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离子交换除盐原理

作者:北京水处理发布时间:2011-10-14

水的离子交换除盐就是顺序用H型阳离子交换树脂将水中各种阳离子交换成H+,用 OH型阴离子交换树脂将水中各种阴离子交换成OH-,

进入水中的H+和OH-离子组成水分子H2O;或者让水经过阳阴混合离子交换树脂层,水中阳、阴离子几乎同时被H+和OH-离子所取代。

这样,当水经过离子交换处理后,就可除尽水中各种的无机盐类。该工艺中发生的H离子交换反应和OH离子交换反应以及树脂再生过程中发生的反应如下:
(1)氢离子交换反应式:
                  (HCO3)                     (HCO3)
2RH + Ca(Mg,Na2)  Cl2    → R2Ca(Mg,Na2) + H2     Cl2
                  SO4                        SO4
再生反应式为:
               2HCl                       Cl2
R2Ca(Mg,Na2) +        → 2RH + Ca(Mg,Na2)
               H2SO4                       SO4
(2)氢氧根离子交换反应式为:
           SO4          SO4
           Cl2          Cl2
2ROH + H2   CO3   → R2  (HCO3)2 + 2H2O
           SiO3         (HsiO3)2
 
再生反应式:
      SO4                            SO4
      Cl2                            Cl2
R2    (HCO3)2   + 2NaOH → 2ROH + Na2  CO32-
(HSiO3)2                        SiO3
进入离子交换器的水中一般都含有大量的碳酸氢盐。它是天然水中碱度的主要组成部分。当水经H离子交换后,碳酸氢盐转化成了碳酸,连同水中原来含有的碳酸,
可用除碳器一起除去。这样可以减轻阴离子交换器的负担降低消耗。


水中碳酸的平衡关系如下式所示:


H+ + HCO3- ≒ H2CO3 ≒ CO2 +H2O
   水中H+浓度越大,平衡越易向右移动。当水的pH值低于4.3时,水中的碳酸几乎全部以游离的CO2形式存在。水中游离的CO2可以看作是溶解在水中的气体,
它在水中的溶解度符合亨利定律,只要降低水面上CO2的分压就可除去CO2。除碳器就是利用这个原理除去CO2的。

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