全自动钠离子交换器交换容量的因素
提高钠离子交换器工作交换容量浅析
全自动钠离子交换器的选型、设计和使用
∙全自动钠离子交换器的选型、设计和使用∙全自动钠离子交换器的选型、设计和使用采用多路阀和各种相应的控制系统的全自动钠离子交换器在锅炉水处理设备中现在应用非常广泛，使锅炉用水得到了很好的保证，大大减轻了工人劳动强度，但在实际应用中发现这些设备在选型、设计和使用中存在诸多问题，例如：选型不合理，水处理设备是摆设，盐耗过高，水质不稳定，出水量不能满足设备要求等等，以下就我本人的工作经验谈谈以下几个问题：一、全自动钠离子交换器的选型在选用全自动钠离子交换器时首先要弄清几个问题：用户的水质、用水设备种类、单位用水量、水箱容量等。
1 用户的水质（水质分析测试内容主要包括：PH、TDS、总硬度和铁含量等）在工作中，我们经常会遇到同样的设备有些用户反映良好，有些客户则反映不好，这是为什么呢？排除使用者个人的因素，很多时候是因为我们没有好好了解用户的水质情况，大多数用户都是自来水，这样的水质在选用全自动钠离子交换器我们一槃都不会有什么问题，遇到不是自来水的时候我们如果选用一样的设备可能效果就不会很好，很多地下水的水硬度很大，就考虑需两级软化，水杂质（悬浮物、淤泥）很多，需要考虑前置石英砂过滤等等一系列问题。
2 用水设备种类常见有锅炉、空调、冷却水等等，我们经常会遇到各种各样需要用到全自动钠离子交换器的设备。
就锅炉来说，有蒸汽锅炉、热水锅炉。
同样吨位的锅炉能否采用同样的水处理呢？肯定是不合适的，同样一台4T的蒸汽锅炉，有些用户是连续24小时工作，有些用户是连续24小时工作，有些用户只是工作很短时间，这样他们要用的水处理也会有所不同。
3 单位时间用水量和水箱容量软水器的单位产水量= 1.2 × 用水设备的单位用水量水箱容量 = （2-3）× 用水设备的单位用水量需要注意的是在循环水系统时需要考虑系统进行一次完全补充水量所需要时间和正常进行时补充水时间，选择一个合适的设备。
A 推荐选用流量引发再生的交换器目前市场上的设备有两种控制模式，时间引发再生和流量引发再生，时间型控制不精确，水质不稳定同时盐耗高，流量型省盐、省水、水质稳定。
对比看全自动满室床钠离子交换器的优越性
3
顺 流 再 生 工 艺 是 指 运 行 时 ，原 水 从 树 脂 层 进 入 的 方 向 与 再 生 时 盐 水进入树脂层的方向相同。
对 流 再 生 工 艺 是 指 运 行 时 ，原 水 从 树 脂 层 进 入 的 方 向 与 再 生 时 盐 水进入树脂层的方向相反。
对 流 再 生 工 艺 比 顺 流 再 生 工 艺 再 生 彻 底 ，省 盐 。因 为 再 生 过 程 中 ， 置 换 反 应 的 主 要 推 动 力 来 源 于 交 换 离 子 的 浓 度 差 ，要 想 促 使 再 生 离 子 交换反应顺利进行，必须使再生液具有足够的浓度梯度。
然 而 ，在 对 流 再 生 工 艺 中 ，再 生 液 自 上 向 下 流 动 时 首 先 接 触 到 的 是 失 效 程 度 最 低 或 根 本 未 参 加 反 应 的 保 护 层 ，该 层 钙 、镁 离 子 是 很 少 或 基 本 全 为 钠 型 ，再 生 液 中 钠 离 子 浓 度 很 高 ，树 脂 可 获 得 彻 底 再 生 ， 在 运 行 中 起 到 水 质 保 护 作 用 。随 着 再 生 液 继 续 向 下 流 动 ，虽 然 钠 离 子 浓 度 逐 渐 降 低 ，但 床 层 自 上 向 下 ，树 脂 层 中 钙 、镁 离 子 浓 度 愈 来 愈 大 ， 交换离子浓度梯度相对降低缓慢，这样可以保证再生反应继续进行， 同 时 也 不 存 在 再 生 液 中 的 钙 ，镁 离 子 重 新 被 后 面 树 脂 层 的 树 脂 吸 附 的 可 能 。由 于 对 流 再 生 方 式 可 以 充 分 合 理 的 利 用 再 生 液 ，所 以 对 流 再 生
通过对比看全自动满室床钠离子交换器的优越性
摘要：本文通过对世界主要著名水处理公司和国内比较先进的有代表性 的全自动钠离子交换器在使用性能，制造成本等方面的优、缺点进行了详细 的比较，说明了刘吉融同志研制的全自动满室床钠离子交换器的优越性
单位内部认证G3锅炉水处理考试(试卷编号281)
单位内部认证G3锅炉水处理考试(试卷编号281)1.[单选题]《中华人民共和国特种设备安全法》规定,特种设备在出租期间的使用管理和维护保养义务由特种设备( )承担,法律另有规定或者当事人另有约定的除外。
A)使用单位B)出租单位C)物业公司答案:B解析:2.[单选题]工业锅炉的额定工作压力一般不超过()。
A)2.5MpaB)3.8MpaC)1.25MPa答案:B解析:3.[单选题]对于P≤1.0MPa的锅炉，单纯采用锅内加药处理的自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，锅水全碱度为（ ）。
A)6.0-26.0mmol/LB)7.0-26.0mmol/LC)8.0-26.0mmol/L答案:C解析:4.[单选题]消烟主要是减少煤在燃烧过程中生成的（ ）量。
A)降尘B)炭黑C)二氧化硫和氮氧化物答案:B解析:5.[单选题]《特种设备安全法》规定,负责特种设备安全监督管理的部门实施安全监督检查时,应当有( )以上特种设备安全监察人员参加,并出示有效的特种设备安全行政执法证件。
A)一名B)三名C)二名答案:C解析:有关规定取得相应资格,方可从事相关工作A)作业人员;B)安全管理人员;C)维修人员答案:A解析:7.[单选题]GB/T1576-2018《工业锅炉水质》 ，其给水硬度应（）mmol/L。
A)≤6B)≤4C)≤3.5答案:B解析:8.[单选题]锅内加药水处理的效果好坏与日常的排污方法有关，一般对锅炉排污采用（ ）的操作法。
A)每班一次B)每天一次C)少排、勤排、均衡排答案:C解析:9.[单选题]混床出水 pH 值偏低，下列哪一个不是可能的原因（ ）。
A)再生后阴阳树脂混合不均匀B)阳树脂再生时受碱污染C)阴树脂被有机物污染答案:B解析:10.[单选题]锅炉使用单位应建立健全水(介)质处理管理、岗位职责、 （ ）等制度。
A)运行操作B)维护保养C)“运行操作"”和“维护保养”答案:C解析:11.[单选题]以除盐水为补给水的锅炉正常排污率不宜超过（ ）。
全自动软水器设计指导手册
m3/hr )。
以上系数所涵盖的系统不受气蚀的影响。
数据来源为：在实验室状态下，在不同的流量情况下进行多次实验获得，同时记录下
不同流量下的压力损失。
Cv 和Kv 的相互转换：Cv = 1.16 Kv
Kv = 0.853 Cv
主要用作计算阀门在不同流量状态下的压力损失。
.com 例 1、一阀门 Cv = 6.5（压力损失为1psi 时的流量为 6.5gpm。）当流量为25gpm 时，压力损 y 失为：DP = (25/6.5)² = 14.8 psi。
例：水质分析结果为 Ca2+=42.4mg/L，Mg2+=25.5mg/L 用上面４种方试表示其硬度
(1) 42.4/40.07+25.5/24.3=1.058+1.049=2.107mmol/L (2) 42.4/20.03+25.5/12.15=4.22meq/L (3) 4.22mmol/L(½Ca2+ ½ Mg2+) (4) 4.22×50=211ppm(以CaCO3 计) 1 升水中含有的钙、镁离子总量等于 17.1ppm(以 CaCO3 计）定义为一个格令/加仑(gr/gallon)。 (1GPG=17.1mg/L。)
HCO3-+OH-= CO32- + H2O 因此，水中的碱度以五种形式存在：
1) HCO33) OH-
2) CO324) HCO3-+ CO32-
5) CO32-+ OH-
碱度对锅炉运行影响 碱度对锅炉的腐蚀，主要是苛性脆化腐蚀，是由水中NaOH 造成。苛性脆化腐蚀会使金属晶粒 间发生裂纹。其后果轻者使锅炉不能使用，重者发生锅炉爆炸，造成严重后果。
4) 硬性物质引起的问题是多重的，最常见的是硬垢，反应水“硬化”现象的方程式如下：
美国富莱克(FLECK)全自动软水器工作原理与设计指导
美国富莱克（FLECK）全自动软水器工作原理与设计指导全自动软水器主要用于工业及民用软化水的制备，如锅炉给水、空调系统补充水、换热器及纯水系统的预处理等。
美国FLECK软化集中控制器：全自动软水器其活塞式阀芯不但水力学性能超群，且坚固耐磨、耐腐蚀，无铅黄铜质阀体无毒无害，使用寿命长。
全自动软水器可分为时间控制型、流量控制型，连续供软水系统型多种系列，有单阀单罐、单阀双罐、双阀双罐并联、大型多阀多罐串联等多种组合形式，满足锅炉软化水设备的不同用水需求。
全自动软水器(钠离子交换器)的工作原理：钠离子交换器出水管上的传感流量计随机收集输出水量信息并及时输入电脑，经储存、运算后，发出指令给多路通伺服阀或电磁阀进行相应的操作。
同时，又把相关信息同步反馈回微电脑系统需要再生时，电脑控制电磁阀切断出水管通路，预置程序的定时启动，使反洗－－吸盐－－冲洗－注水等工艺准确无误的进行操作。
微电脑可根据用户的需要进行优化预置。
可随机显示：周期设定出水量、剩余水量、单位小时水流量、周期耗盐量、每次再生的时刻和当前工作的模式。
满足运行中的不同需求，任何时后都可以将全自动软水器运作切换为人工手动再生，以满足软化水设备运行工况的不同要求。
全自动软水器设备特点：1.自动化程度高，运行工况稳定。
2.先进程序控制装置，运行准确可靠，替代手工操作，完全实现水处理的各个环节的自动转换。
3.高效率低能耗，运行费用经济。
由于软化器整体设计合理，使树脂的交换能力得以充分发挥，设备采用射流式吸盐，替代盐泵，降低了能耗。
4.设备结构紧凑，占地面积小，节省了基建投资，安装、调试，使用简便易行，运行部件性能稳定。
进水要求：余氯＜0.1ppm；浊度＜2 Fe＜0.3ppm；Mn ＜0.3ppm；总含盐量＜500ppm；技术指标：工作压力：0.15-0.6MPa；工作温度：5-50℃；电源：220V、50Hz；功率：≤10W；产水量：1-110m3/h；阀体材质：高强度塑料或无铅铜合金；罐体材质：缠绕玻璃钢或碳钢内防腐及不锈钢；控制方式：时间型和流量型或无电源水力驱动型；出水硬度：≤ 0.03mmol/L(原水硬度≤8mmol/L时)；再生方式：顺流或逆流；接口形式：管螺纹/ABS法兰；树脂：进口；再生水耗：≤2%×产水量；盐耗：≤100g/mol；安装条件：不需单独设备基础，一般平整的水泥地面即可，在设备周围1米范围内应设排水沟或排水口。
10T软化水设备说明书
一、设备性能概述（一）软化原理软化水设备即钠离子交换器是用于净化、软化锅炉、煤气发生炉、换热器等给水硬度的设备，原理是利用Na+型交换树脂的交换能力，当原水流经钠离子交换器时，由于钠离子交换器中装有一定高度的钠离子交换树脂可作为交换剂，交换树脂附带的Na+与原水中的Ca2+、Mg2+等离子进行交换，使产水中的Ca2+、Mg2+等离子大大减少，从而降低了水的硬度，达到软化水的标准。
Ca2++2NaR → CaR+2Na+Mg2++2NaR → MgR+2Na+任何树脂都有一定的交换容量，当持续运行一定时间后，树脂的交换容量饱和，交换率大大降低，产水水质不再满足产水要求，需要对树脂进行再生，利用8-10%的盐水由下向上流经树脂时Na+与树脂上的Ca2+、Mg2+等离子进行交换，将Ca2+、Mg2+等离子释放到水中，随同污水排放掉，同时树脂也再生成为Na+型交换树脂，恢复其交换容量，获得新的交换能力，以继续对原水进行软化，保证产品水的水质要求。
由于各种因素的影响，作为Na+型交换树脂的再生率不会是100%，一般再生效率在50-70%范围内，其工作交换容量也会低于它的总交换容量。
（二）工艺参数本系统工艺流程为：原水——原水泵——精密过滤器——钠离子１交换器（一用一备）——产品水箱——产品水泵原水泵为博山水泵，规格IS50-32-160,N=3KW,H=37m，Q=11m3/h，数量一台，满足系统要求水量及压力。
钠离子交换器采用缠绕型玻璃钢材质，一用一备，规格φ600×1900，配套管道采用UPVC材质，规格DN50,排污管道也采用UPVC材质，规格DN25。
采用PE材质盐箱一个，容积500L/个。
系统设产品水箱一个，容量20000L，材质PE，厂家宁波吉祥，产品水泵为博山水泵，规格IS50-32-200,N=3KW,H=37m，Q=13m3/h，数量一台，满足用水点要求的水量及压力。
自动头采用富莱克9500型产品一套，单阀双控，满足双罐一用一备，连续运行，交替再生，整套设备全自动运行的要求。
钠离子交换器工作原理
钠离子交换器工作原理钠离子交换器是一种常用于水处理和工业生产中的设备，其工作原理主要是利用树脂材料对水中的钠离子进行交换，从而实现水质的改善和纯化。
钠离子交换器广泛应用于软化水、去除硬水、除盐和水处理等领域，下面将详细介绍钠离子交换器的工作原理。
首先，钠离子交换器的核心部分是树脂。
树脂是一种高分子化合物，具有很强的吸附能力，能够与水中的离子发生交换反应。
在钠离子交换器中，树脂通常是以颗粒状或珠状存在的，其表面带有一定的电荷，能够与水中的钠离子发生吸附和交换。
其次，钠离子交换器的工作原理是利用树脂对水中的钠离子进行交换。
当含有钠离子的水通过钠离子交换器时，树脂上的固定离子与水中的钠离子发生交换，使得树脂上的钠离子被释放到水中，而水中的钠离子则被吸附到树脂上。
这样，经过钠离子交换器处理后的水中的钠离子含量就会减少，从而实现了水质的改善和纯化。
此外，钠离子交换器的工作原理还涉及到对树脂的再生。
随着使用时间的增长，树脂上吸附的钠离子会逐渐增多，导致树脂的交换容量逐渐减小。
为了恢复树脂的交换能力，需要对树脂进行再生。
再生的过程是通过将含有高浓度盐水的溶液通过树脂床，使得树脂上的吸附的钠离子被盐离子替换，从而实现树脂的再生和恢复交换能力。
总的来说，钠离子交换器的工作原理是通过树脂对水中的钠离子进行吸附和交换，从而实现水质的改善和纯化。
其工作过程包括水通过树脂床、钠离子被吸附和交换、再生树脂等环节。
钠离子交换器在水处理和工业生产中具有重要的应用价值，能够有效地改善水质、提高生产效率，受到广泛的关注和应用。
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一、影响全自动钠离子交换器交换容量的因素
1.流速(gpm/ft，m/h)
通常流速越大离子交换所需要的工作层越大，树脂有效利用率会下降，但全自动钠离子交换器产水能力会提高。
反之流速越小所需的工作层越少，树脂利用率增加，但设备产水能力下降。
过小的流速会造成原水只与树脂表面离子进行交换，水不能进入树脂内部。
树脂表面通常仅提供20%的交换容量。
树脂里面能提供80%交换容量。
合理的交换流速对提高设备产水能力及交换能力是非常重要的，一般建议运行流速控制在（中国20-30m/h，美国4-10pm/ft2）小型全自动钠离子交换器装置可适当提高。
2.水与树脂的接触时间：（gpm/ft3）
水与树脂的接触时间越长，交换越充分，但相对单位树脂的产水能力下降，接触的时间越短，交换越充分，单位树脂的交换能力下降，而单位树脂的产水能力提高。
因此合理的接粗时间对于软化器的经济运行非常重要。
一般建议1.0-5.0gpm/ft3树脂或8-4bv/h。
（每小时流量为树脂装载量的八至四十倍）
3.树脂层的高度
全自动钠离子交换器罐体树脂层越低，因流速对其交换能力的影响就越大，当树脂层高度达到30英尺（762mm）时，树脂层高度造成的流速对其交换能力的影响可降到比较低的程度。
因此一般建议树脂层高度大于30英尺（762mm）
4.进水含盐量
进水含盐量的高低直接影响出水的品质，而进水含盐量中K，Na的总含量对出水品质的影响非常大。
例：当原水含盐量为500PPM，其中Na+K为零，硬度为10mol/m3，如果我们再生用151b/ft3(240g/L)出水质量可达到近乎0.00。
当原水含盐量为500PPM而Na+K为250PPM，硬度为5mol/L接近0.04mmol/L(超过了国家低压蒸汽锅炉进水要求)若要出水达到0.03mmol/L以下，必须使用(181b/ft3，290g/L)
5.温度
水温增加能同时加快内扩散，提高交换能力，无论是运行或再生，适当地提高水温对全自动钠离子交换器是有益的。
6.再生剂质量(NaCl)
再生剂存度越高，树脂的再生度越高，出水的离子泄露量越少，因此提高再生剂纯度及运用软化水溶盐可提高再生度。
7.再生液流量
通常再生液流量越小获得的再生效果越好。
但过低的再生液流量会使再生时间过长，易使再生剂绕过树脂表面再生。
因此一般要求再生液流量在0.25-0.9gpm/ft3(或顺洗流量4-6m/h，逆流再生2-3m/h)
8.再生液浓度
根据离子平衡原理，再生液浓度提高，可以使树脂的交换能力提高，但再生剂用量一定的条件下，再生液浓度过高，会缩短再生液与树脂的接触时间，从而降低了再生效果.一般盐液浓度控
制在10%左右为宜.
9.再生剂用量
树脂的交换在再生理论上是按等当量进行即1mol的再生剂可恢复一
个1mol的交换容量，(即使用58.43的NaCl).但实际上再生剂的耗量要
比理论值大得多.实验证明再生剂用量越多，获得的树脂工作交换容量
越大。
出水质量越好。
但随着再生剂用量的不断增加，工作交换容量
的提高会越来越少。
经济性会不断下降。
因此再生耗盐，应根据不同
的原水水质，再保证一定的交换能力及水质条件下，尽可能选用比较经济合理的耗盐量。
在美国通用低压锅炉的全自动钠离子交换器，采用240g/l盐再生1升树脂。
10.树脂
不同的树脂所提供的交换能力是不一样的。
通常锅炉用全自动钠离子交换器要求使用的树脂其交联度不应低于7。
全自动软化器运行程序
FLECK软水器,AUTOTROL软水设备自动控制工作过程
全自动软水器的再生可根据时间或流量来启动，软水器的工作过程，一般由下列几个步骤循环组成：
A.钠离子交换器运行（工作）
原水在一定的压力（0.2-0.6Mpa）、流量下，通过控制器阀腔，进入装有离子交换树脂的容器（树脂罐），树脂中所含的Na+与水中的阳离子（Ca2+，Mg2+，Fe2+……等）进行交换，使容器出水的Ca2+，Mg2+离子含量达到既定的要求，实现了硬水的软化。
B. 钠离子交换器反洗
树脂失效后，在进行再生之前，先用水自下而上的进行反洗。
反洗的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触；一是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出，从而使交换器的水流阻力不会越来越大。
C. 钠离子交换器再生吸盐
再生用盐液在一定浓度、流量下，流经失效的树脂层，使其恢复原有的交换能力。
D. 钠离子交换器置换（慢速清洗）
在再生液进完后，交换器内尚有未参与再生交换的盐液，采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗（慢速清洗），以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷。
E. 钠离子交换器正洗（快速清洗）
目的是清除树脂层中残留的再生废液，通常以正常流速清洗至出水合格为止。
F. 再生剂箱反注水
向再生剂箱中注入溶液再生一次所需盐量的水。
G. 离子交换器系统运行
树脂在长时间的使用过程中已经消除了不稳定状态，但是长期与不同的水质接触，可能会受到以下污染：
（1）机械杂质。
离子交换设备在检修过程中带入的杂质，在运行过程中产生的腐蚀产物，都会使树脂混入机械杂质。
（2）污泥。
如预处理系统制水不正常，进入离子交换设备的水带入污浊的物质会积存在树脂的表面严重时会深入到树脂的内部。
这时交换器还起过滤作用有。
有时反洗和再生不能完全去除这些污泥，就会造成污染物的积累。
（3）、铁污染，进水和再生液中带入的铁离子、氢氧化物、氧化铁等细微颗粒可在阴阳树脂层中积累，用一般的再生方法不能完全除去，通常用热的浓度8%以上盐酸对树脂进行复苏。
（4）、钙污染。
用硫酸再生阳树脂时，若操作不当，会产生硫酸钙的沉淀，采用两步再生法，可以消除该污染。
（5）、硅污染。
吸收了硅的阳树脂，再生时由于再生液的PH值低，可能会生成胶体硅污染树脂，如果进水中含有胶体硅，再生时不能完全洗脱，也会形成硅的污染。
（6）、有机物污染。
主要对阴离子交换树脂有污染，阴离子吸收了有机物，用一般的方法难以洗脱。
（7）、树脂之间的交叉污染。
在树脂的再生过程中，如果阴树脂中混入阳树脂，或阳树脂中混入阴树脂，会形成交叉污染。
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