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软化水技术的发展(2)

来 源:中华水网   发布时间:2011-05-06 移动版


因此石灰处理适用于碳酸盐硬度比较高、过剩碱度不是很高或无过剩碱度的原水。石灰处理具有成本低的优点,但也存在劳动强度大、劳动条件差的缺点。
2).弱酸阳树脂氢钠串联流程
弱酸阳树脂氢钠串联流程不失为一个好的软化除碱流程。流程如下:
原水→弱酸氢离子交换器→除碳器→钠离子交换器→软化水箱
 其中弱酸阳离子交换器内装填弱酸阳离子交换树脂如D111,以交换碳酸盐硬度,钠离子交换器内装填强酸阳树脂如001×7,以交换非碳酸盐硬度及泄漏的碳酸盐硬度。当原水经过弱酸氢离子交换器后,水中的碳酸盐硬度大部分转化为二氧化碳可以用除碳器除掉。反应式如下:
2HR + Ca(HCO3)2 → CaR2 + 2CO2↑ + 2H2O............................ (13)
2HR + Mg(HCO3)2 → MgR2 + 2CO2↑ + 2H2O............................ (14)
反应生成的CO2气体经除碳器除掉,该流程利用了弱酸阳树脂工作交换容量高、再生容易、再生剂耗量低的特点,再生时采用理论量酸。该流程具有酸耗低、运行周期长、再生废液接近中性、出水有一定的残余碱度、不会出酸性水等优点。
但是由于弱酸阳离子交换树脂只与碳酸盐硬度反应比较剧烈有实用价值,与中性盐几乎不反应,与负硬的反应也很小,没有实用价值,所以与石灰处理相似,该流程只能降低水中碳酸盐硬度及与之对应的那部分碱度,并且还有0.3me/l 左右的残余碱度。它不能去除过剩碱度,它的适用条件与石灰处理相同。但劳动条件、劳动强度等都优于石灰-钠处理流程。它应该作为软化除碱流程的首选流程。
3).强酸氢钠串联和强酸氢钠并联流程
对于碱性水,由于水中有负硬存在,如经上述两流程处理后碱度仍然超标,那就要采用强酸氢钠并联或强酸氢钠串联流程了,它是以H床出水中生成的强酸与原水的碱度发生中和反应。不少资料介绍,H床可以以漏钠作为失效控制点也可以以漏硬度离子作为失效控制点。当以漏硬度离子作为失效控制点时,由于水中不存在永久硬度,所以其出水中也就无强酸生成,所以,也就无中和反应发生。所以,笔者建议这两种流程都应以漏钠作为失效控制点。
在氢钠串联流程里,原水分两部分,一部分送至H型交换器中,其流程如下:
原水→强酸氢离子交换器→混合器→钠离子交换器→软化水箱→除碳器
 此时,在H离子交换器中发生了下列反应:
2HR + Ca(HCO3)2 → CaR2 + 2CO2↑ + 2H2O…......................... (15)
2HR + Mg(HCO3)2 → MgR2 + 2CO2↑ + 2H2O…......................... (16)
HR + NaHCO3 → NaR + CO2↑ + H2O…............................... (17)
2HR + Na2SO4 → 2NaR + H2SO4….................................... (18)
HR + NaCl → NaR + HCl…........................................ (19)
另一部分直接送至H型交换器后面,使其和H型交换器的出水混合,此时,原水的碱度与氢床出水中生成的强酸发生中和反应,反应式如下:
2NaHCO3+H2SO4→Na2SO4+2H2O+2CO2↑…................................ (20)
Ca(HCO3)2+H2SO4→CaSO4+2H2O+2CO2↑…............................... (21)
Mg(HCO3)2+H2SO4→MgSO4+2H2O+2CO2↑…............................... (22)
NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑…..................................... (23)
Ca(HCO3)2+2HCl→CaCl2+2H2O+2CO2↑…............................... (24)
Mg(HCO3)2+2HCl→MgCl2+2H2O+2CO2↑…............................... (25)
反应产生的CO2气体经除碳器除去,除碳后的水再进入钠离子交换器,除掉未经过H床的那部分水中的硬度。
在氢钠并联流程里,原水也分为两部分,一部分经过氢床,一部分经过钠床,氢床与钠床的出水在混合器内原水的碱度与氢床出水发生中和反应,生成的CO2气体经除碳器除掉。为了保证系统不出酸性水,可在后面再接一个后置式钠离子交换器。其流程如下:
原水→钠离子交换器→混合器→软化水箱→除碳器→强酸氢离子交换器
 H离子交换器内的反应同式(15)、(16)、(17)、(18)、(19),Na
离子交换器内的反应同式(3)、(4)。在混合器内发生下列反应:
2NaHCO3+H2SO4→Na2SO4+2H2O+2CO2↑…................................ (26)
NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑…..................................... (27)
对于这两种流程,只要水量分配适当,系统一般不会出酸性水。有关这两种流程的水量分配方法,请参见有关文献。然而,这两种流程,都存在酸耗高、在混合器内混合效果不好使出水不稳定及酸性水的排放问题,实际运行中到底采用那一种流程,要经技术经济比较确定。
这里笔者向大家推荐一种经改进的H-Na串联流程和H-Na并联流程。其流程与传统的H-Na串联流程和H-Na并联流程相同,只是在H离子交换器内装填两种树脂,对于逆流再生固定床,上层装填弱酸阳树脂,下层装填强酸阳树脂,就是所谓的双层床。充分利用弱型树脂工作交换容量高、再生容易、再生剂耗量低的特点。其中弱酸阳树脂交换碳酸盐硬度,强酸阳树脂交换非碳酸盐硬度及其它阳离子,再生时,再生液先通过强型树脂,再通过弱型树脂,这样强型树脂得到了充分的再生,弱型树脂的再生充分利用了强型树脂的再生废液。这样,不但酸使耗耗低、废液排放少且废液几乎呈中性,而且大幅度降低了碱度。双层床的树脂层高的分配请参阅有关文献。
上述三种流程水量的分配都应以使系统出水保持一定的残余碱度为原则,只要水量分配适当,这两种流程都可以将出水碱度降到很低的范围。所以,低压锅炉的水处理一般都没有必要进行脱盐处理,或在锅内加NaNO3。
4 )其它软化除碱流程
除了上面介绍的软化除碱流程外,还可采用Na离子交换后加酸处理流程,其特点是设备简单、占地少、投资省。但这增加了水中的溶解固形物的含量,同时易出现因加酸量控制不好,系统出现酸性腐蚀的问题,这种方法不宜推广。
3.3、、水的预脱盐
如经式(1)、(2)计算后,原水的溶解固形物严重超标或对高含盐量的水,可先进行预脱盐,再进行软化或软化除碱处理,以节约再生剂。预脱盐可采用电渗析或反渗透。
4、结论
低压锅炉的化学水处理流程的选择依据是公式(1)、(2)及国家标准-《低压锅炉水质》(GB1576-1996)。对于不需要除碱的水质,Na离子交换流程仍然是首选流程;对于需要除碱的水质,如原水碳酸盐硬度较高,弱酸氢-钠串联流程是首选流程;对于碱性水,经此流程处理后,如碱度仍然超标,双层床氢-钠串联或并联流程是首选流程;如原水含盐量很高,可先进行预脱盐,再进行软化处理或软化除碱处理。具体采用哪一种流程,要经技术经比较确定。

三、常见的软水器有哪些种类?有哪些品牌型号,有什么区别?
1、目前国内常用的软化水设备主要有以下几种:
   1.1手动型:
     这种方式是传统的标准方式,主要有顺流/无顶压逆流两种形式,一般是两只碳钢结构的罐体并联,根据工艺流程不同,每只罐体需要配用8-11只手动阀门(两只罐体需要配16-20只阀门左右),再生时用专用的盐泵将溶解好的盐液泵入树脂罐(  这种设备曾是国内软化水设备的主要形式)。
     这种结构的软化水设备主要特点是:流程简单易懂,易于操作,成本低,可以适用于流量很大的需要;但是技术落后,占地大,运行消耗也大,实际操作时强度较大,盐泵的腐蚀较重及维护成本高。
  1.2、国产组合自动型:
    由于手动设备的使用过于复杂,在20世纪90年代初期,国内出现了一种以组合式集成阀为核心的新型设备。这种设备的主要核心部件是一只多通道的集成阀,通过阀体的转动来改变水流方向。这种设备与传统的手动设备相比,这种设备与传统的手动设备相比,设备的占地小了很多,自动化程度高。但是由于控制方式采用时间控制,运行时控制精度较低。受设计思路、加工工艺及材料的限制,目前多数设备采用的平面集成阀容易磨损,一旦磨损后修复的可能性很小。目前国内市场上这种设备的生产厂家很多,产品的实际质量差异较大,很多设备的运行效果不如人意。
  1.3进口全自动型:
    在欧美国家,自20世纪60年代起就开始对离子交换设备进行自动化设计,随着工业技术的发展,逐渐发展出与国内多通阀不一样的多路阀和集成阀,主要以多路阀为主,主要材料有工程塑料和无铅黄铜两种。
    其核心部件为一只多通道集成阀,一般采用阀板或活塞控制水流方向,由小型电机带动凸轮轴(或活塞)来动作。由于国外工业技术水平发展较好,所以这类设备已经发展得相当完善,产品规格从家用的0.2t/h到工业用70t/h左右均有,控制器自动化程度高(最新的已经可以与工业计算机或普通监控计算机通讯)。  
   1.4分立阀全自动型:
      分立阀一般是采用进口的全自动隔膜阀或电磁阀,采用与传统手动方式相类似的结构,配合专用的全自动控制器(单片机或PLC)来组成软化水设备。
      全自动型设备主要用于流量较大的场合,也可以用于传统手动设备的改造,可以在不改动原设备管路的情况下将传统的手动设备改造成自动化设备。从而降低操作劳动强度,降低设备消耗。
2、
2.1、Autotrol公司(GE/AUTOTROL)阿图祖
     美国AUTOTROL公司成立于1963年,1993年与OSMONICS公司合并,2002年随母公司OSMONICS公司加入到世界著名的GE公司,目前AUTOTROL成为全球最具规模的多路阀生产商之一。
    主要产品:
        ※255系列,163系列和268系列等微型多路阀
        ※180系列和MAGNUM系列等中型多路阀
        ※172系列和182系列等大型水量多路阀
        ※169s系列和1100系列逆流再生多路阀
        ※还有一系列离子交换法自动除盐控制阀,请与本公司联络
  AUTOTROL多路阀应用甚为广泛,适用范围包括微粒过滤、锰砂过滤、吸收有机物、脱除余氯、软化水和除盐等设备,可为各类工业和住宅居室的各种水处理设备提供最理想的自动控制装置。
Autotrol的多路阀主要结构分为阀板式和活塞式,阀板式是一种对污物有很好随能力的结构,当水中有砂粒等 污物时阀体本身受到的影响很小.
Autotrol的主要特点是控制器功能强大,是最早采用微电脑式控制器的产品。由于比其他同行提早很久采用微电脑控制器技术,所以其控制器的稳定性、功能都略胜一筹。其460、480系列控制器奠定了行业内电子控制器的标准。
Autotrol被GE收购后,其资金实力及技术开发能力更得到进一步加强。于2004年底推出了全新思路的700系列控制器,对阀体的驱动及控制均进行了革命性的改进,以其极简单的全新结构形式提供更稳定可靠的性能。
2.2、FLECK(富莱)(PENTAIR/FLECK)
FLECK公司也是位于美国威斯康星州的一家以生产水处理设备及工具/五金/水泵为主的公司
   富来控制装置制造公司(FLECK GONTROLS INC.)始创于1950年。从1958年起,富来公司进入水处理设备制造业,并开始生产软水设备的盐水控制阀。它是最早生产水处理设备自动控制装置的厂家之一,它的第一个软水设备控制阀于1963年投入市场。
    进入九十年代以来,富来公司的产品产值连续数年在全世界的同行中处于领先地位。1995年它成为PENTAIR企业集团的成员。PENTAIR集团是美国500家最大的制造业集团(FORTUNE 500)之一,它在北美洲,欧洲和亚洲共有9个子公司,其机构分设在上述各州的50个地点作为集团的新成员,富来公司更加激励奋发为实现集团的共同目标"工作优质,人人信赖"而努力。目前富来公司为水处理技术行业的各类型离子交换式设备以及各种水过滤介提供一系列范围广的自动控制装置。
    富来公司在水处理自动控制装置方面拥有当今最先进的技术,它的第一流的技术服务,它为保证产品的质量最优而作的努力,以及它为使产品精益求精而进行的研究开的发,这一切使得它的产品成为水处理成套设备制造厂家的最优选择。富来公司的总部设在美国威斯康新州的BROOKfield,它的欧洲分厂(FLECK Europe)设在法国的Buc,它的意大利分厂(SIATA)设在意大利的佛罗伦萨。
2.3、US FILTER(美滤)
是一家专门做水处理设备及工程的公司,从规模上讲是很大的企业,但是该公司自己并不生产软水器用多路阀体,目前该 公司从AUTOTROL和FLECK公司采购多路阀,装配成独立品牌的设备进行销售
2.4、Kinetico(康科)
康科是以生产小型软化水/过滤用多路阀为主的企业
美国康科Kinetico水力控制阀于1970年代中期问世,其产品的无电源水力自动控制功能是很独特的,采用他们的产品组成的设备可以完全由水力驱动和控制而不需要接电源.因此更简单、经济。
利用水流冲击叶轮产生的动能,通过一组齿轮计量软水出水流量,从而判断运行终点并发出再生信号。阀内传动齿轮驱动控制盘旋转,控制水压信号的分配,指挥不同阀门的开闭,从而实现软水器吸盐、反洗、正洗及主付罐的切换,全部工作过程均在水源压力驱动下自动完成。
2.5、ECOWATER(怡口)
ECOWATER的产品在国内主要供应家用市场.
2.6、ERIE(伊瑞)
他们的产品在设计上有一些特色,其产品以小型为主
Erie Water Treatment Controls
2.7、无硬水旁通的概念
"设备再生时没有任何未经处理的水可以流到出水口,实现这种功能的部件或配置方式一般称作无硬水旁通"
  这种情况的主要起源是因为国外与国内在设计要求及应用思路上不同,为了达到欧美的用户要求及相关标准,多路阀在设计上是具备旁通功能的,即设备在再生的时候未软化的水可以经内部的旁通到出水口;而目前国内的多数用户要求是任何时候出水口都不能有生水。
  这样一来,就要求原来设计的多路阀可以有专门的部件来达到阻止生水旁通的作用,这个功能(或这个部件)一般就被称作"无硬水旁通"。
全自动软化水设备规格总览
 流量(t/h)        Autotrol        Fleck 罐径(mm)       树脂量L             盐箱      备注(Autotrol)       单罐时间型 
0.2~0.5    160/440i-200         7000SE-             #4-200              Ф200               25  
 0.5~1.4   255/440i-250       5600ST(SE)-     #4(5000SE)        Ф250         50           255/740-250
 1.6~2.2    255/440i-300       5600ST(SE)    -#4(5000SE)        Ф300         75            255/740-300
 2.5~3.0    255/440i-350       5600ST(SE)-    #4(5000SE)        Ф350          100         255/740-350
 2.5~3.0    268/440i-350        2510ST(SE)-    #4                        Ф350           100        268/740-350
 3.2~4.5    268/440i-400        2510ST(SE)-#   4(5600SE)        Ф400           125        268/740-400
 4.0~5.5     278/940-500          2750ST-           #4                       Ф500            150        278/742-500
 6~8                180/440-600        2850ST          -#4                       Ф600           350  
 7~12             180/440-750           2850ST-    #4(<10t/h)              Ф750          600  
 6~8                    MG/940-600           2850ST-#4                            Ф600          350         298/742-600 转载请注明出处: https://www.chndk.com/view-10910-1.html

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