树脂脱矿质技术原理及特点
更新时间：2019-08-22 发布者：蓝膜树脂
对于大多数高压锅炉给水和许多工艺流，尤其是那些用于制造电子设备的工艺流，单独软化是不够的。除去硬度外，这些方法还需要除去所有溶解的固体，如钠，二氧化硅，碱度和矿物阴离子（Cl，SO 4，NO 3）。
水的脱矿质是通过离子交换除去基本上所有的无机盐。在该方法中，氢形式的强酸阳离子树脂将溶解的盐转化为其相应的酸，而氢氧化物形式的强碱阴离子树脂除去这些酸。对于大多数淡水而言，脱矿质产生的水质与蒸馏相似，成本较低。
树脂脱矿质技术原理
脱矿质系统由一个或多个离子交换树脂柱组成，其包括强酸阳离子单元和强碱阴离子单元。阳离子树脂为原水阳离子交换氢，如下列反应所示：
阳离子流出物中强酸总浓度的量度是游离矿物酸度（FMA）。在典型的服务运行中，FMA内容大部分时间都是稳定的，如图8-8所示。如果阳离子交换效率为100％，则来自交换器的FMA将等于水的理论矿物酸度（TMA）。FMA通常略低于TMA，因为少量钠通过阳离子交换剂泄漏。钠泄漏量取决于再生剂水平，流速和钠与原水中其他阳离子的比例。通常，随着钠与总阳离子的比例增加，钠泄漏增加。
当阳离子交换单元接近耗尽时，流出物中的FMA急剧下降，表明交换器应该停止使用。此时，树脂应该用酸溶液再生，使交换位点返回氢形式。通常使用硫酸，因为它具有可承受的成本和可用性。但是，硫酸的不当使用会导致树脂与硫酸钙不可逆地结垢。
为了防止这种情况发生，通常以高流速（每平方英尺树脂1gpm）和初始浓度2％或更低的浓度施加硫酸。酸浓度逐渐增加至6-8％以完成再生。
一些装置使用盐酸进行再生。这需要在再生系统中使用特殊的结构材料。与钠沸石装置一样，需要过量的再生剂（硫酸或盐酸）至理论剂量的三倍。
为了完成脱矿质过程，来自阳离子单元的水通过氢氧化物形式的强碱阴离子交换树脂。树脂交换氢离子用于高电离矿物离子和弱电离的碳酸和硅酸，如下所示：
上述反应表明，脱矿质完全去除了水中的阳离子和阴离子。实际上，由于离子交换反应是平衡反应，因此会发生一些泄漏。阳离子单元的大部分泄漏是钠。该钠泄漏在阴离子单元中转化为氢氧化钠。因此，两床阳离子 - 阴离子脱矿质系统的出水pH值是微碱性的。阴离子中产生的苛性碱会导致少量的二氧化硅泄漏。阴离子的泄漏程度取决于所处理的水的化学性质和所使用的再生剂剂量。
使用强阴离子树脂去除矿物质可去除二氧化硅以及其他溶解固体。流出二氧化硅和电导率是在去矿化剂服务运行期间监测的重要参数。快速冲洗结束时二氧化硅和电导率都很低，如图8-9所示。
当在运行结束时发生二氧化硅穿透时，处理过的水二氧化硅水平急剧增加。通常，水的电导率瞬间下降，然后迅速上升。这种电导率的暂时下降很容易解释。在正常运行期间，大部分流出物电导率归因于阴离子交换器中产生的少量氢氧化钠。当发生二氧化硅穿透时，氢氧化物不再可用，并且来自阳离子交换剂的钠转化为硅酸钠，其导电性比氢氧化钠低得多。随着阴离子树脂耗尽的进行，导电性更强的矿物离子突破，导致随后的导电性增加。
当检测到除盐器运行结束时，必须立即将设备从服务中移除。如果允许脱矿质器在断点处保持使用，则由于在使用过程中在阴离子树脂中发生二氧化硅的浓缩，处理水中的二氧化硅水平可以升高到高于进水的二氧化硅水平。
用4％氢氧化钠溶液再生强碱阴离子交换剂。与阳离子再生一样，相对高浓度的氢氧化物驱动再生反应。为了改善从树脂床中除去二氧化硅，通常将再生剂苛性碱加热至120°F或树脂制造商规定的温度。在引入温苛性碱之前，通过树脂床预热步骤也可以增强二氧化硅的去除。
水的脱矿质是通过离子交换除去基本上所有的无机盐。在该方法中，氢形式的强酸阳离子树脂将溶解的盐转化为其相应的酸，而氢氧化物形式的强碱阴离子树脂除去这些酸。对于大多数淡水而言，脱矿质产生的水质与蒸馏相似，成本较低。
树脂脱矿质技术原理
脱矿质系统由一个或多个离子交换树脂柱组成，其包括强酸阳离子单元和强碱阴离子单元。阳离子树脂为原水阳离子交换氢，如下列反应所示：
当阳离子交换单元接近耗尽时，流出物中的FMA急剧下降，表明交换器应该停止使用。此时，树脂应该用酸溶液再生，使交换位点返回氢形式。通常使用硫酸，因为它具有可承受的成本和可用性。但是，硫酸的不当使用会导致树脂与硫酸钙不可逆地结垢。
为了防止这种情况发生，通常以高流速（每平方英尺树脂1gpm）和初始浓度2％或更低的浓度施加硫酸。酸浓度逐渐增加至6-8％以完成再生。
一些装置使用盐酸进行再生。这需要在再生系统中使用特殊的结构材料。与钠沸石装置一样，需要过量的再生剂（硫酸或盐酸）至理论剂量的三倍。
为了完成脱矿质过程，来自阳离子单元的水通过氢氧化物形式的强碱阴离子交换树脂。树脂交换氢离子用于高电离矿物离子和弱电离的碳酸和硅酸，如下所示：
使用强阴离子树脂去除矿物质可去除二氧化硅以及其他溶解固体。流出二氧化硅和电导率是在去矿化剂服务运行期间监测的重要参数。快速冲洗结束时二氧化硅和电导率都很低，如图8-9所示。
当在运行结束时发生二氧化硅穿透时，处理过的水二氧化硅水平急剧增加。通常，水的电导率瞬间下降，然后迅速上升。这种电导率的暂时下降很容易解释。在正常运行期间，大部分流出物电导率归因于阴离子交换器中产生的少量氢氧化钠。当发生二氧化硅穿透时，氢氧化物不再可用，并且来自阳离子交换剂的钠转化为硅酸钠，其导电性比氢氧化钠低得多。随着阴离子树脂耗尽的进行，导电性更强的矿物离子突破，导致随后的导电性增加。
当检测到除盐器运行结束时，必须立即将设备从服务中移除。如果允许脱矿质器在断点处保持使用，则由于在使用过程中在阴离子树脂中发生二氧化硅的浓缩，处理水中的二氧化硅水平可以升高到高于进水的二氧化硅水平。
用4％氢氧化钠溶液再生强碱阴离子交换剂。与阳离子再生一样，相对高浓度的氢氧化物驱动再生反应。为了改善从树脂床中除去二氧化硅，通常将再生剂苛性碱加热至120°F或树脂制造商规定的温度。在引入温苛性碱之前，通过树脂床预热步骤也可以增强二氧化硅的去除。
