H-Na离子交换软化法通常有三种方式。
(1)强酸性H离子交换树脂的H-Na离子交换软化法 此法可将水中的各种阴离子转化成为相应的酸并中和水中的碱,这与直接加酸不同,因其不增加水的含盐量。有并联系统和串联系统两种。
图3-2-1 并联H-Νa离子交换软化法示意图
1—H型离子交换器;2—Na型离子交换器;
3—除碳器;4—水箱
①并联H-Na离子交换软化法 这种系统如图3-2-1所示。
水同时进入两个交换器,出水进行混合。中和之后所产生的CO2从除碳器中除去。
H型离子交换器的交换反应,可将水中阳离子变成H+。如H型树脂用RH表示,其反应如下:
Na型离子交换器的交换反应,可将水中各种阳离子转变为Na+,如Na型树脂以RNa表示,反应过程如下:
H型、Na型离子交换器的出水进行中和,其反应如下:
为了确保软化水不出酸性水,一定要控制好H型、Na型离子交换器出水量的相互比例。在实际操作时,保持水中含残余碱度作为中和控制的终点。
②串联H-Na离子交换软化法 这种系统布置如图3-2-2所示。
(2)弱酸性H离子交换树脂的H-Na离子软化法 由于弱酸性H离子交换树脂仅与弱酸盐类(碳酸氢盐碱度)反应,故不会产生强酸。例如弱酸性树脂丙烯酸型树脂R(COOH)2和碳酸氢盐反应如下:
此软化法可利用废酸进行再生以降低酸耗,因此比较经济。
图3-2-2 串联H-Na离子交换软化法示意图
1—H型离子交换器;2—除碳器;
3—水箱;4—泵;5—Na型离子交换器
图3-2-3 H型离子交换树脂采用贫再生方式的H-Na离子交换软化法示意图
1—H型离子交换器;2—除碳器;3—水箱;
4—泵;5—Na型离子交换器
(3)H型离子交换树脂采用贫再生方式的H-Na离子交换软化法 所谓贫再生方式,就是用不足量的酸进行再生(相当于接近理论量的酸进行再生),使交换器的上部树脂变成H型,而下部仍为Ca、Mg、Na型树脂。因此,运行时水在上层,会产生大量的强酸,当水流到下层时,强酸中的H+又与Ca2+、Mg2+、Na+进行交换。
H型离子交换树脂采用贫再生方式的H-Na离子交换软化法系统见图3-2-3。
这样,经过这种贫再生的H型离子交换器之后,只是降低了水的碳酸盐硬度,而非碳酸盐硬度基本上不发生变化。