第二章锅炉补给水的化学除盐.ppt

* * * * * * * * * * 第三节 水的化学除盐 １.水的化学除盐：水中所含各种离子和离子交换树脂进行化学反应而被除去的过程。 ２.化学除盐设备的设置原则 ａ.阳床设在除盐系统的前边，其原因是： 强型阳树脂的交换容量几乎是强型阴树脂的３倍，在离子交换平衡过程中，反离子干扰作用加强，阳树脂的交换容量大，抗反离子干扰能力强。 如果阴床在前边，在离子交换过程中，有可能生成CaCO3、Mg(OH)2和Fe(OH)3等沉淀，附着在树脂的表面上，使其受污染。 b.阴床要设在阳床后面，其原因是： 使进入阴床的水呈酸性，可使阴树脂交换出来的OH-能立即被中和成水，减少了反离子的干扰作用，使阴离子交换反应能够较彻底的进行。 对除去水中的碳酸、硅酸等弱酸十分有利。 c.混床设在一级复床的后边，其作用是： 提高制水纯度 如果阴阳床失效监督不及时，容易发生短时间出水恶化现象，混床设置对出水水质可起到保护作用。 d.除碳器设在强碱性阴床之前，是因为除去了CO2即是除去了HCO3-，可以减轻阴床的负担。 第四节　常用化学除盐水处理设备 顺流再生离子交换器 逆流再生离子交换器 分流再生离子交换器 浮床 运行过程为：制水－落床－进再生液－置换－下流清洗－成床、上流清洗，再转入制水。 体外清洗、制水周期中不宜停床，尤其是后半期，否则会导致交换器提前失效。 ５.双层床／双室床：都属于强弱型树脂联合应用的离子交换床，强弱树脂装在同一交换器内。 双层床：利用弱型树脂比重比相应的强型树脂小的特点，弱在上层，强在下层。 双室床：克服了双层床强弱树脂混脂的缺点，在交换器中加了一块多孔板将交换器分隔成上下两室，弱在上层，强在下层。 ６.满室床：每次只对下部约400mm高度的树脂抽出进行体外清洗，清洗工作量小，树脂层基本未打乱，有利于再生，具有对流再生工艺的优点。 ７.混床 ８.除碳器 连续电去离子（EDI） EDI（Electrodeionization）是一种不耗酸、碱而制取纯水的新技术，又称“填充床电渗析”。它是将传统的电渗析技术和离子交换技术有机地结合起来，既克服了电渗析不能深度除盐的缺点，又弥补了离子交换不能连续制水、需要用酸碱再生等不足。EDI适用于处理反渗透出水等低含盐量水，其产水水质满足锅炉用水对电导率、硬度和硅等要求。 EDI除盐机理 一种说法是利用离子交换原理除去水中离子，利用水在直流电能的作用下分解产生H+和OH-去再生混合离子交换树脂，从而实现在通电状态下，连续制水、再生； 一种理论是在电场作用下，纯水里离子在树脂相的迁移速率要比水中高2～3个数量级，阴、阳离子会与树脂颗粒不断发生交换过程而构成“离子迁移通道”，即阴、阳离子主要通过树脂相迁移至阳膜和阴膜而进入浓水室。 EDI产品的应用 EDI装置通常用于处理反渗透出水，用于制备超纯水。EDI对进水含盐量、弱电解质含量要求比较严格，主要是因为EDI对弱电解质的脱除能力受限于这些物质在水中电离度的大小。EDI要求进水硬度小于1.0mg/L(CaCO3)，当原水硬度不能满足该要求时，可以使用钠离子软化器等工艺去除硬度。 为满足上述条件，EDI前处理通常为二级反渗透 + 除碳器或在二级反渗透前加碱处理。 （单级反渗透出水硬度、CO2 、SiO2含量高难以满足EDI进水要求。） 目前世界上主要由美国Ionpure、GE、Omexell等大公司占领市场。 GE的膜堆在淡水室中填充了阴、阳离子交换树脂，并在浓水室中设置了浓水循环系统，一方面可通过增加浓水室的电导率以减小浓水室电阻，另一方面浓水室保持较高的流速增强混合效果以减少结垢的可能，浓水中的离子通过从循环回路排出一部分以达到盐量平衡。 Ionpure公司的膜堆与其他公司不同之处在于将浓水室中也填充了离子交换树脂，通过树脂的导电能力维持装置电流，系统较为简化，不需要加入NaCl维持浓水室的电导率，也不需要使用浓水循环泵。 EDI 工艺过程回顾 离子交换从水中除去污染离子。 污染离子以及 H+ 和 OH- 在电场作用下通过树脂和离子交换膜迁移到浓水室。 离子集中到浓水室。 如果超过设计极限，会发生结垢现象。 极水 (E) 含有氢气和氯气，因此需排弃。 主要的能量最终转化为热量，所以要注意最小流量。 阴极化学反应 _ Cathode 2H2O +2e- = 2OH- +H2 生成氢气 pH值高 易产生结垢 水从阴极得到电子 阳极化学反应 + Anode 2H2O = 4H+ +O2 +4e- 2Cl- = Cl2 +2e- 生成氧气 生成氯气 pH值低 阳极从水中得到电子 Oxygen gas formation 3.5 mL (STP)/Amp/min