第二章锅炉补给水的化学除盐
n 树脂的耐热稳定性顺序为:弱酸性>强酸性 >弱碱性> Ⅰ型强碱性> Ⅱ型强碱性。
n 在凝结水精处理中要注意凝结水的温度不要 超过40 ℃,否则对强碱性阴树脂威胁较大。
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第二章锅炉补给水的化学除盐
2.离子交换树脂的化学性能:
a.全交换容量:质量全交换容量、干基和湿基交 换容量、基团容量、平衡交换容量。
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。
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Байду номын сангаас第二章锅炉补给水的化学除盐
n 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。
a.凝胶型树脂 •×
•分 •骨 •顺 •联 •交
类架序结联
代代号符度
号号
号数
值
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第二章锅炉补给水的化学除盐
n 分类代号:0-强酸性1-弱酸性2-强碱性 3-弱碱性4-螯合型5-两性型6-氧化还 原型
n 骨架代号:0-苯乙烯系1-丙烯酸系2-酚 醛系3-环氧系4-乙烯吡啶系5-脲醛系6 -氧乙烯系
n 污染现象:树脂颜色变暗,有点光泽;运行
时出水电导率增加,PH值降低至5.4~5.7,提
早
第二章锅炉补给水的化学除盐
漏硅,交换容量急剧下降。
n 鉴别方法:将阴树脂装入带塞而留有气孔的 小玻璃瓶中,加入除盐水振荡,连续洗涤3~4 次,以除去表面的附着物,最后倒尽洗涤水, 换装10%食盐水,振荡5~10分钟后,观察盐 水的颜色,按色泽判别污染程度见下表:
n 再生剂耗、比耗:再生每摩尔交换基团所耗用的再生 剂质量称为再生剂耗(单位为g/mol);再生每摩尔 交换基团所耗用再生剂的摩尔数称为比耗(单位为 mol/mol),通常以无量纲形式表示。
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3.离子交换树脂的污染和复苏
a.铁污染:一般有两种情况,最常见的是以胶态 或悬浮铁化合物形式进入交换器,由于树脂 的吸附作用,在其表面形成一层铁化物的覆 盖层,而阻止水中的离子与树脂进行有效的 接触;另一种情况是以亚铁离子进入交换器, 与树脂进行交换反应,使Fe2+占据在交换位置 上,因Fe2+离子容易被氧化成高价铁化合物, 沉积在树脂内部,堵塞了交换孔道。
n 如:001×7为“强酸性苯乙烯系阳离子交换树 脂”
b.大孔型树脂在前面加D,没有联结符号和交联 度数值,如:D113。
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第二章锅炉补给水的化学除盐
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: n 强型阳树脂的交换容量几乎是强型阴树脂的
n 质量全交换容量:表示单位质量树脂所具有 的全部交换基团的数量。
n 平衡交换容量:表示达到平衡状态时单位质 量或单位体积的树脂中参与反应的交换基团 的量,是在给定条件下该树脂可能发挥的最 大交换容量。
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第二章锅炉补给水的化学除盐
b.离子交换树脂的选择性
c.离子交换树脂的工艺性能
n 工作交换容量:指在一定条件下,一个交换周期中单 位体积树脂实现的离子交换量,即从再生型离子交换 基团变为失效型基团的量。
n 碱里有硬度很正常,对再生没有影响,离子 膜碱的硬度很小或监测不出来。
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第二章锅炉补给水的化学除盐
n 运行中会遇到阳床出水正常,阴床出水有硬 度,一般可能有以下几方面的原因:
①有机物污染使阴床出水有硬度
②阴树脂中混有阳树脂
③中间水箱为混凝土内部涂环氧树脂防腐层的, 如果防腐层脱落,由于阳床出水显微酸性对 混凝土造成腐蚀也会使阴床出水有硬度。
等。 b.水溶性浸出物:阴树脂主要为胺类和钠,强酸
性阳树脂主要为低分子磺酸盐。 c.含水率:指单位质量树脂所含的非游离水分的
多少,一般用百分数表示。 d.密度:分为湿真密度、湿视密度、装载密度。
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e.粒度和粒度分布
f.机械性能:保持颗粒的完整性
g.不可逆膨胀和转型膨胀:树脂装入交换器使用几个周期 后体积会增加,这种膨胀是不可逆的,称为不可逆膨 胀;当树脂从一种离子态变为另一种离子态时,树脂 的体积发生变化,这种膨胀是一种可逆膨胀。
第二章锅炉补给水的化 学除盐
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2020/12/10
第二章锅炉补给水的化学除盐
第二章 锅炉补给水的化学除盐 第一节 离子交换基本理论
一.离子交换原理:通过离子交换树脂上的活性 集团和水中的阴阳离子发生交换反应,从而达 到去除水中阴阳离子的目的.
二.离子交换树脂的化学性能 1.交换反应的可逆性:它是离子交换树脂可以反
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阴树脂有机物污染程度判别
色泽 清澈透明
淡草黄色 琥珀色
棕色 深棕或黑色
污染程度 不污染
轻微污染 中度污染 重度污染 严重污染
第二章锅炉补给水的化学除盐
n 复苏方法:用氯化钠和氢氧化钠混合溶液处 理效果较好,复苏液最好用除盐水配制。
n 用次氯酸钠处理,对恢复树脂的颜色和交换 容量有显著的效果,但对树脂有较强的氧化 作用,所以一种树脂只能处理1~2次。并且在 处理过程中要对浓度(0.5~1.0%)、温度 (常温)及处理时间要严加控制,一般在严 重污染时采用。
h.耐热性与抗氧化性:耐热性是表示其在受热时保持其 理化性能的能力;抗氧化性是指受氧化剂作用时保持 其理化性能的能力。
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第二章锅炉补给水的化学除盐
n 强酸性阳树脂最高使用温度:100~120℃,阴 树脂ROH(Ⅱ型)为40 ℃、 ROH( Ⅰ型) 为60 ℃ ,RCl为80 ℃。
n 弱碱性阴树脂:聚苯乙烯类为100℃,丙烯酰 胺类为60 ℃。
R2 Mg + 2H+ Na2
为例,离子在树脂层中的分布规律为:
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•进
水
R2Ca
•⑦
R2Ca+R2Mg ⑥
R2Mg
⑤
R2Mg+RNa ④
RNa
③
RNa+RH RH
② ①
•出水
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四.工作层及影响因素
1.离子交换层:可分为失效层、工作层、保护层 三个区.
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五.失效树脂的再生
运行制水是树脂交换容量的发挥过程,再生是交 换容量的恢复过程。
1.强酸H型交换器的再生:通常用HCl和H2SO4再 生,多用HCl再生,再生液浓度一般在2~4% 比较适宜,流速5m/s左右。
n H2SO4再生容易在再生过程中形成CaSO4沉淀, 所以多采用分步再生,先用低浓度高流速再 生,再用高浓度低流速再生。
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电的基团与阴树脂带正电的固定基团发生电性复 合作用,紧紧地吸附在交换位置上,另外这 些线型有机物上通常带有多个基团,与树脂 的多处交换位置复合,致使它们卷曲在树脂 内骨架的空间,采用一般的再生方法是难以 将它们从树脂的孔道中退出来,这种现象称 为“瓶颈效应”。因此产生不可逆转的有机 物污染。
强碱型阴树脂:SO42- > NO3- > Cl- > OHHCO3- > HSiO3-
弱碱型阴树脂: OH- > SO42- > NO3- > Cl>HCO3- > HSiO3-
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第二章锅炉补给水的化学除盐
2.离子在树脂层中的分布规律
以离子交换反应:
Ca2+
Ca
2RH + Mg2+ 2Na+
复使用的重要性质 2.酸、碱性和中性盐分解能力 3.中和反应和水解反应
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第二章锅炉补给水的化学除盐
三.离子交换过程
1.离子交换树脂的选择性
强酸型阳树脂:Fe3+>Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4+ > Na+ > H+
弱酸型阳树脂: H+ >Fe3+>Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4+ > Na+
5.弱碱树脂再生剂可以是NaOH,也可以是 NH3·H2O、Na2CO3、或NaHCO3,强碱再生 时比耗一般为1.2。
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第二章锅炉补给水的化学除盐
n 常用的碱有隔膜法碱和离子膜碱,离子膜碱 的质量优于隔膜法碱,由于隔膜法碱一般用 地下水作为生产水,离子膜碱用软化水作为 生产水,所以隔膜法碱含有硬度,离子膜碱 一般不含硬度,最简单易行的判断方法就是 测定硬度,H隔膜法碱> H离子膜碱。
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第二章锅炉补给水的化学除盐
n 再生树脂用的盐酸必须是合成盐酸,不能用 副酸,判断最直接简便的方法就是用密度计
测定密度,ρ合成盐酸> ρ副酸。
n 阳床运行时出水的电导率比进水高,原因是 H+是所有离子中导电能力最大的,阳床出水 的PH值相对是稳定的,一般在3.0~3.5之间, 所以阳床出水可通过监测PH值来判断出水水 质。
n 有机物对阳树脂不会发生污染。
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第二章锅炉补给水的化学除盐
n 阴树脂同时被铁和有机物污染,首先除铁, 再除有机物,除铁HCl浓度必须要大于8%, 时间要保证在12小时以上,除铁和除有机物 交替处理, HCl最好用分析纯。