离子交换水处理的原理

1、锅炉与锅炉房设备施工 教案模块三：锅炉房工艺系统及辅助设备单元八：锅炉的水处理技术.3 离子交换水处理的原理学 院 内蒙古建筑职业技术学院 院 （部） 机电与暖通工程学院 教 师 王思文 离子交换水处理的原理教学目的通过课程教学，挖掘学生潜在创造力，激发学生的工程设计能力。以工作任务形式组织学生进行项目训练，培养学生团队意识，组织协调能力、创新思维能力，沟通交流能力，自我学习能力、分析问题和解决问题的能力。通过学习，学生能够对锅炉房工艺系统及辅助设备有更全面的理解。教学目标能力（技能）目标知识目标素质目标1 能运用锅炉用水评价指标。 2 能分析各种水处理技术的特点。1 掌握锅炉用水评价指标及水

2、中杂质的危害。2 熟悉各种水处理技术的原理。3 掌握各种水处理技术的工作过程。1挖掘学生潜在创造力，激发学生的自主学习积极性；2培养学生的与人交流、与人合作的能力，培养学生解决问题、自我学习能力。任务与案例任务：根据教学内容，能够熟悉各种水处理技术的工作原理及特点。案例：1. 利用课堂教学进行深入学习。 2. 校内锅炉房水处理设备。重点难点及解决方法重点：1.锅炉水处理技术的原理及特点。 难点：无。 参考资料锅炉与锅炉房设备 夏喜英主编 哈尔滨工业大学出版社锅炉及锅炉房设备杜渐主编 中国电力出版社工业锅炉设备 丁崇功主编 机械工业出版社工具与媒体计算机、打印机、录像、课件、图纸、笔、橡皮、专业

3、相关资料等。授 课 教 案离子交换软化法是利用一种不生成水垢的离子置换出水中的Ca2+、Mg2+离子的方法称为交换软化法，达到软化的目的。通常采用阳离子交换软化法。离子交换软化主要通过离子交换剂来实现。一、离子交换剂1. 离子交换剂：它是一种高分子化合物。它不溶于水，但可用自己的离子把水溶液中的钙、镁离子置换出来的颗粒物质称为离子交换剂。2. 种类：常用的交换剂有磺化煤和合成树脂两种。1）磺化煤 是将烟煤粉碎过滤，用浓硫酸处理（称磺化）而制成的。磺化煤交换容量小、化学稳定性差、机械强度低、易碎。逐2）合成树脂 又称离子交换树脂，是人工合成的高分子化合物。离子交换树脂交换能力大，机械强度高，工作

4、稳定性较好，近年来被广泛使用。3. 阳离子交换剂的组成 是由阳离子和复合阴离子根组成。通常用R表示离子交换剂中复合阴离子根。NaR表示为钠离子交换剂，HR表示为氢离子交换剂。二、钠离子交换软化原理(一) 交换软化原理钠离子交换软化是在离子交换器中装入钠离子交换剂，原水流过钠离子交换剂时，交换剂中的Na+与水中的Ca2+、Mg2+离子进行置换反应，使水得到软化。其反应式如下：对于碳酸盐硬度：Ca(HCO3)2 + 2NaR = CaR2 + 2NaHCO3Mg(HCO3)2 + 2NaR = MgR2 + 2NaHCO3对于非碳酸盐硬度CaSO4 + 2NaR = CaR2 + Na2SO4Mg

5、Cl2 + 2NaR = MgR2 + 2NaCl(二) 结论1、钠离子交换既能除去水中的暂硬度，又能除去永久硬度，但不能除碱。2、进行交换后，使得软水中的含盐量有所增加。(三) 钠离子交换的失效随交换软化过程中的进行，交换剂的NaR型变为CaR2和MgR2型。当软化水的硬度超过某一数值后，水质已不符合锅炉给水水质标准的要求时，则认为交换剂已经“失效”，此时应立即停止软化，对交换剂进行再生。(四) 交换剂的再生（也称还原）恢复交换剂的软化能力的方法。常用的再生剂是食盐（NaCl）。方法是让浓度为5%8%的工业食盐水溶液流过失效的交换剂层进行再生，再生反应如下：CaR2+2NaCl=2NaR+CaCl