水的软化.ppt

21 水的软化 21.1 水软化的目的与方法概述 21.2 水的药剂软化法 21.3 离子交换法基本原理 21.4 离子交换软化方法与系统 21.1软化的目的与方法概述 21.1.2 软化的目的 21.1.2 基本概念 21.1.3 硬度的分类 21.3.4 软化的方法 21.1.1 软化的目的 1，软化定义：去除水中部分或全部硬度的过程 称为水的软化。 2，目的： （1）避免锅炉水由于硬度而生垢浪费燃料、烧损部件、爆炸 （2）避免 Ca2+ 、 Mg2+对工业冷却设备正常运行 的影响传热系数低、导热性能差 （3）避免影响造纸、纺织等行业产品质量 21.1.2 基本概念 1，硬度：水中Ca2+ 、 Mg2+离子的总浓度或总含量。 2，硬度单位：（1）国内：meq/L （2）国外：德国度:1°d=10mg/LCaO 美、日:1度=1mg/LCaCO3 换算关系：1meq/L=2.8°d=50mg/LCaCO3 （3）法定计量单位：mol/L或mmol/L 3，当量粒子：(X/Z) Z:离子所带电荷数； X：基本单元 用当量离子作基本单元时，eq=mol,在水质分析中较方便 4，摩尔浓度：CB=nB /V=mB/(MBV); mB=MBnB=MBCBV(P392) 5，水中假想化合物：对水加热时，水中阴阳离子便按一定规律以化合物的形式先后析出，根据这一现象，把水中有关离子假想的结合起来，写成化合物的形式。 水中离子的假想组合(P393图21—1)： 21.1.3 硬度的分类 硬水中常见的离子： Ca2+、Mg2+、 HCO3ˉ、 Clˉ、SO42ˉ 总硬度（Ht）：水中钙、镁离子的总含量或总浓度。 暂时硬度（Hc）：碳酸盐硬度（煮沸时可析出） 永久硬度（Hn）：非碳酸盐硬度（煮沸时不可析出） 钙硬度（HCa）： 镁硬度（HMg）： 关系：Ht= Hc+ Hn= HCa + HMg 暂时硬度加热分解： Mg(HCO3)2 →Mg(OH)2↓+2CO2↑ Ca(HCO3)2 →CaCO3↓+H2O +CO2↑ 21.1.4 软化方法： 1，药剂软化法（沉淀软化法）：基于溶度积原理，加入某些药剂，把水中钙、镁离子转变成难溶化合物使之沉淀析出。 CaCO3 →Ca2++CO32- （向水中加CO32-） 当Ksp [Ca2+][CO32-]时反应向右进行 实质：向水中投加药剂，在水中直接或间接地取得CO32- 、OH-与水中Ca2+、Mg2+形成难溶盐 过程：水中离子（加药） →固体 →固液分离 21.1.4 软化方法 2，离子交换法：利用某些离子交换剂所具有的阳离子（ H+、Na+ ）与水中Ca2+、Mg2+进行交换反应达到软化的目的或利用固体电解质中可交换离子（ H+、Na+ ）置换水中溶解离子（Ca2+、Mg2+ ）的方法。 离子交换剂（树脂）：包括惰性骨架（固定部分）和活性基团（可交换部分） 21.1.4 软化方法 3，掩蔽剂法：利用络合物的掩蔽性去除水中硬度或利用络合物的掩蔽性使络合物中的离子失去原离子反应性的方法。（并不一定真正去除） 21.1.4 软化方法 4，膜法：基于电渗析原理，利用离子交换膜的选择透过性，在外加直流电场的作用下通过离子的迁移，在进行水的局部除盐的同时达到软化的目的。 21.2 水的药剂软化法 21.2.1 概述 21.2.2 石灰软化法 21.2.3 其他软化法 21.2.1 概述 1.定义：基于溶度积原理，加入某些药剂，把水中钙、镁离子转变成难溶化合物使之沉淀析出。 A、原理：溶度积原理 B、药剂：石灰、苏打、石膏 C、CaCO3 、Mg(OH)2溶度积最小 二、石灰软化法： B、HtA Ht=Hc+ Hn Hc有以上反应，而Hn有：MgSO4+Ca(OH)2=CaSO4+Mg(OH)2↓CaCl2+Ca(OH)2= CaCl2+Ca(OH)2MgCl2+Ca(OH)2= CaCl2+Mg(OH)2↓产生了等当量的钙硬度。 C、A=0 Ht=Hn 无软化效果。 反应过程： CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O Mg(HCO3)2+Ca(OH)2=CaCO3↓+MgCO3 +2H2O MgCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+