阴阳离子交换器
离子交换
离子交换设备离子交换设备简介：在纯水制作的工艺上，传统的离子交换工艺主要体现在工业纯水和超纯水的制水设备上使用到的一种流程，很多的工业水处理中运用到的离子交换，比如精细化工行业、电子电镀行业、线路板制作行业，电子、显示屏制作行业等等，离子交换设备在操作过程中比较简单，再生环节容易，离子交换设备主要在树脂的使用需要良好的选型，树脂的型号的规格决定水中的好坏和使用周期，以下是离子交换设备的一些介绍：1、离子交换是一种传统的、工艺成熟的脱盐处理设备，其原理是在一定条件下，依靠离子交换剂（树脂）所具有的某种离子和预处理水中同电性的离子相互交换而达到软化、除碱、除盐等功能。
用于深度脱盐处理，产水电阻率动态可达到18MΩ·cm。
2、离子交换设备阴阳离子的基本原理：采用离子交换方法，将把水中阳、阴离子去除。
以氯化钠（NaCl）代表水中无机盐类，水质除盐的基本反应式：阳离子交换柱方程：阳离子交换树脂具有酸性基团。
在水溶液中酸性基团可以电离生成H+。
每种交换树脂可以含有一种或数种离子基团，按照离子基团的电离难易程度可把交换树脂分为强性和弱性。
阳离子交换树脂分为强酸性和弱酸性.R-H+Na+=R–Na+H+阴离子交换柱方程：阴离子交换树脂含有碱性基团他们在水溶液中电离并与阴离子进行交换。
阴离子交换树脂按照离子基团的电离难易程度分为强碱性及弱碱性。
R–OH+Cl-=R–Cl-+OH-3、阳、阴离子交换柱串联以后称为复合床，其总的反应式： R-H+R-OH+NaCl=R-Na+R-Cl+H2O由上面所描述得出，水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代，而反应生成物为H2O，达到了去除水中盐的作用。
4、混合离子交换柱（混床）：将阳、阴床尚未交换的剩余盐类进一步除去，由于通过混合离子交换后进入水中的H+和OH-立即生成电离度很低（H2O），几乎不存在阳床或阴床交换时产生的逆交换现象，使交换反应进行得十分彻底，因而混合床的出水水质优于阳、阴离子交换柱串联组成的复床所能达到的水质，能制取纯度相当高的成品水。
离子交换器中间排水装置改造
离子交换器中间排水装置改造作者：姜之宇来源：《中国科技纵横》2014年第03期【摘要】文章介绍了逆流再生双层床通过对中间排水装置排改造，增加合理分配树脂，提高了树脂的使用效率量，增加了离子交换器的制水量，相应的降低了药剂用量和水耗。
【关键词】离子交换器周期制水量中间排水装置1 概述天津石化水务供化工用除盐水的一级除盐水系统采用的是逆流再生双层床水处理工艺。
双层床就是将强、弱两种树脂分上、下两层放在同一交换器内。
上面是弱树脂，下面是强树脂，现有有阴、阳双层床各5台，阴阳离子交换器的直径为φ2500mm，高度分别为：阴双层床5910mm，阳双层床5710mm采用逆流再生。
运行时，水自上而下流经树脂层。
再生时，再生液自下而上流经树脂层。
2 双层床再生原理2.1 阳离子交换器新鲜的盐酸为再生液，先通过下层失效度较小的强酸性阳树脂，尽管强酸性阳树脂对氢离子的吸收能力并不很强[1]，但再生液中大量的氢离子离子先与部分失效的强酸性阳树脂进行置换反应。
当离子浓度达到动态平衡时，将有大量的钙、镁、钠离子被氢离子从树脂上置换下来，使阳树脂得到再生。
新再生液不断从底部进入，通过弱酸性阳树脂层时，由于弱酸性阳树脂对氢离子的吸收能力很强[1]，所以利用废液对弱树脂进行再生。
2.2 阴离子交换器新鲜的氢氧化钠为再生液，先通过底部失效度较小的强碱性阴树脂。
尽管强碱性阴树脂对氢氧根的吸收能力并不很强，但我们用大量的OH-去置换树脂上的酸根。
当反应趋于平衡时，将有大量的酸根被氢氧根从树脂上置换下来，使树脂得到了再生。
不断的用新鲜的NaOH再生液从底部进入，废再生液不断向上流动，当与弱碱性阴树脂接触时，由于弱减性阴树脂对氢氧根吸着能力很强[1]，所以，只要用少量的氢氧根浓度，就能置换出弱碱树脂上的其它酸根离子。
再生液的不断流动，便将置换下来的含有大量酸根的废液带走。
3 中间排水装置结构床体中部设有中间排水装置，中间排水装置的结构主要是要求不漏交换剂颗粒，布水均匀。
离子交换器的设计计算
离子交换器的设计计算1、交换器直径：F=Q/(T×N×V）F---交换器截面积（m2）；Q---产水量(T/D);T---工作时间（H/D）N---交换器台数；V-交换流速(M/H).2、交换器高度: H=Hp+Hr+Hs+Ht（米）Hp---交换器下部排水高度，一般为0.3—0.7m;Hr---交换剂层高度，一般在1.0—2.0之间选择。
Hs---反洗膨胀高度,树脂层高50%左右。
Ht---顶部封头高度。
3、交换器连续工作时间：t=V r×Eg/《q×(H1-H2)》 (小时)V r---交换剂体积；q---交换器流量；Eg---交换剂的工作交换容量，一般阳树脂取1000mol/m3。
H1---原水中硬度，mmol/L.H2---出水残留硬度，mmol/L.4、再生剂用量：G z=V r×Eg×Bz/（1000×ε）Gz---再生剂用量；Bz---再生剂实际耗率，g/mol.ε---再生剂纯度，对NaCL,可取0.95。
常用再生剂的实际耗率顺流再生逆流再生再生剂：NaCL ;HCL NaCL ; HCL耗率：120-150 ;60-90 70-90; 30-60混合离子交换器设计计算：Q=3.14R2×VQ--混床的处理能力；单位m3/hR--混床的半径;单位mV--过滤流速，一般普通混床20-30m3/h精致混床30-40m3/h抛光混床40-60m3/h取石英砂10-12m/h；V=3.14R2×H×1000V--树脂的体积；单位kgR--混床的半径;单位mH--树脂的有效高度；单位m注：树脂总装高不小于1m阴阳离子交换树脂比例（阳：阴=1:1.3-2）混床的再生周期：阳树脂再生周期=（单台阳树脂体积/阳树脂工作交换容量）/(工作设备数量）/（阳离子含量）阴树脂再生周期=（单台阴树脂体积/阴树脂工作交换容量）/(工作设备数量）/（阴离子含量）阴阳树脂的再生周期中取较小值作为混床的再生周期水管管径和流量的关系：Q=3.14×(D/2)2×V×3600Q--流量；m3/hD--管道径；mV--水在管中的流速;m/s无压力是V取1.5m/s；有泵提供压力时V取2.5m/s交换器再生条件的计算：1）利用计量箱液位差进行计算耗用30%浓度再生剂重量 = 计量箱截面积×计量箱液位差×30%浓度再生剂密度2）利用再生剂流量进行计算耗用30%浓度再生剂重量 = 再生剂流量×进再生剂时间×30%浓度再生剂密度3）利用再生液的浓度进行计算耗用30%浓度再生剂重量 = 喷射器工作水流量×再生液浓度÷30%×进再生剂时间再生液浓度的计算方法主要有：1）用计量箱液位下降速度进行计算再生液浓度（%）= 液位下降高度（m）×计量箱截面积（m2）×再生剂密度×30%÷喷射器工作水流量（m3/h）×102）用再生剂流量计进行计算再生液浓度（%）= 再生剂流量（m3/h）×30%×密度÷喷射器工作水流量（m3/h）×10现场交换器再生条件的确定1，阳床再生条件1）阳床再生用酸量的计算① 阳床正常再生时耗用浓度为30%的盐酸重量的计算用酸重量 = 树脂体积×树脂平均工交容量×36.5×再生剂比耗÷0.3÷1000000= 3.2m3×1200 mol/m3×36.5g/mol×1.25÷0.3÷1000000 = 0.58（吨）② 阳床大反洗后再生周期耗用浓度为30%的盐酸重量的计算用酸重量= 2×正常再生用酸量= 2×0.58 = 1.16吨采用1.2吨2）阳床的进酸时间的计算① 阳床正常再生时再生液浓度 = 3.5%再生时工作水流量 = 7.2m3/h按再生液浓度 = 3. 5%计算，浓度为30%的盐酸的流量= 7.2×3.5%÷0.3 = 0.84吨/小时阳床再生总进酸重 = 0.58吨总进酸时间= 0.58÷0. 84×60 = 41分钟在固定进酸量为0.58吨时，当采用不同再生液浓度时的进酸时间也应作必要的调整：实测浓度 % 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 进酸时间分钟 45 44 43 41 40 每分钟进酸量顿 0.013 0.013 0.0135 0.014 0.0145② 阳床大反洗后周期再生液浓度 = 5%再生工作水流量 = 7.2m3/h按再生液浓度 = 5%计算，浓度为30%的盐酸的流量= 7.2×5%÷0.3 = 1.20吨/小时阳床大反洗后周期再生总进酸重 = 1.2吨总进酸时间= 1.2÷1.2×60 = 60分钟不同再生液浓度时的进酸时间调整为：实测浓度 % 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0 进酸时间分钟 67 65 64 63 61 60 每分钟进酸量顿 0.018 0.0185 0.019 0.019 0.02 0.02 2，阴床再生条件1）阴床的用碱量计算阴床弱碱树脂及强碱树脂的总体积 = 4.8m3阴床弱碱树脂及强碱树脂的平均工交容量设定为700mol/m3总用碱重量 = 树脂体积×树脂平均工交容量×40×再生剂比耗÷0.3÷1000000= 4.8m3×700 mol/m3×40g/mol×1.20÷0.3÷1000000 = 0.54（吨）2）阴床根据再生液浓度计算两步进碱的时间① 阴床悬浮进碱时间计算悬浮进碱的再生液浓度设定 = 1.2%工作水流量 = 6m3/h按再生液浓度 = 1.2%计算，浓度为30%的液碱的流量= 6×1.2%÷0.3 = 0.24吨/小时悬浮进碱时间按60分钟计算悬浮进碱重量 = 0. 24 吨进碱时间按再生液浓度的调整为：实测浓度 % 1.0 1.1 1.2 1.3进碱时间分钟 72 65 60 55每分钟进碱量吨0.003 0.004 0.004 0.0045② 阴床逆流进碱时间的计算逆流进碱再生液浓度设定为2.6%工作水流量 = 6m3/h按再生液浓度 = 2.6%计算，浓度为30%的液碱的流量= 6×2.6%÷0.3 = 0.52吨/小时逆流进碱重量 = 总碱量－悬浮进碱时已进的碱液重量 = 0.54－0.24 = 0.30吨逆流进碱时间= 0.30÷0.52×60 = 35分钟进碱时间按再生液浓度的调整为：实测浓度 % 2.3 2.4 2.5 2.6进碱时间分钟 39 38 36 35每分钟进碱量吨 0.008 0.008 0.0085 0.0085。
逆流再生阴阳离子交换器说明书
逆流再生阴阳离子交换器说明书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1逆流再生（阴/阳）离子交换器使用说明书南京南自科林系统工程有限公司地址：南京浦口高新区星火路8号一、工艺原理：逆流再生离子交换器（分阳床、阴床、钠床亦称软化器）为无顶压逆流再生固定床，用于软化水、除盐水的制备；在制水工艺上采用逆流制水。
当离子交换器出水再生工艺采用无顶压逆流再生，具有操作简单、外部管系简单、不需要任何顶压设施，投资省的优点。
再生时，稀释好的再生剂由下向上逆向流经树脂层，将从下到上依再生不同层态的树脂，这种方式可以使树脂层获得较好的再生效果，再生剂可以得到较高的利用率，其次，具有废液排放量少,自用水率低等优点。
二、技术参数：1.进水浊度： < 1-2 NTU2.出水水质强酸阳床：钠泄漏不大于100ug/l，一般在20-30ug/l强碱阴床：SiO2泄漏不大于100ug/l，一般在20-50ug/l,出水电导率< 2us/cm。
3.工作压力: <4.工作温度: 5-45℃5.运行流速: 20-30m/h6.水反洗强度: 阳树脂10-15m/h 阴树脂8-10m/h7.再生流速: 5m/h8.再生液浓度: 1-3%9.设备直径： DN125010.填料高度: 阳床1300mm（压脂层200mm）11.阴床2500mm（压脂层200mm）三、结构形式：设备本体是带上下椭圆封头的圆柱形钢结构，内壁衬耐酸耐碱硬橡胶防腐；进水装置为母支管T形绕丝式，中间排水装置为母支管T形绕丝式。
下部为多孔板+水帽集水装置。
设备的本体外部装配有各种控制阀门并留有各种仪表接口，便于用户现场装接或实现水站正常运行。
四. 设备的安装1）安装前检查土建基础是否按设计要求施工。
2）设备按设计图纸进行就位，调整支腿垫铁并检查进出口法兰的水平度和垂直度。
3）将设备和基础预埋铁板焊接固定，固定后再次校验进出口法兰的水平度和垂直度。
阴阳离子交换膜详细规格比较表
阴/阳离子交换膜详细规格比较表阳离子交换膜阴离子交换膜标准薄膜特殊薄膜标准薄膜特殊薄膜名称CMX CIMS CMB AMX AHA ACS AFN AFX ACM种类特色强酸性（Na型）强碱性（CI型）弱碱性（CI型）单价阳离子选择透过性单价阳离子选择透过性高强度3.0高强度耐碱性4.5高强度2.4高强度耐碱性4.1高酸扩散0.5高酸扩散1.0酸不易透过性2.6电阻（Ω・cm 1.8≧0.100.153.8 ≧0.15 0.132 ）破裂强度M（Pa）≧0.40 ≧0.400.21 ≧0.250.14≧0.900.22≧0.250.16≧0.250.17≧0.150.11特点厚度（mm）0.17・食品的脱盐・酸回收・碱回收・食品的脱盐・碱回收・食品的脱盐・食盐生产・酸回收（DD ）・酸回收（DD）・酸回收（DD）・无机盐的脱盐、浓缩・金属分离・食盐生产・酸和碱的生产（BPED）脱盐、浓缩・无机盐的・电解隔膜・有机酸的脱盐・糖的脱盐・酸和碱的生产（BPED）・地下水除氮使用实例・去除地下水矿物质、氮・电解隔膜・去除地下水矿物质温度（℃）≦40 ≦40 ≦60 ≦400〜8 ≦60 ≦400〜8≦400〜8≦400〜8≦400〜8推荐使用领域pH 0〜10 0〜10 0〜14 0〜14电阻: 在0.5mol/L的平衡盐溶液中通过交流电在25℃下测量破裂强度: 马伦式破裂强度。
阴阳离子交换器
阳床内外部结构
顺流再生离子交换器的内部结构 1-进水装置；2-再生液分配装置；3-树脂层；4-排水 装置
图3-11 顺流再生离子交换器的外部 结构
进水装置
反洗空间 压脂层 200mm
中间排液装置
树脂层 1600mm 排水装置
逆流再生阳离子交换器结构图
进水装置的作用是均匀分布进水于交换器的过水断面上。另 一个作用是均匀收集反洗排水。
2按离子交换树脂的孔型分类
（1）凝胶型树脂。这种树脂是由苯乙烯和二乙烯苯混合 物在引发剂存在下进行悬浮聚合得到的具有交联网状结构 的聚合物，因为这种聚合物呈透明或半透明的凝胶结构， 所以称为凝胶型树脂。凝胶型树脂的网孔通常很小，平均 孔径约1~2nm，且大小不一。在干态下，这种网孔并不 存在，当浸入水中呈湿态时，它们才能显示出来。因为凝 胶型树脂孔径小，不利于离子运动，直径较大的分子通过 时，容易堵塞网孔，再生时也不易洗脱下来，所以凝胶型 树脂易受到有机物污染。 （2）大孔型树脂。这类树脂的制备方法与凝胶型树脂的 不同不同点在于制备大孔结构高分子聚合物骨架时加入了 致孔剂，待聚合反应完成后，再将致孔剂抽提出来，这样 便留下了永久性网孔
2型号 离子交换树脂产品的型号以三位阿拉伯数 字组成，第一位数字代表产品分类，第二 位数字代表骨架组成，第三位数字为顺序 号，用来区别活性基团或交联剂的差异。 代号数字的见下表。凡属大孔型树脂，在 树脂前加“大”字的汉语拼音首字母“D”； 凡属于凝胶型树脂在型号前不加任何字母， 交联度可在型号后用“x”符号连接阿拉伯数 字表示。
离子交换树脂
离子交换树脂概述
离子交换法是指某些材料遇水时，能将本身具有的离子与 水中带同类电荷的离子进行交换的方法，这些材料称为离 子交换剂。在离子交换技术被应用的初期，采用的只是天 然的和无机质的交换剂，目前普遍应用于水处理中的离子 交换剂是合成的离子交换树脂。
离子交换原理及简述
离子交换原理及简述一、概念离子交换技术是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。
二、原理离子交换技术是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。
常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。
硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。
软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。
同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。
从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。
也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。
不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。
再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。
三、树脂人工合成的离子交换树脂是具有网状结构和可电离的活性基团的难溶性高分子电解质。
根据树脂骨架上的活性基团的不同，可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂和氧化还原树脂等。
用于离子交换分离的树脂要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀作用，而且交换容量和稳定性要高。
离子交换反应是可逆的，而且等当量地进行。
由实验得知，常温下稀溶液中阳离子交换势随离子电荷的增高，半径的增大而增大；高分子量的有机离子及金属络合阴离子具有很高的交换势。
阴阳离子交换器使用说明书
阴阳离子交换器使用说明书本使用说明书适用于逆流再生的阴、阳离子交换器一、设备的安装：设备应安装垂直。
外壁垂直误差应小于其高度的0.25%。
二、树脂的装填：当阳、阴离子交换器均需要装填树脂时，先把阴树脂装填到阴离子交换器内，后把阳树脂装填到阳离子交换器内，以防止阳树脂夹带到阴离子交换器内而影响到阴离子交换器的出水水质。
树脂装填到上部视镜的中部即可。
三、阳、阴树脂的预处理阳树脂及阴树脂装填完毕后，用10%的氧气钠（NaC1）溶液加1%的氢氧化钠（Na（OH））溶液对树脂浸泡12-24小时。
溶液的总量约等于阴、阳树脂的体积。
然后用水冲洗到PH值在8-9之间即可。
用PH试纸检测。
四、阳、阴树脂的第一次再生（1）阳床第一次再生1. 阳树脂再生用3-5%的盐酸（HC1）溶液对阳树脂进行再生。
2. 阳树脂正洗用前级水（清水、RO装置的出水、或电渗析出水）正洗阳树脂至出水PH值为5-6之间，用PH试纸测试。
（2）阴床第一次再生1. 阴树脂再生用2-4%的氢氧钠（Na（OH））溶液对阴树脂进行再生。
2. 阴树脂正洗再生完毕后，用阳离子交换器出水正洗阴树脂，直至出水水质符合要求。
当正洗出水达到需求时，阴离子交换器打开出水阁，关下排阀。
投入正常运行。
注：阳离子交换器及阴离子交换器的第一次再生及投入运行，由我厂调试人员完成。
五、阳阴离子交换器再生的7个基本过程阳、阴离子交换器再生有7个基本过程，即：1，工作。
2，反洗分层。
3，阴树脂吸药水（氢氧化钠）。
4，阳树脂吸药水（盐酸）。
5，清洗阴树脂。
6，清洗阳树脂。
7，混合树脂。
现把操作程序叙述如下：1，工作。
水路流程图见图1，反渗透水经过树脂混合床由上进，自下出，生产去离子超纯水。
2，反洗分层。
反洗水路流程图见图2，由于树脂长期工作，失效。
需要进行再生，分层是再生的第一步。
是水从下进，进入交换器。
从交换器上排排出，反洗至出水澄清，一般需10-15分钟放水打开中排阀门、使阴阳树脂分层，利于再生。
逆流再生阴阳离子交换器说明书
逆流再生阴阳离子交换器说明书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ逆流再生(阴／阳）离子交换器使用说明书南京南自科林系统工程有限公司地址：南京浦口高新区星火路8号一、工艺原理:逆流再生离子交换器（分阳床、阴床、钠床亦称软化器）为无顶压逆流再生固定床,用于软化水、除盐水的制备;在制水工艺上采用逆流制水。
当离子交换器出水再生工艺采用无顶压逆流再生,具有操作简单、外部管系简单、不需要任何顶压设施,投资省的优点。
再生时，稀释好的再生剂由下向上逆向流经树脂层,将从下到上依再生不同层态的树脂，这种方式可以使树脂层获得较好的再生效果,再生剂可以得到较高的利用率，其次,具有废液排放量少，自用水率低等优点。
二、技术参数:1.进水浊度: < 1-2 ＮTU2.出水水质强酸阳床：钠泄漏不大于１00ｕg/l，一般在2０－３0ug／ｌ强碱阴床:ＳiO2泄漏不大于1００ｕｇ/ｌ，一般在20－50ｕg/ｌ,出水电导率< ２ｕｓ/ｃm。
3.工作压力: < 0．6MPa4.工作温度: 5－45℃5.运行流速: 20－30ｍ/h6.水反洗强度：阳树脂１0-15m/h阴树脂８-1０m/h7.再生流速: 5m／h8.再生液浓度: 1-3%9.设备直径：DＮ125010.填料高度: 阳床１300mm(压脂层２00mm）11.阴床25０0ｍm(压脂层20０mm）三、结构形式：设备本体是带上下椭圆封头的圆柱形钢结构，内壁衬耐酸耐碱硬橡胶防腐；进水装置为母支管T形绕丝式,中间排水装置为母支管T形绕丝式。
下部为多孔板＋水帽集水装置。
设备的本体外部装配有各种控制阀门并留有各种仪表接口，便于用户现场装接或实现水站正常运行。
四. 设备的安装1）安装前检查土建基础是否按设计要求施工。
2）设备按设计图纸进行就位,调整支腿垫铁并检查进出口法兰的水平度和垂直度。
离子交换器检修工艺规程
离子交换器检修工艺规程1设备规范2构造概述2.1阳、阴离子交换器。
2.1.1阳、阴离子交换器为双室浮动床，其外壳是一筒形容器，器内放有离子交换树脂和惰性白球，设有进水和排水装置，交换器内壁采用衬胶防腐，筒体上还装有人孔和树脂窥视孔。
筒体外设有进出水，反洗进排水，正洗排水，管道和阀门及压力表，取样等装置。
2.1.2进水装置阳、阴床采用挡板式进水装置；出水装置采用挡板式出水装置；中间隔板采用多孔板双层水帽。
2.2混床2.2.1在同一个交换器中装入阴、阳离子交换树脂，并在运行前将它们混合均匀，这样就在交换器内形成有许多阴阳离子交换树脂交错排列的多级复床。
同时完成许多级阴阳离子交换过程，制出更纯的水，满足锅炉补给水的要求。
2.2.2我厂混床采用体内再生方式，它的本体是由两个冲压成型的封头与一个用钢板焊制的圆筒体焊接在一起制成的。
本体上装有上、中、下三个窥视孔和上下二个检修人孔，底部焊有支脚，内壁采用衬胶防腐，外部还设有进出水管，反洗进出水管，中间排水管，进酸碱管、空气管道和阀门及取样装置，下部集水装置，中间排水装置和酸碱分配装置，及离子交换树脂。
2.2.3内部装置的形式及特点：2.2.3.1上部进水装置采用穹形多孔板，使进水在本体横截面上均匀分布，防止进水在本体内直冲树脂层，充分发挥体内树脂的作用。
2.2.3.2下部集水装置采用滤水帽式，其作用是使出水汇集流出而不使树脂外漏，在反冲时由此进入反冲水，并使之在交换器截面上均匀分布。
2.2.3.3中间排水装置，采用不锈钢母支管式，有开孔式、外包涤纶网式支管和不锈钢绕丝式支管两种支管形式，再生过程中用以均匀排除废再生液。
2.2.3.4进碱装置,采用不锈钢母支管式，外包涤纶网用以均匀分布再生碱液。
3设备检修3.1检修周期3.1.1小修周期2年3.1.2大修周期4年3.2大小修项目3.2.1大修项目3.2.1.1解体检查树脂层和树脂。
3.2.1.2检查检修进水装置。
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名称、基本名称依次排列组成。基本名称 为离子交换树脂。大孔型树脂在全名称前 加“大孔”两字。分类属酸性的在基本名 称前加“阳”字，属碱性的在基本名称前 加“阴”字。
2型号
离子交换树脂产品的型号以三位阿拉伯数 字组成，第一位数字代表产品分类，第二 位数字代表骨架组成，第三位数字为顺序 号，用来区别活性基团或交联剂的差异。 代号数字的见下表。凡属大孔型树脂，在 树脂前加“大”字的汉语拼音首字母“D”； 凡属于凝胶型树脂在型号前不加任何字母， 交联度可在型号后用“x”符号连接阿拉伯数 字表示。
RH+NaCl ←RNa+HCl
或 RH+Na+ RNa+H+
（二）离子交换反应的选择性。
这种选择性是指树脂对水中某种离子所显示的优先交换或 吸着的性能。
同种交换剂对水中不同离子选择性的大小，与水中离子的
水合半径以及水中离子所带电荷大小有关；不同种的交换
剂由于交换基团不同，对同种离子选择性大小也不一样。
阳床内外部结构
顺流再生离子交换器的内部结构 1-进水装置；2-再生液分配装置；3-树脂层；4-排水 装置
图3-11 顺流再生离子交换器的外部 结构
进水装置
反洗空间 压脂层 200mm
中间排液装置 树脂层 1600mm
排水装置
逆流再生阳离子交换器结构图
进水装置的作用是均匀分布进水于交换器的过水断面上。另 一个作用是均匀收集反洗排水。
表 3-1 分 类 代 号 （第一位数字）
代号 活性集团
0
1Байду номын сангаас
2
3
4
5
6
强酸 弱酸 强碱 弱碱 螯合 两性 氧化
性性性性性
还原
性
表 3-2 骨 架 代 号 （第二位数字）
代号 骨架类别
0
1
2
3
4
5
6
苯乙 丙烯 酚醛 环氧 乙烯 脲醛 氯乙 烯系 酸系 系 系 吡啶 系 烯系
系
离于交换树脂型号图解如下：
2. 工作交换容量。工作交换容量就是在实际运行条件下，可利用的 交换容量。在实际离子交换过程中，可能利用的交换容量比全交换容 量小得多，大约只有全交换容量的60-70%。某种树脂的工作交换 容量大小和树脂的具体工作条件有关，如水的pH值、水中离子浓度、 交换终点的控制标准、树脂层的高度和水的流速等条件，都影响树脂 的工作交换容量。工作交换容量常用mol/m3来表示。
阴阳离子交换器
交换树脂的组成
离子交换树脂是由以下三部分组成： 1单体。单体是聚合成高分子化合物的低分子有机
物。它是树脂的主要成分，又称母体。 2交联剂。交联剂是固定树脂形状和增强树脂机械
强度的成分。常用的交联剂是二乙烯苯。 3交换集团是由连接在单体上的具有活性离子的基
团。它是通过磺化反应引入磺酸基—SO3H,通过 胺化引入氨基，如季氨基—N+（CH3)3
强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液 中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如 SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个 离子交换树脂反 应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能 力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
（2）大孔型树脂。这类树脂的制备方法与凝胶型树脂的 不同不同点在于制备大孔结构高分子聚合物骨架时加入了 致孔剂，待聚合反应完成后，再将致孔剂抽提出来，这样 便留下了永久性网孔
大孔型树脂的特点是在整个树脂内部无论干或湿、 收缩或膨胀都存在比凝胶型树脂更大更多的孔 （孔径一般在20~100nm)，因此比表面积大， 所以它具有抗有机物污染的能力，被截留在网孔 中的有机物容易在再生过程中洗脱下来。大孔型 树脂占据一定的空间，离子交换基团含量相对减 少，所以交换容量比凝胶型树脂低一些。
下面介绍四种交换剂对离子选择性的顺序：
1．强酸性阳离子交换剂，对水中阳离子选择顺序：
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>≈Na+>H+
2. 弱酸性阳离子交换剂，对水中阳离子的选择顺序：
H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>≈Na+
从上述选择顺序来看，强酸性阳离子交换剂对H+的吸着 力不强；而弱酸性阳离子交换剂则容易吸着H+。所以， 实际应用中，用酸再生弱酸性阳离子交换剂比再生强酸性 阳离子交换剂要容易得多。
离子交换树脂的性能
一物理性能
①外观 树脂是一种透明或半透明的物质，因其组成不同，颜色各异， 如苯乙烯树脂呈黄色，也有呈黑色和赤褐色的，但对性能影响不大。 一般情况下，原料杂质多或交联剂多，树脂的颜色稍深（但树脂在运 行过程中，因为各种原因有时颜色也会变化）。树脂外形呈球状，要 求圆球率达到90%以上。 ②粒度 树脂颗粒的大小将影响交换速 度、压力损失、反洗效果等。颗粒大小不能相差太大。用于水处理的 离子交换树脂的颗粒以0.3~1.2mm目为宜。粒度的表示方法以有效 粒径和不均匀系数来表示。③密度 关系到水处理工艺和树脂装填量。 密度的表示方法有：干真密度（一般1.6g/cm3左右）、湿真密度 （一般1.04～1.30g/cm3之间）、湿视密度（一般在0.60～ 0.80g/cm3之间）。 ④含水率 树脂的含水率越大，表示孔隙率 越大，交联度越小。 ⑤溶胀率 树脂浸水之后要溶胀，它与交联 度、活性基团、交换容量、水中电解质密度、可交换离子的性质等有 关。树脂在交换与再生过程中会发生胀缩现象，多次胀缩树脂易碎裂。 ⑥耐磨性 反映树脂的机械强度。它应保证每年树脂耗量不超过7%。 ⑦溶解性 树脂内含有低聚合物要逐渐溶解，在树脂使用过程中也会 发生胶溶。 ⑧耐热性 阳树脂耐温100℃左右，强碱性阴树脂可耐 60℃，弱碱性阴树脂可耐温80℃。但在低于或等于0℃时，易结冰而 破碎。 ⑨导电性 干树脂不导电，湿树脂可电导。
二、化学性能
离子交换树脂的化学性质有：离子交换、催化、络盐形成等。其中用于电厂 水处理的，主要是利用它的离子交换性质。所以，这里仅介绍离子交换反应 的可逆性、选择性和表示交换能力大小的交换容量。
（一）离子交换反应的可逆性。
当离子交换树脂遇到水中的离子时，能发生离子交换反应。反应结果，树脂 的骨架不变，只是树脂中交换基团上能解离的离子与水中带同种电荷的离子 发生交换。例如，用8%左右的食盐水，通过RH树脂后，出水中的H+浓度 增加，Na+浓度减小。这说明食盐水通过RH树脂时，树脂中的H+进入水中， 食盐水中的Na+交换到树脂上。这一反应为：
（3）按单体种类分类
按合成树脂的交联度种类不同，离子交换树脂还 可以分为苯乙烯系，丙烯酸系等。此外，还有酚 醛系、环氧系、乙烯吡啶系和尿醛系等，但未在 水处理领域中应用。
离子交换树脂的命名方法
离子交换树脂产品的型号是根据国家标准 GB1631—1979《离子交换树脂产品分类、 命名及型号》制定的。
用强碱（如NaOH）进行再生。
弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基（亦称一级胺基）-NH2、
仲胺基（二级胺基）-NHR、或叔胺基（三级胺基）-NR2，它们在
水中能离解出OH－而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液 离
子交换树脂中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树
脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或
离子交换树脂的结构
骨架
酚醛树脂
OH + CH2O
聚乙烯树脂 活性基团
CH=CH2 +
CH=CH2
CH=CH2
酸性基团 —SO3H
碱性基团 —N+R3
交联剂 特殊基团
离子交换树脂的分类
1按活性基团的性质分类 根据离子交换树脂所带活性基团的性质，
可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。 按活性基团上H+和OH-电离的强弱程度， 又可以分为强酸性阳离子交换和弱酸性阳 离子交换树脂，强碱性阴离子树脂和弱碱 性阴离子交换树脂，此外按活性基团的性 质还可分为螯合性、两性以及氧化还原树 脂。
1/2Ca 1/2Mg +
Na
1/2H2SO4 HHNCOI 3 1/2H2CO3
阳离子交换器的出水是酸性水。但当交换器运行失效时，其出水中就会 有其它阳离子的泄漏，而在诸多的阳离子中，首先漏出的阳离子是 Na+，故习惯上称之为漏钠。当出水中的Na+超过一个给定的极限 值时，阳离子交换器被判失效，需停运再生后才能投入运行。
酸性条件（如pH1～9）下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行
再生。
2按离子交换树脂的孔型分类
（1）凝胶型树脂。这种树脂是由苯乙烯和二乙烯苯混合 物在引发剂存在下进行悬浮聚合得到的具有交联网状结构 的聚合物，因为这种聚合物呈透明或半透明的凝胶结构， 所以称为凝胶型树脂。凝胶型树脂的网孔通常很小，平均 孔径约1~2nm，且大小不一。在干态下，这种网孔并不 存在，当浸入水中呈湿态时，它们才能显示出来。因为凝 胶型树脂孔径小，不利于离子运动，直径较大的分子通过 时，容易堵塞网孔，再生时也不易洗脱下来，所以凝胶型 树脂易受到有机物污染。
脂亦是用酸进行再生（比强酸性树脂较易再生）。
强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团，如季胺基（亦称四级胺基）－
NR3OH(R为碳氢基团），能在水中离解出OH－而呈强碱性。这种
树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换