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软水器是怎样工作的?我们来看看

发布日期:
2020年1月14日

焓差实验室必备设备之一,软水器,主要给加湿器提供软化水。软水器具体是怎么工作的?本文详细解读。    

普通自来水中的钙、镁离子,在受热沸腾蒸发过程中,发生化学反应不断浓缩。当这些杂质在水中达到饱和时,便有固体物质析出。所析出的固体物体,会牢固地附着在电热管上,加热管因过热而被烧损。水垢导热性差,加热管导热率降低,从而延长加热时间,导致设备用电量的增加及设备寿命的缩短。综上所述,按照设备要求使用软化水,从长远来讲,是“一本万利”的事。也是保证设备稳定运行的必要条件之一。

软水器除水垢原理

软水器是应用离子交换技术,通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换,从而吸附水中多余的钙、镁离子,达到去除水垢(碳酸钙或碳酸镁)的目的。

软水器中装有软化剂树脂,这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠,可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应,而钠不会以水垢的形式堆积在物体表面上,所以对与它接触的物体危害很小。

树脂是一种多孔的、不可溶性交换材料。当树脂处在新生状态时,这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。

树脂再生

树脂优先结合带较强电荷的阳离子,钙和镁离的电荷比钠离强,当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时,钙、镁离子与树脂小珠接触,从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后,钙、镁离子就被吸附在软水器内的树脂上,流出的水就变软了。

最后,所有树脂都吸附满钙、镁离子后,就不能再进行工作了,而需要再生处理。软水器树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。

在再生过程中,首先停止软水器的工作水流,从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合,稀盐水溶液流经树脂,与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强,但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子,有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样,当钙、镁离子被取代交换后,树脂就再生了,便为下一次软化工作做好了准备,如此循环往复。



软化水设备单阀单罐一般控制阀的运行流程

如以RNa代表钠型树脂,其交换过程如下:

2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+

2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+

即水通过钠离子交换器后,水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。

软化水设备单阀单罐一般控制阀的运行流程为:运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。

不同软化水设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中,全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。

软化水设备工作流程示意图反洗:工作一段时间后的设备,会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交换树脂才能完全曝露出来,再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。吸盐(再生):即将盐水注入树脂罐体的过程,传统设备是采用泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即可)。

在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响慢冲洗(置换):在用盐水流过树脂以后,用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗,由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换,根据实际经验这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右。

快冲洗:为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟。


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