 再生初期，一部分被再生下来的高价离子流经下部树脂层时，会将下部树脂中的低价离子置换出来，使这部分树脂转为较难再生的高价离子型，底部未失效的H型树脂也会因再生产物通过而转成失效态， →树脂再生困难，消耗再生剂多。 顺流再生工艺的再生效果差。 顺流交换器特点：设备结构简单；运行操作方便；工艺控制容易；对进水悬浮物含量要求不很严格（浊度≤5NTU）