除盐设备及系统第一节除盐设备及系统概述锅炉补给水处理的目的是为锅炉提供充足的、质量合格的补充水,以消除水中盐类对热力循环系统的腐蚀。
本工程除盐水系统在由过滤、一级除盐加混床系统组成, 一级除盐采用逆流再生并联系统，混床为单母管连接。
一、锅炉补给水除盐设备概况与技术参数1．阳离子交换器1.1 技术规范，表3－1给出了阳离子交换器的设备概况与技术参数。
1.2 出水水质Na+≤100μg/L1.3 技术说明1）、阳离子交换器为钢制焊接的园柱性容器，本体材质为碳钢(Q235-A)，封头壁厚14mm，筒体壁厚12mm，所用主焊缝为埋弧自动焊焊接，本体内部衬胶二层(衬胶厚度5mm)，设备外部管系为钢衬胶(衬胶厚度3mm)。
2）、设备上部留有100%反洗空间。
3）、设备顶部进水装置型式为辐射支管式，以保证布水均匀。
中排装置为母管支管式(支管为螺纹滤管，缝隙为0.27mm)，以上装置材质均为不锈钢，底部出水装置为弓形多孔档板(采用石英砂垫层)。
4）、设备本体上设侧人孔、底部人孔各一个。
窥视孔三个，窥视孔分别布置在：树脂界面一个，膨胀高度二个（对开）。
5）、进出水管各设一套测压装置，材料为耐酸不锈钢，压力表为耐腐蚀压力表，量程为0－1.0MPa。
同时配耐腐蚀取样阀二支，取样水槽一个。
6）、设备本体接口及外部管系均为法兰连接。
2．除二氧化碳器2.1 技术规范表3－2给出了除二氧化碳器的设备概况与技术参数。
2.2 出水水质≤5mg/l (环境温度>20℃)CO22.3 技术说明1）、除二氧化碳器为钢制焊接的园柱性容器，本体材质为碳钢(Q235-A)，筒体壁厚8mm，所用主焊缝为埋弧自动焊焊接，本体内部衬胶二层(衬胶厚度5mm)，设备外部管系为钢衬胶(衬胶厚度3mm)。
2）、设备本体设侧人孔两个。
3）、设备顶部进水分配装置型式为支母管式，以保证布水均匀，材质为PVC，底部出水装置为锥斗形。
4）、设备配收水器、水封及风机。
5）、设备与除碳水箱直连成一整体。
3．阴离子交换器3.1 技术规范表3－3给出了阴离子交换器的设备概况与技术参数。
表3－3 阴离子交换器的设备概况与技术参数3.2 出水水质导电度≤10μs/cm3.3 技术说明1）、阴离子交换器为钢制焊接的园柱性容器，本体材质为碳钢(Q235-A)，封头壁厚14mm，筒体壁厚12mm，所用主焊缝为埋弧自动焊焊接，本体内部衬胶二层(衬胶厚度5mm)，设备外部管系为钢衬胶(衬胶厚度3mm)。
2）、设备上部留有100%反洗空间。
3）、设备顶部进水装置型式为辐射支管式，以保证布水均匀。
中排装置为母管支管式(支管为螺纹滤管，缝隙为0.27mm)，以上装置材质均为不锈钢，底部出水装置为弓形多孔档板(采用石英砂垫层)。
4）、设备本体上设侧人孔、底部人孔各一个。
窥视孔三个，窥视孔分别布置在：树脂界面一个，膨胀高度二个（对开）。
5）、进出水管各设一套测压装置，材料为耐酸不锈钢，压力表为耐腐蚀压力表，量程为0－1.0MPa。
同时配耐腐蚀取样阀二支，取样水槽一个。
6）、设备本体接口及外部管系均为法兰连接。
4．混合离子交换器4.1 技术规范表3－4给出了混合离子交换器的设备概况与技术参数。
4.2出水水质＜20μg/1导电度≤0.2μs/cm，SiO24.3 技术说明4.3.1 混合离子交换器为钢制焊接的柱形容器，本体材质为碳钢（Q235-A），封头壁厚14mm，筒体壁厚12mm，所用主焊缝为埋弧自动焊焊接，本体内部衬胶二层（衬胶厚度5mm ），设备外部管系为钢衬塑（衬塑厚度3mm）。
4.3.2 设备上部留有100%反洗空间。
4.3.3设备顶部进水装置型式为穹形多孔板，底部排水装置为多孔板旋水帽，水帽为梯形绕丝结构，材质为316L，缝隙为0.25mm，中间排水装置为母管支管式，支管为梯形绕丝结构，碱液分配装置为辐射支管上旋喷嘴。
4.3.4设备本体上设侧人孔两个。
窥视孔五个，窥视孔分别布置在：树脂层底部一个：树脂层界面一个，压脂层分界面一个，膨胀高度二个（对开）。
4.3.5进出水管各设一套测压装置，材料为耐酸不锈钢，压力表为耐腐蚀压力表，量程为0-0.1Mpa。
同时配耐腐蚀取样二只，取样水槽一个。
二、锅炉补给水除盐系统控制指标锅炉补给水除盐系统出水水质不低于下述指标值：一级除盐进水水质：浊度≤2mg/l一级除盐出水水质：导电度≤10μs/cm(25℃)二氧化硅≤100μg/l钠离子≤100μg/l混床出水水质：硬度≈0μmol/l出口导电率≤0.2μs/cm(25℃)二氧化硅≤20μg/l钠离子≤10μg/l第二节离子交换树脂及命名某些物质遇到溶液时，可以将其本身所具有的离子和溶液中同符号离子发生相互交换的现象，称为离子交换。
现有离子交换剂的工业产品品种繁多，不易分类。
通常按它们的各种特征作相对的区分。
按本质可分无机、有机的离子交换剂；按来源可分天然、合成、人造离子交换剂。
目前用得最广的是合成有机质离子交换剂，因这一类交换剂的外形很象松树分泌出的树脂，故常称为树脂。
离子交换树脂以官能团的性质分为强酸、弱酸、强碱、弱碱、螯合、两性及氧化还原树脂等七类。
如表3-1所示。
※氧化还原树脂也可称电子交换树脂，从性能、用途等方面属离子交换树脂这一类。
离子交换树脂的分子结构可以人为地区分为两个不同的部分：一部分称为离子交换树脂的骨架，它是由高分子所组成的基体，具有庞大的空间结构，支撑着整个化合物，它促使离子交换树脂不溶于各种溶剂；另一部分是带有可交换离子的活性基因，它化合在高分子骨架上，起提供可交换离子的作用。
骨架是由许多低分子化合物聚合而形成的不溶于水的高分子化合物，这些分子化合物称为单体。
根据单体的种类，树脂可分为苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系等。
一、离子交换树脂的合成与制备苯乙烯系离子交换树脂是现在应用得最广的一种离子交换剂，它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合成的高分子化合物为骨架，其反应如下（3-1式）（3-1）工业用二乙烯苯都是它的各种异构体混合的，即邻位、间位和对位二乙烯苯都有，在此反应中，过氧化苯甲酰是聚合反应的引发剂。
用二乙烯苯是因为在它的分子上有两个可以聚合的乙烯基，可以把两个由苯乙烯聚合成的线型高分子交联起来，好像在两链之间架起了桥，所以二乙烯苯称为架桥物质。
聚合物中有了架桥物质便成了体型高分子化合物，此时，它的机械强度增大，成为不溶于水的固体。
在聚合物中起架桥作用的纯二乙烯苯质量百分率称为交联度，通常用符号DVB来表示。
由于离子交换工艺方面的需要，都是直接将离子交换树脂聚合成小球状。
其方法为将聚合用单体和分散剂等放在水溶液中，于是在一定温度下（40－50℃）经一定时间搅拌后，这些悬浮于水中的单体即聚合成球状物。
此种球状物还没有交换离子的基团，称为白球或惰性树脂。
通过化学处理，引入活性基团，才成为离子交换树脂。
根据引入活性基因种类的不同，聚苯乙烯可以制成阳离子交换树脂，也可制成阴离子交换树脂。
其方法如下：1）、磺酸型阳树脂。
如用浓硫酸处理上述白球，则可以在它的分子上引入磺酸H），如反应（3-2）式基（—SO3（3-2）此反应为磺化反应，产物磺酸型阳树脂具有强酸性。
磺化反应是比较容易进行的，但对于有交联结构的聚合物，因硫酸不易进入白球的内部，故磺化反应会受到阻碍。
为了扩大树脂的孔眼，制造时常加入溶胀剂二氯乙烷，待磺化完成后，将二氯乙烷蒸馏出来。
2）、胺型阴树脂。
在聚苯乙烯的分子上引入胺基，则可制得阴树脂。
通常是先用氯甲醚处理白球，使苯环上带氯甲基，如反应（3-3式）（3-3）此反应称为傅氏反应。
然后用胺类处理氯甲基聚苯乙烯，即胺化。
根据胺化所用药剂的不同，可以制得碱性强弱不同的各种树脂。
若用叔胺处理，则得到季胺型强碱型阴离子交换树脂，其反应如下：（3-4）若用伯胺或仲胺处理，则得到弱碱型阴离子交换树脂，其反应如下：（3－5）如用丙烯酸甲酯CH2=CH-COOH3与交联剂二乙烯苯共聚，可生成丙烯酸系聚合物：（3-6）此聚合物上已带有活性基团。
可用以下的方法转化成阳树脂或阴树脂。
1）、羧酸型阳树脂。
将RCOOCH3进行水解，可获得丙烯酸系羧酸树脂，反应式如（3-7）所示：浓KOH+RCOOCH3————→RCOOH （3-7）羧酸型树脂是弱酸性阳树脂。
2）、阴树脂。
将RCOOCH3用多胺进行胺化，可获得丙烯酸系阴树脂。
如用二乙撑三胺进行胺化，其反应为：RCOOCH3+H2N—C2H4—NH—C2H4—NH2→RCONH—C2H4—NH—C2H4—NH2（3-8）此反应制得的是弱碱性阴树脂，每个活性基团有一个仲胺基和一个伯胺基。
此外还有酚醛系、环氧系、乙烯吡啶系和脲醛系等离子交换树脂。
二、离子交换树脂的类型1．凝胶型用上述方法聚合成树脂的结构中有许多聚苯乙烯（或聚丙烯酸）直链与二乙烯苯交联形成的网孔。
这些网状物具有立体结构，很像一个微型海绵球。
此种树脂的网孔通常是很小的，而且大小不一，平均孔径约1～2nm。
在干的树脂中，这些孔眼并不存在，当树脂浸入水中时，它们才显示出来。
这种结构与凝胶相同，所以这类树脂称做凝胶型树脂。
早期生产的凝胶型树脂在应用方面有许多缺点，例如机械强度和抗氧化性较差，易受有机物污染以及交换反应速度较慢等。
2．大孔型大孔型离子交换树脂的孔眼孔径在20～200nm以上，要比凝胶型树脂的孔眼大得多，通常称为大孔树脂。
在大孔树脂的结构中实际上包括有许多小块凝胶，它的大孔是由这些小块凝胶结合时所构成的。
研制大孔树脂的目的是为了改善树脂的机械强度。
对凝胶型树脂来说，如果采用增大交联度以改进其机械强度，则因制成的树脂孔眼过小，离子交换反应的速度缓慢，不能实用。
而大孔树脂因为在它的大孔中有大量表面积，水中离子很容易通过这些大孔达到凝胶体的表面部分，所以即使因交联度大而使得小块凝胶相中的扩散速度比较缓慢，但总的离子交换速度仍然比凝胶型树脂的快。
大孔树脂的抗氧化性能比较好。
它的交联度较大，大分子不易降解；大孔树脂具有抗有机物污染的性能，被截留的有机物，易于在再生操作中从树脂孔道中清除出去。
其缺点为离子交换的容量较低，因为它的交联度较大，在分子结构中可以引入活性基团的部位较少。
同时，大孔树脂的孔眼大，孔眼中离子量多，大孔的直接吸附力强，对无机离子结合牢固，在进行再生时再生剂的消耗量较大；而且价格较高。
3．超凝胶型树脂凝胶型树脂机械强度差的原因是聚合反应速度不一致，二乙烯苯与苯乙烯的聚合反应比两个苯乙烯分子之间的聚合反应快，因而在聚合反应过程各总是二乙烯苯首先反应完，随后剩余的一些苯乙烯继续集合。
这样就产生了由苯乙烯聚合成的线型高分子，这就是凝胶型树脂的薄弱环节。
超凝胶型树脂的制造方法是控制二乙烯苯和苯乙烯之间的反应速度，使其不发生苯乙烯单独聚合的过程。