工作叫做软化。经过软化后的水叫做软水。
化学软化的反应原理、设备及其运行步骤基本上与复床除盐相似，不同的是软化只是除掉水中的Ca
2+
2+
和Mg，软化所用的交换剂是RNa或RH。如果交换剂为RNa时，再生液为5~10%的食盐水。软化和再生反应式如下：
2+软化 Ca 2RNa+ R 2 Ca +2Na+ 2+ Mg再生 R2Mg
软化水的含盐量比除盐水中的含盐量高，所以软化水只能做中、低压锅炉或蒸发器的补给水。
第三节 除CO2器
河水和井水一般均含有重碳酸盐，这种水经过RH树脂层时，发生如下反应：
2RH+Ca(HCO3)2→R2Ca+2H2CO3 2RH+Mg(HCO3)2→R2Mg+2H2CO3
水中其它重碳酸盐也发生类似反应，致使水中重碳酸盐转变为碳酸。除CO2器主要用于除去水中的这部分碳酸。
1．除CO2的原理。含有重碳酸盐的水经过RH树脂处理后，它的pH值一般在4.3以下。在这种情况下水中H2CO3能分解为水和二氧化碳：
图13-9 鼓风除CO2器
1—脱气塔；2—充填物(拉西环)；
3—中间水箱
H2CO3 H2O+CO2
这种CO2可以看作是溶于水的气体。当水面上的CO2压力降低或向水中鼓风时，溶于水中的CO2就会从水中逸出。根据它的这个性质，可以采用真空法或鼓风法来除去水中的CO2。
2．鼓风除CO2器。鼓风除CO2器是一个圆柱形设备，如图13-9所示。
除CO2器的圆柱体可用金属、塑料或木料制成。如果用金属制造，圆柱体的内表面应采取适当防腐措施。柱体内一般装在瓷环，瓷环的作用是使水与空气能充分接触。
除CO2器运行时，水从圆柱体上部进入，经配水管和瓷环填料后，从下部流入贮水箱。空气则由鼓风机从柱体底部送入，经瓷环并与水充分接触，然后由上部排出。由于空气中CO2含量很少，它的压力只占大气压力的0.03%左右。所以当空气鼓进柱体并与水接触时，水里的CO2就会扩散到空气中去，当水从上往下流动遇到从下向上的空气时，水中绝大部分CO2即随空气带走。水越往下流其中CO2越少，当水流到柱体底部时，残余的CO2一般只有5~10毫克/升。
第四节 降低酸、碱耗的措施
在对给水进行化学除盐的过程中，费用最大的是树脂再生用的酸或碱。降低再生用的、碱耗，是提高化学除盐经济运行的主要途径。
153
一 酸、碱耗的计算方法
在计算化学除盐的酸、碱耗时，常用单耗和比耗来表示。
1．单耗。再生剂的单耗是指除去水中1克当量的离子，实际消耗再生剂的克数：
再生用纯酸量(克) 酸单耗?周期出水量(吨)?总阳离子量(毫克当量/升)
碱单耗?再生用纯碱量(克)
周期出水量(吨)?总阴离子量(毫克当量/升)式中 总阳离子量=入口水碱度+出口水酸度； 总阴离子量=入口水酸度+
CO2SiO2； ?4460这里 CO2——阴离子交换器入口水中CO2的含量，毫克/升； SiO2——阴离子交换器入口水中SiO2的含量，毫克/升。
2．比耗。再生剂的比耗是指实际用的再生剂单耗与再生剂理论消耗量的比值：
再生剂单耗(克) 比耗?再生剂理论耗量(克) 再生剂理论耗量，是指交换按等当量进行反应所消耗的再生剂量。例如，要除去水中1克当量的阳离子，消耗盐酸的理论量应为36.5克。如果它的单耗为54.75克，则其比耗为
54.75克盐酸比耗? 36.5克
?1.5二 降低酸、碱耗的措施
运行中酸、碱耗的大小，与原水中盐的种类和数量、再生工艺。设备形式和树脂性能等因素有关。目前，在降低酸、碱耗方面主要采取以下几种措施：
1．逆流再生。逆流再生是再生液的流向运行时水的流向相反。这种再生方式，能使保护层树脂(指运行时水流量后经过的那一部分树脂)再生彻底，再生液也得到了充分利用。这样，可以降低酸和碱的消耗量，提高出水水质。
逆流设备在运行时，被处理的水最后与再生彻底的保护层接触，有利于提高出水水质。另外，水在进入交换器时，首先接触的是再生程度较差的树脂，由于水中H、OH(或软化处理时的Na)浓度小，反应按除盐(或软化)方向进行，这就使再生程度较差的树脂也能充分发挥作用。 目前，我国使用的逆流离子交换器有：逆流再生固定床和浮动床等。
逆流再生固定床在运行时，待处理的水由交换器上部进入，经过树脂层后由下部流出。树脂再生时，再生液由交换器下部进入，经过树脂导的再生废液，由上部排出。
浮动床在运行时，要处理的水上交换器底部进入，利用水流的动能使村脂以密实状态向上托起称为成床，水流过床层由顶部排出。树脂再生时，树脂层下落，称为落床。落床后再生液由交换器上部进入，经过树脂层的再生废液由底部排出，如图13-10。
表13-6内列出我国某些电厂采用逆流交换器运行的经济指标和出水水质。
图13-10 浮动床工作原理示意 (1) 运行状态；(2) 再生状态
+
+
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表13-6 逆流与顺流再生的酸、碱耗和出水水质
酸、碱耗(克/克当量) 顺 流 酸耗 X X 厂 X X 厂 X X 厂 82 85 92 碱耗 93 100 99 逆 流 +出 水 水 质 顺 流 +逆 流 酸耗 45 42.5 46 碱耗 55 55 68.4 漏Na 导电度(微漏Na 导电度 (微克/升) 姆/厘米) (微克/升) (微姆/厘米) 200~1000 150~700 700~800 4~10 4~10 10 20 20~40 40~60 1.0 1.0~2.0 5 注：再生液采用的酸为盐酸(HCl)，碱为氢氧化钠(NaOH)。
2．设置前置式交换器。将一个强酸性(或强碱性)离子交换器设计成两个，前后安装。运行时，原水先通过前者，再通过后者。再生时，再生液先流经后者，再流经前者。这种水处理方式，由于采用了类似逆流再生的办法，使酸、碱耗降低。
3．双层床离子交换器。双层床是将强酸性与弱酸性(或强碱性与弱碱性)离子交换树脂，分层装在固定床交换器中。弱酸性(或弱碱性)树脂装在上层，强酸性(或强碱性)树脂装在下层。运行时，水从上部流入由下部排出；再生时，再生液从下部进入失效树脂层，由上部排出。由于弱酸(或弱碱)树脂失效后很容易再生，所以再生液从底部经过强酸(强碱)树脂后的稀溶液对弱酸(弱碱)树脂还能起再生作用。这样，再生剂得到了充分的利用，降低了酸、碱耗。例如，某厂的阳双层床的HCl酸耗平均为43.7克/克当量，出水漏Na为40~80微克/升，硬度为0；另一电厂的阴双层床的NaOH碱耗约为45克/克当量，出水导电度为3~4微姆/厘米，SiO2为10微克/升左右。从这些数据可以看出，双层床酸、碱耗比顺流再生单层床的酸、碱耗低得多，出水水质也有所提高。
4．废再生液回收。当使用顺流固定床交换器时，再生强酸性或强碱性树脂的废液，其酸、碱浓度在2%左右，应将这种废液回收到专设的容器内，供下次初步再生使用。注意，开始排出的废液中因再生产物较多，不宜利用；当再生产物含量高峰过后，废液方可回收备用。
第五节 锅炉补给水的处理系统
前面已经讨论了除掉水中各类杂质的原理、设备和方法；了解到把天然水净化为锅炉补给水的过程，这个过程是由各种水处理方法和设备联合组成的水处理系统。某电厂应采用何种水处理系统，应根据本厂对给水水质要求和原水水质情况等具体条件决定。电厂常用的几种基本水处理系统及其适用范围列于表13-5中。
表13-5 锅炉补给水处理系统 水 处 理 系 统 适用范围 +
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河水的悬浮物含量大于20毫克/升，硅化物较多，含盐量不高的原水 用于高压及高压以下锅炉的补给水处理 1—配水器；2—空气分离器；3—澄清器；4—清水箱；5—机械过滤器 含强酸阴离子较多的原水 用于中、低压炉碱蒸发器的补给水处理 含重碳酸盐碱度较大的原水 用于中、低压炉或蒸发器的补给水处理 碱度、含盐量、硅酸含量均不高的清水 用于超高压炉或直流炉的补给水处理 碱度及SO4、Cl含量较高的清水 用于高压炉的补给水处理 2? SO4和Cl含量高的清水 用于超高压炉或直流炉的补给水处理 2?
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第四节 混合离子交换器
一、概述
混合离子交换器是用于初级纯水的进一步精制。一般设置于阴、阳离子交换器之后，也可设置在
电渗析或反渗透后串联使用。出水水质可达到SiO2≤0.02 mg/L，导电度≤0.02μS/cm，处理后的高纯水可供高压钢炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。
二、工作原理
混合离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放在同一个交换器中，将它们混合，所以可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳离子通过该交换器，则被树脂交换，而得到高纯度的水。
在混床中，由于阴、阳树脂是相互均匀的，所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行。或者说，水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。经H型交换所产生的H和OH都不能积累起来，基本上消除了反离子的影响，交换进行得比较彻底。
混合床采用体内再生法。再生时利用两种树脂的比重不同，用反洗使阴、阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉积在下，阴树脂浮在上面，然后阳树脂用盐酸（或硫酸）再生，阴树脂用烧碱再生。
三、技术数据表
设备名称 运行流速（m/h） 反洗
流速（m/h） 混合离子交换器 40～60 10 157
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电厂化学水处理讲义
