电厂锅炉补给水处理技术ppt课件

1、电厂锅炉补给水处置技术.内容提要扼要引见火电厂水汽循环系统及水处置的重要性，着重讨论制备锅炉补给水的预处置和离子交换的原理，主要工艺及设备；凝结水的净化处置；锅炉水的处置原理和技术；循环冷却水系统及处置原理、工艺和主要设备。.目录第一节 火力发电厂中水处置的作用第二节 水的预处置第三节 水的离子交换处置第四节 凝结水的净化处置第五节 锅内处置第六节 冷却水处置.第一节 火力发电厂中水处置的作用 火力发电厂是利用燃料熄灭产生的热能转变成电能的，这种能量的转换是经过水来实现的。因此，水在火力发电厂中起着极重要的作用，水处置是火力发电厂消费过程的不可短少的组成部分。 火力发电厂的水汽循环系统 水处置

2、的重要作用 .火力发电厂的水汽循环系统 火力发电厂的水汽循环系统可分为凝汽和凝汽兼供热两种方式。 凝汽式是指只发电不供热的凝汽式发电厂的水汽循环系统，这种系统正常运转的锅炉补给水量很小，普通为锅炉蒸发量的24%。 凝汽兼供热式是指除发电外，兼向附近工业区、生活区供热的水汽循环系统，锅炉补给水量要大得多，如热力发电厂水汽循环系统。 热力发电厂水汽循环系统主要流程见图3-1。.图3-1 热力发电厂水汽循环系统主要流程. 实践运转中，任何水汽循环系统都要有一部分汽水损失，大致有如下几个方面： (1)系统内水汽循环损失： 如汽包锅炉的排污，各种排汽损失锅炉平安门、过热器放汽门、汽轮机轴封、抽汽器、除氧

3、器等的排汽，各种水箱的溢流和管道的跑冒滴漏等等。 (2)对外供汽损失 对非消费、生活供汽大部分不能前往。 (3)厂内其它用汽损失 如采暖、生活用汽等等。. 根据水在水汽循环系统中所阅历的过程，我们赋予这些水以不同的称号。 (1)生水 生水是未经处置的天然水，如地下水、江河水、水库湖泊水等等。 (2)锅炉补给水 生水经水处置车间净化后，用于补充发电厂水汽损失的水，叫锅炉补给水。 (3)汽轮机凝结水 蒸汽在汽轮机中做功后在凝汽器中冷凝的水。 (4)疏水 各种用汽设备、蒸汽管道中凝结的蒸汽凝结水，普通聚集到输水箱，也有的并入凝结水系统。 . (5)前往凝结水 它是消费或生活用户前往的蒸汽凝结水，简称

4、前往水。 (6)给水 给水是指进入锅炉的水，对于热电厂，它包括汽轮机凝结水、锅炉补给水、疏水和前往水。 (7)锅炉水 锅炉水又叫炉水，是指锅炉本体的蒸发系统中流动的水。 (8)冷却水 是指用作冷却介质的水，在电厂中主要指在凝汽器中用于冷却汽轮机排汽的水。.水处置的重要作用 在火力发电厂的热力系统中，水的质量是影响热力设备平安、经济运转的重要要素。 天然水中含有许多杂质。假设把这些水不经净化处置就引入热力设备，将会由于汽水质量不良引起各种危害，主要是热力设备的结垢、腐蚀和积盐。结垢 结垢极易发生在热负荷较高的部位，如锅炉的炉管、各种热交换器。水垢的导热性比金属差几百倍，结垢的金属管壁就会产生过热

5、，强度下降，引起管道的损坏。冷却水处置不当，会使凝汽器铜管结垢，降低换热效率，从而降低汽轮机出力。.腐蚀 水质不良会引起热力设备的腐蚀，主要是电化学腐蚀，容易发生在给水管道、省煤器、水冷壁、过热器、汽轮机和凝汽器等经常与水接触的金属部位。腐蚀将大大减少设备的运用年限。积盐 含有大量杂质的蒸汽经过过热器和汽轮机时，杂质会堆积下来，这叫做过热器、汽轮机的积盐。 过热器的积盐有能够引起爆管，汽轮机的积盐将大大降低汽轮机的出力。 因此，为了保证平安、经济运转，各电厂对锅炉用水的水质都规定了严厉的要求。.结垢.腐蚀.结垢.腐蚀.腐蚀.积盐.积盐.积盐. 火力发电厂水处置任务的主要内容大致如下： (1)净

6、化生水 净化生水的目的是制备所需质量的锅炉补给水，这个处置过程也叫做炉外水处置。包括预处置，软化或除盐。 (2)高参数机组或直流锅炉的凝结水净化。 (3)对给水的除氧、加药。 (4)汽包锅炉的锅内水处置。 (5)冷却水的处置。 (6)热电厂对前往水的除油、除铁。 (7)热力系统的水汽质量监视。 (8)锅炉及其他热力设备的清洗。.第二节 天然水中的杂质与水质目的一、天然水的特点二、杂质的分类 在水处置工艺中，我们通常按这些杂质颗粒的大小。将其分成三类：悬浮物、胶体和溶解物质。 1.悬浮物：悬浮物是颗粒粒径约在10-4mm以上的微粒2.胶体：胶体是颗粒粒径在10-6一10-4mm之间的微粒 .3.

7、溶解物质：在水中呈真溶液形状的物质有离子和分子，其颗粒粒径不大于10-6mm。天然水中的溶解物质大都为离子和一些溶解气体.a.呈离子形状的杂质 b.溶解气体 三、水质目的水质目的可以分为两种类型。一种是明确表示水中某些详细物质含量的目的通常叫做成分性目的。另一种类型称为技术性目的，它是一种目的来表示水中某一类物质总的含量或者是某一类物质的某种性质 .表示水中悬浮物及胶体的目的1、悬浮物按定义水中悬浮物是指水中颗粒粒径大于0.1m的固体。 2、浊度浊度是用水的某种光学性质来表征水中悬浮物和胶体等粗分散颗粒对水明晰透明的影响程度。 3、透明度表示水透明程度的目的 .表示水中溶解性物质的目的及相互关

8、系1、含盐量含盐量表示水中所含盐类的总和，可以经过水质的全分析，用计算法求得。 2、蒸发残渣与溶解固形物蒸发残渣可近似表示溶解固形物的量3、灼烧残渣、矿物残渣和有机物A灼烧残渣可近似表示矿物残渣的量B灼烧残渣和矿物残渣的差值可近似表示有机物的量.4、电导率电导率是测定水中溶解盐类多少的一种目的.表示电导率的单位为西厘米(S/cm)，它是电阻率单位欧厘米(cm)的倒数。适用上，由于水的电导率经常很小，所以经常用S/cm单位，它是S/cm的1106。.表示水中易结垢物的目的 1、硬度对于天然水来说，这些物质主要是钙、镁离子，所以通常把硬度看作是这两种离子。因此，总硬度(或简称硬度)就表示钙、镁离于

9、含量之和， .2、碳酸盐硬度(HT) 碳酸盐硬度是指水中与碳酸氢盐、碳酸盐相结合的钙、镁的量。 碳酸盐硬度又叫暂时硬度。 3、非碳酸盐硬度(HF)水的总硬度和碳酸盐硬度之差就是非碳酸盐硬度，它们是指水中与氯化物和硫酸盐结合的钙、镁的量。水沸腾时不能除去又称为永久硬度 .表示水中碱性物质的目的碱度 碱度是水中能与强酸中氢离子反响的物质的量。讲完了硬度与碱度，我们来看一下两者之间的关系H=HCa+HMg=HT+HF在碱性水中，碱度硬度H=HT，HF=0在非碱性水中，碱度硬度，A=HT，HF0.表示水中酸性物质的目的酸度 酸度是指水中能与强碱如NaOH、KOH等中氢氧根离子反响的物质的量。 在天然水

10、中，酸度有H2CO3和HCO3的盐类。在水净化过程中，有时还能够出现强酸。水中既存在酸度又可同时存在碱度。酸度与pH值的区别：.表示水中有机物的目的 1耗氧量利用耗氧量来表征有机物多少的原理是基于有机物具有可氧化的共性。用COD来表示。 常用的高锰酸钾指数法 和重铬酸钾法通常高锰酸钾指数用于地表水和饮用水中有机物的丈量，而重铬酸钾法那么主要用于工业废水、生活污水等含有机物较多的水样的丈量。.2生化需氧量 生化消氧量表示用微生物氧化水中有机物所耗费的氧量，通常用符号“BOD表示 3、总有机碳总有机碳(TOC)，是以碳的含量友示水体中有机物质总量的综合目的。表示水中有机物的目的 .四、天然水中主要

11、化合物一碳酸化合物二硅酸化合物三铁的化合物四氮的化合物五、天然水按水质目的进展分类.第三节 补给水的预处置 天然水中常含有大量的悬浮物和胶态杂质。电厂水处置的第一步就是要除去这些杂质，即预处置。它包括悬浮物的自然沉降、混凝处置、沉淀软化和过滤等内容。 水的混凝处置 水的沉淀软化 水的过滤处置 给水系统.水的混凝处置 胶态杂质和一部分粒径小的悬浮物，由于沉降速度小，以致于相当长时间仍滞留于水中，而且这部分杂质也不能用过滤的方法除去。因此实践运用中，通常是参与一种称之为混凝剂的化学药剂，使它们相互吸附粘结成较大的絮状物，然后从水中沉降分别。混凝处置原理.胶核.swf .胶体的脱稳加电解质.swf

12、如今以Al2(SO4)3为例，简要阐明混凝过程。 Al2(SO4)3投入水中，首先发生的是它的电离和水解。当pH3时，离解出的铝离子以 的方式存在。假设pH升高， 就逐渐水解，构成一系列含有羟基的简单配离子。. 反响如下： (1) (2) (3) 最终生成 Al(OH)3 凝絮。 水解过程中生成的 被原水中的碱度中和，这种中和作用又促进了 的水解，使水中的含有羟基的配离子添加，有利于它们之间发生高分子缩聚反响，称为羟基桥联，构成多核配离子。如 (4) 这种交叉进展的水解和桥联作用，最终生成难溶的聚合度极大的Al(OH)3凝絮。.影响混凝处置效果的要素 混凝处置效果是以水中胶态杂质和悬浮物的去除

13、率评价的。混凝过程非常复杂，影响要素很多： (1)pH及碱度的影响 投药后的pH对铝盐处置效果影响很大，还影响水中有机物以及胶体的凝聚速度。 (2)水温的影响 用铝盐作混凝剂时，水温的影响很大；用铁盐作混凝剂时，水温对处置效果影响不大。 (3)原水水质的影响. 1水中微粒的浓度 杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。 2水中有机物 部分有机物会妨碍水中微粒的脱稳凝聚，有机物含量高时，为改善混凝效果，应改善混凝条件。4接触介质5水和混凝剂的混合速度 先快后慢6混凝剂投加量的影响 最优投药量与水中胶体含量有关，必需经过实验确定并在运转中调整。.常用混凝剂 常用混凝剂有铝盐和铁盐两大类，它们是

14、一些分子中有高价阳离子的无机盐类。 铝盐有硫酸铝、明矾、偏铝酸钠和聚合铝等。铁盐有硫酸亚铁、三氯化铁、硫酸铁和聚合硫酸铁等。 近年来人工合成了一些有机高分子絮凝剂，普通都是线型的高分子聚合物。有机高分子絮凝剂是一种电解质，根据电离后聚合离子所带电荷的性质，可分为阴离子型，阳离子型和非离子型三类。.水的沉淀软化 水的沉淀软化，是将天然水中钙、镁离子转化成难溶化合物，然后分别以降低水的硬度。 沉淀软化有热力软化法和石灰处置法，但前者不能除去非碳酸盐硬度，电厂普通不采用。石灰处置原理Ca(OH)2可以和水中各种方式的碳酸化合物反响生成沉淀除去： . 石灰软化法主要除去了水的碱度和碳酸盐硬度，但不能除

15、去非碳酸盐硬度和碱性水的过剩碱度： 反响前后非碳酸盐硬度和过剩碱度不变。.石灰处置的沉淀过程 经石灰处置的水，从实际上讲，碳酸盐硬度应到达CaCO3的溶解度。但是由于CaCO3结晶生成之后，并不能完全以大颗粒沉降下来，有相当一部分是以胶体和悬浮物方式滞留水中，使CaCO3残留量过大。因此，在处置工艺上常采用两种措施以保证沉淀完全和有效的分别。 一是利用先期沉淀物称泥渣作为接触介质，使CaCO3在泥渣外表上吸附并以泥渣为结晶中心，加快沉淀速度并使沉淀完全。 二是在沉淀的同时进展混凝处置。.沉淀处置设备 沉淀处置设备可分为沉淀池和廓清池两类。 (1)沉淀池 沉淀池是用来分别水中悬浮物的池子，有间歇

16、式和延续式之分。按水流方向分为平流式、竖流式、辐流式和斜板(管)式等。 平流式沉淀池见图3-2，斜板(管)式沉淀池见图3-3。 按水流和泥渣沉降方向不同，斜板(管)式沉淀池可分为异向流、同向流和横向流三种运转方式，见图3-4。.图3-2 平流式沉淀池.图3-3 斜板(管)式沉淀池.图3-4 斜管(板)中水与泥渣的流向. (2)廓清池 廓清池带有悬浮泥渣层，以泥渣为接触介质，分别水中悬浮物和沉淀之后生成的沉淀物，构造复杂。 廓清池可分为泥渣悬浮式和泥渣循环式两种类型。 型廓清池 该廓清池是原苏联设计的典型泥渣悬浮式廓清池，构造见图3-5。 水力循环廓清池 水力循环廓清池是泥渣循环式廓清池的一种，

17、构造见图3-6。 .图3-5 型廓清池.图3-6 水力循环廓清池Flash.水的过滤处置 水的过滤处置是用过滤资料将水中分散的悬浮颗粒分别出来的处置过程。 在锅炉补给水处置中，常采用粒状滤料过滤法；凝结水净化处置中，采用覆盖过滤和电磁过滤法。粒状滤料的过滤原理 粒状滤料的过滤是薄膜过滤和接触混凝过滤的综合过程。 普通工业上采用的是快滤池，主要是接触混凝过滤。滤速可达10m/h以上，通常是在混凝处置以后进展。.过滤机理可归纳为三种主要作用：1机械筛滤作用当原水自上而下流过粒状滤料层时，粒径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中，从而使此层滤料间的空隙越来越小，截污才干随之变得越来越高，结果逐

18、渐构成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。悬浮物粒径越大，表层滤料和滤速越小，就越容易构成表层筛滤膜，滤膜的截污才干也越高。2重力沉淀作用原水经过滤层时，众多的滤料外表提供了宏大的不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积，构成了无数的小“沉淀池，悬浮物极易在此沉降下来。滤料越小，沉降面积越大，滤速越小，那么水流越平稳，这都有利于悬浮物的沉降。3接触粘附絮凝作用原水经过滤层时，有很多时机与砂粒接触，经过彼此间的范德华力、静电力及某些特别的吸附力等作用相互吸引而粘附，恰如在滤层中进展了深度的混凝过程。.滤料 滤料的技术要求是： (1)适当的粒度组成； (2)良好的化学稳定性

19、； (3)一定的机械强度。过滤过程 1.过滤 2.冲洗过滤设备及运转 火力发电厂所采用的过滤设备是快滤池，可分为压力式和重力式。 快滤池种类很多，但构造根本一样，包括进水安装、配水安装及必要的管道阀门。. (1)普经过滤器 普经过滤器时最简单的压力式过滤器，构造如图3-7所示。原水用泵打入，经上部的漏斗和水垫层均匀地向下流过滤层，出水经配水安装注入清水池。 普经过滤器水是自上而下单向流动的，因此也叫单流式过滤器。. (2)重力式无阀滤池 火力发电厂常用的重力式无阀滤池如图3-8所示。 重力式无阀滤池的构造简单、本钱低，运转操作简便。缺陷是虹吸管必需很高以顺应滤层失效时的水头损失，并且滤池不宜过

20、大以防止水经过滤层时分布不均匀。3空气擦洗滤池4纤维过滤器.图3-7 普经过滤器.图3-8 重力式无阀滤池.第四节 水的离子交换处置 水在进展混凝石灰软化和过滤处置后，已除去悬浮物和胶态杂质，硬度和碱度也有一定程度的降低，但作为锅炉补给水，还远远达不到要求，必需进展深度处置。目前火力发电厂普遍采用的离子交换处置可以制得纯度很高的水。 水的离子交换除盐 水的离子交换软化和除碱 离子交换安装及其运转 再生系统 水的其他除盐方法Flash.水的离子交换除盐 水的离子交换软化和除碱，普通只适用于高压以下的锅炉，随着高温高压锅炉的迅速开展，单纯的软化、除碱已不能满足锅炉和机组对水质的要求和平安运转，而必

21、需把水中的溶解盐全部除尽。这样，就开展了离子交换除盐工艺。离子交换除盐原理 水的离子交换除盐(又叫化学除盐)，在火电厂中普遍采用的是：将预处置后的清水，经过H型阳离子交换器，使阳离子转换成H+，然后经过除碳器除去二氧化碳，再经过OH型阴离子交换器使阴离子转换成OH，并立刻与H+结合成水。 这样，就得到含盐量极低的纯水。Flash.离子交换树脂离子交换树脂的构造 离子交换树脂是一类带有活性基团的网状构造高分子化合物。在它的分子构造中，可以人为的分为两个部分：一部分称为离子交换树脂的骨架；另一部分时代有可交换离子的活性基团。 活性基团也由两部分组成：一是固定部分，二是活动部分。离子交换树脂的分类

22、1按活性基团的性质分类 可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。 此外，按活性基团的性质还可分为鳌合性、两性以及氧化复原性树脂2按离子交换树脂的孔型分类 A 凝胶型树脂 B 大孔型树脂3按单体种类分类 按合成树脂的单体种类不同，离子交换树脂还可以分为苯乙烯系，丙烯酸系等.离子交换树脂的命名方法离子交换树脂产品的型号根据国家规范GB1631-79而制定的。 1称号 有机合成离子交换树脂的全称号，由分类称号、骨架称号、根本称号三部分按顺序依次陈列组成。(1)分类称号。按有机合成离子交换树脂本体的微孔形状分类，分为凝胶型、大孔型等。(2)骨架称号。按有机合成离子交换树脂骨架资料命名，分为苯乙烯系、丙烯

23、酸系、酚醛系、环氧系等。 (3)根本称号。根本称号为“离子交换树脂。 凡属酸性反响的在根本称号前冠以阳字。 凡属碱性反响的在根本称号前冠以“阴宇。 按有机合成离子交换树脂的活性基团性质，分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性、螯合性等，分别在根本称号前冠以“强酸“弱酸、“强碱、“弱喊、“螯合等字样。 (4)全称号举例。微孔形状为凝胶型；骨架资料为“苯乙烯-二乙烯苯共聚体；活性基团为“强酸性磺酸基团(SO3H)的阳离子交换树脂，全称号为“凝胶型苯乙烯系强酸阳离子交换树脂。.2型号根据以上原那么，水处置中常用的四种离子交换树脂全称号及型号分别是：强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号是001*7；强碱性苯

24、乙烯系阴离子交换树脂，型号是201*7；大孔型弱酸性苯稀酸系阳离子交换树脂，型号是D111、D113；大孔型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号是D301、D302.第四位数字代表交联度%结合符号第三位数字代表顺序代号第二位数字代表骨架代号第一位数字代表活性基团代号 .离子交换树脂的合成离子交换树脂的合成过程普通分为两个阶段：高分子聚合物骨架的制备和在高分子聚合物骨架上引入活性基团的反响。即首先将单体进展高分子聚合的主要原料制备成球状颗粒的高分子聚合物，然后在这种高分子聚合物上进展有机高分子反响，使之带上所需求的活性基团。也有一些离子交换树脂是由已具备活性基团的单体经过聚合，或在聚合过程中同时引

25、入活性基团，直接一步制得的。如丙烯酸系树脂。 .离子交换树脂的主要性能物理性质 (1)外观 离子交换树脂普通均呈球形，是一种透明或半透明的物质，依其组成不同颜色各异。 (2)粒度 树脂颗粒的大小对水处置工艺过程有较大影响。颗粒大，交换速度慢；颗粒小，水经过树脂层的压力损失大。用于水处置的树脂颗粒粒径普通为0.31.2mm。树脂装卸罐. (3)密度 树脂的密度有以下几种表示方法： 干真密度：枯燥形状下树脂本身的密度。 湿真密度：树脂在水中经过充分膨胀后的密度。 湿视密度：树脂在水中充分膨胀后的堆积密度。. (4)孔径、孔度、孔容和比外表积 孔径表示微孔的大小 孔度是指单位体积离子交换树脂内部孔的

26、容积 孔容是指单位质量离子交换树脂内部孔的容积。 比外表积是指单位质量的离子交换树脂具有的比外表积。普通比外表积越大，越有利于交换。 5含水率 树脂的含水率是指单位质量的湿树脂除去外表的水分所含水量的百分数。普通在50%左右。 对于含有一定活性基团的离子交换树脂来说，含水率可以反映树脂的交联度和孔隙率的大小。含水率大，就表示孔隙率大，交联度低。 .6溶胀性 将干的离子交换树脂浸入水中时，其体积变大的景象称为树脂的溶胀性。溶胀：干的离子交换树脂侵入水中时，其体积会膨胀，这种景象叫溶胀。 可逆 树脂侵入水中体积增大，枯燥减少离子交换树脂有两种溶胀景象 不可逆 新树脂浸入水中溶胀后枯燥体积 不会恢复

27、到原来当树脂由一种离子型转为另一种离子型时，其体积就会发生改动，体积改动的百分数称树脂转型体积改动率。.化学性能 (1)离子交换反响的可逆性 离子交换反响的可逆性，使离子交换树脂可以反复运用的重要性质。例如当以含有硬度的水经过H型离子交换树脂时，反响式为： (2)酸、碱性 H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质酸、碱一样，在水中有电离出H+和OH的才干。 (3)中和与水解 离子交换树脂的中和与水解性能和通常的电解质一样。. 如H型离子交换树脂和碱溶液会进展中和反响： 水解反响如： 具有弱酸性或弱碱性基团的离子交换树脂的盐型容易水解。 (4)离子交换树脂的选择性 离子交换树脂吸着

28、各种离子的才干不一，这种性能称为离子交换树脂的选择性。 .与水中离子种类、树脂交换基团的性能有很大关系，同时也受离子浓度和温度的影响。在常温暖低浓度时：* 离子电荷愈多，愈易被交换* 原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换： Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+= NH4+ Na+Li+ SO42-NO3-Cl-HCO3-HSiO3-* H和OH的交换选择性与树脂交换基团酸、碱性的强弱有关。 对于强酸阳树脂：H+Li+ 而对于弱酸阳树脂：H+Fe3+.当OH离子交换树脂失效后，用碱进展再生时，即对于进水是浓碱溶液、阴离子的选择性顺序为：据此，可以推知，强碱性OH型阴树脂对于水中常见阴离子的吸

29、着顺序，遵照以下三条规律： (1)在强弱酸混合的溶液中，易汲取强酸的阴离子。 (2)浓溶液与稀溶液相比，前者利于低价离子被汲取，后者利于高价离子被汲取。(3)在浓度和价数等条件一样的情况下，选择性系数大的易被汲取。. (5)交换容量 离子交换树脂的交换容量表示其可交换离子量的多少。有两种表示法：质量表示法(单位质量树脂吸着才干)和体积表示法(单位体积吸着才干)。 在表示交换容量时，为了一致同见，普通阳离子交换树脂以Na型为准(也有以H型为准的)，阴离子交换树脂以Cl型为准。 全交换容量(Q) 此目的表示离子交换树脂中一切活性基团的总量。 中性盐分解容量 树脂能与中性盐进展交换反响的交换容量。表

30、示强碱基团量的多少。 弱酸碱基团交换容量 两者之差.离子交换平衡 离子交换也是一种化学反响，存在交换平衡。 RA + B- - RB +A+ 离子交换选择系数为： KAB= RBA+/RAB+ 该值越大，有利于交换反响的进展。(1)平衡常数 以H型阳离子交换树脂与水中Na+进展交换为例，加以讨论： RH+Na+RNa+H+ .假设此反响不伴随有反响物质的吸附或解吸等过程，那么可得如下平衡常数式 由于K值要受吸附和解吸过程的影响，而且还因离子交换树脂相中的离子活度系数如今还无法测定。 .(2)选择性系数 这里， 用来代表 ，它称为选择性系数。此系数只表示离子交换平衡时，各种离子间一种量的关系，没

31、有更多的物理化学意义。选择性系数可以进展换算：1.等价离子 KAB=KACKBC2.不等价离子 KAB=KACKBC2 A2价 B、C1价.水的离子交换软化和除碱 假设经预处置后的清水，仅仅需求除去Ca2+、Mg2+即软化，可以采用钠离子交换法。假设不仅要求除去Ca2+、Mg2+，还要求除去碱度，那么采用氢钠离子交换法。钠离子交换法 钠离子交换过程如下式表示： 钠离子交换剂层中离子分布表示见图3-9。 水经过一个钠离子交换器叫一级钠离子交换，出水残留硬度可满足低压锅炉要求，假设要求进一步降低残留硬度，可采用二级钠离子交换，即将两个钠离子交换器串联。.图3-9 钠离子交换剂层中离子分布表示.氢钠

32、离子交换法 为了弥补钠离子交换不能除碱的缺陷，可以在出水中加酸，如加H2SO4。 生成的CO2由除碳器除去，但这种方法却添加了水的含盐量。因此火电厂中更多地采用氢钠离子交换的方法。 (1)氢钠离子交换原理 当采用强酸性H离子交换树脂时，交换过程为： Ca (HCO3)2 Ca 2H2CO3 2RH+Mg Cl2 R2 Mg + 2HCl Na2 SO4 Na2 H2SO4. 因此，H型交换器产生了强酸，并且强酸酸度与进水中强酸阴离子的量相当。 氢离子交换剂层中离子分布表示见图3-10。 假设我们利用H型交换器出水的强酸中和Na型交换器出水的碱度，生成的CO2用除碳器除去，这样就到达软化和除碱的

33、目的。 氢钠离子交换系统有串联和并联两种方式。 (2)并联H-Na离子交换系统 如图3-11，该系统进水分别入H型交换器的强酸性出水中和Na型交换器出水的碱度。.图3-10 氢离子交换剂层中离子分布表示.图3-11 并联H-Na离子交换系统. (3)串联H-Na离子交换系统 如图3-12，该系统用H型交换器的出水，中和另一部分原水的碱度，然后进入除碳器除去CO2，最后用泵打入Na型交换器。 除碳器置于Na型交换器之前，是为防止CO2进入Na型交换器，重新生成NaHCO3。 与并联络一致样的是，串联络统也必需调整进入H型交换器的水量，维持中和后出水一定的残留碱度。 运用弱碱性树脂的H-Na离子交

34、换系统采用串联的方式。.图3-12 串联H-Na离子交换系统.除碳器 除碳器的作用是除去CO2。 原水中碳酸盐碱度，经过H离子交换，即转化为H2CO3并存在平衡 pH下降，平衡右移，有利于H2CO3的分解。由于H型交换器出水pH较低，使CO2从水中游离，假设我们能降低水面上CO2的分压，即可使CO2从水中逸出，这就是除碳器的任务原理。 常用的鼓风式除碳器的构造如图3-13。.图3-13 鼓风式除碳器.H-OH离子交换法假设既要去除水中阳离子又要去除水中阴离子，那么可以用氢氢氧离子交换法。 2H2CO3 2 RHCO32ROH+ 2 HCl 2RCl +2H20 H2SO4 R2SO4 2 H2

35、SiO3 2 RHSiO3.离子交换除盐系统一级复床除盐 将预处置后的清水，一次顺序经过H型和OH型交换器的系统叫一级复床除盐系统，如图3-14。 一级复床除盐系统的运转监视，是分别监视H型和OH型交换器的出水。混合床除盐 混合床是在一个交换器内，把已再生好的H型和OH型离子交换树脂按一定比例混合均匀，所以混床就相当于一个多级复床。 混床的优势在于水的阳、阴离子交换是交错进展，出水水质好而且水质稳定；由于交换未期，出水电导率上升很快，终点容易判别；运转周期也较长。缺陷是树脂的损耗大；再生操作比较复杂。.图3-14 一级复床除盐系统.常见的化学除盐主系统及其选择 采用阳、阴离子交换器组成主系统时

36、，通常参照下面的原那么： (1)第一个交换器应是H型交换器。 (2)弱酸性阳树脂；适用于处置碱度大或碳酸盐硬度大的水。 (3)弱碱性阴树脂；是用于处置强酸阴离子含量大的水。 (4)除硅必需采用强碱性阴树脂。 (5)水质要求高时应设混床。 (6)除碳器应置于强碱性阴树脂之前，以保证除硅效果。.离子交换安装及其运转 离子交换安装按运转方式不同可分为固定床和延续床。固定床离子交换安装 固定床离子交换是把离子交换树脂固定在一个安装(称固定床)中，水流经树脂完成交换过程。 完成离子交换过程的设备，叫做离子交换器。 固定床离子交换，按其再生方式不同，可分为顺流再生和逆流再生固定床。 (1)顺流再生床 顺流

37、再生是指运转时水流方向和再生液流动方向一致，通常都是自上而下的。. 离子交换器构造 交换器是一个密封的圆柱体，设有进水安装，进再生液安装、排水安装，装有一定高度的离子交换树脂。 进再生液安装表示见图3-15。 交换器的运转 交换器的运转可分为反洗、再生、正洗、交换四个步骤。 反洗：用水在与进水相反的方向上经过交换剂层，使交换剂层松动，去除由于过滤作用而截留在交换剂上的杂质。 再生：使失效的交换剂恢复交换才干。.图3-15 进再生液安装表示图. 正洗：去除再生过程中滞留于交换剂层中的再消费物和过剩再生剂。 交换：清洗合格后，交换器即可投入运转。 (2)逆流再生固定床 逆流再生属对流式，即运转时进水和再生时进再生剂的方向相对进展的水处置工艺。 逆流再生原理 逆流再生时，再生剂自下而上，首先接触的是失效程度最小，又易于再