2022年软水机工作原理 .pdf
一. 全自动软水器全自动软水器就是将软水器运行及再生的每一个步骤实现自动控制，并采用时间，流量或感应器等方式来启动再生。通常一个全自动软水器的循环过程由下列具体步骤组成。1运行原水在一定的压力 ,流量下 ,流经装有离子交换树脂的容器 （软水器）树脂中所含的可交换离子Na+与水中的阳离子 (Ca+,Mg+, Fe+等)进行离子交换， 使容器出水的Ca+, Mg+含量达到我们的要求。我们把一个软水器所具有的离子交换的能力以工作交换容量表示，其单位可用（mol,eq, ppm, us grains等）2. 反洗树脂失效后，在进行再生之前先用水自下而上的进行反洗，反洗的目的有两个 ,一是通过反洗 ,使运行中压紧的树脂层松动,有利于树脂颗粒与再生液充分接触 ,二是清除运行时在树脂面层积累的悬浮物及树脂表面的悬浮物. 同时一些碎树脂颗粒也可随反洗水排出,这样,交换器的水流阻力不会越来越大.为了保证反洗时完整树脂不被冲走,在设计软水器时 ,应在树脂层上留有一定的反洗空间 ,反洗强度越大要求的反洗空间就越大.通常设计选用 50%的树脂层高度作为反洗膨胀高度.它适应的反洗流速为12m/h (5gpm/ft2)(进水温度为 10 摄氏度 )反洗的好坏直接影响再生效果.(图 ) 3. 再生再生液在一定浓度 ,流量下流经失效的树脂层 ,将树脂还原再生 ,使其恢复原有的交换能力 (影响再生效果的因素 ,在后面会专门阐述 ) 4.置换在再生液进完后 ,交换器膨胀空间及树脂层中还有尚未参与再生交换的盐液, 为了充分利用这部分盐液,采用小于或相当于再生液流速的清水进行清洗, 目的是不使清水与再生液产生混合.一般清洗水量为树脂体积的0.5-1倍. 5.正洗目的是清除树脂层中残留的再生废液,通常以正常运行流速清洗至出水合格为止 . 6.盐箱补水向盐箱注入溶解再生所需盐耗量的水.通常 1加仑水可溶解 3 磅盐.即 1 立方米水溶解 360kg盐(浓度为 26.4%)。为了保证盐箱中的盐液浓度能达到饱和，首先应保证溶解时间不小于6 小时,其次是必须保持盐液箱中 .盐平面始终高于水平面。通俗的讲，盐液箱要做到见盐不见水。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 二. 影响软水器交换容量的因素1.流速:（gpm/ft2 , m/h）通常流速越大离子交换所需的工作层越大，树脂有效利用率会下降， 但设备产水能力会提高。 反之流速越小所需的工作层越少，树脂利用率增加， 但设备产水能力下降。过小的流速会造成原水只与树脂表面离子进行交换,水不能进入树脂内部。 树脂表面通常仅提供20%的交换容量。树脂里面能提供80%交换容量。 合理的交换流速对于提高设备产水能力及交换能力是非常重要的，一般建议运行流速控制在（中国20-30m/h,美国 4-10gpm/ft2）小型装置可适当提高。2.水与树脂的接触时间 :（gpm/ft3 ）水与树脂的接触时间越长， 交换越充分，但相对单位树脂的产水能力下降，接触时间越短， 交换越不充分， 单位树脂的交换能力下降， 而单位树脂的产水能力提高。 因此合理的接触时间对于软水器的经济运行非常重要。一般建议1.05.0gpm/ft3树脂或 840bv/h.( 每小时流量为树脂装载量的八至四十倍) 3.树脂层的高度树脂层越低，因流速对其交换能力的影响就越大，当树脂层高度达到30英尺（ 762mm）时 ,树脂层高度造成的流速对其交换能力的影响可降到比较低的程度。因此一般建议树脂层高度大于30 英尺（762mm）(图-1) 4.进水含盐量进水含盐量的高低直接影响出水的品质，而进水含盐量中K+,Na+的总含量对出水品质的影响非常大。例：当原水含盐量为500PPM 其中 Na+K+为零，硬度为 10mol/m3 如果我们再生用 15lb/ft3(240g/l)出水质量可达到近乎0.00. 当原水含盐量为 500PPM 而 Na+K+为 250PPM，硬度为 5mol/m3 同样我们用 15lb/ft3 (240g/l)出水质硬度为 0.038mmol/L 接近0.04mmol/L(超过了国家低压锅炉进水要求) 若要出水达到0.03mmol/L 以下,必须使用 (18lb/ft3, 290g/l) (图-2) 5.温度水温增加能同时加快内扩散和膜扩散,提高交换能力 ,无论是运行或再生, 适当地提高水温对软水器是有益的。6.再生剂质量 (NaCl) 再生剂纯度越高 ,树脂的再生度越高 ,出水的离子泄漏量越少,因此提高再生剂纯度及用软化水溶盐可提高再生度. 7.再生液流量通常再生液流量越小获得的再生效果越好。但过低的再生液流量会使再生时间过长 .及使再生剂绕过树脂仅将树脂表面再生.因此一般要求再生液流量在 0.25-0.9gpm/ft3 (或顺洗流量 4-6m/h, 逆流再生 2-3m/h) (图-3) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 8.再生液浓度根据离子平衡原理 ,再生液浓度提高 ,可以使树脂的交换能力得到提高,但在再生剂用量一定的条件下,再生液浓度过高 ,会缩短再生液与树脂的接触时间,从而降低了再生效果 . 一般盐液浓度控制在10%左右为宜 . (图-4) 9.再生剂用量树脂的交换在再生理论上是按等当量进行即1mol 的再生剂可恢复一个1mol 的交换容量 ,(即使用 58.43g的 NaCl).但实际上再生剂的耗量要比理论值大得多 .实验证明再生剂用量越多,获得的树脂工作交换容量越大.出水质量越好 . 但随着再生剂用量的不断增加，工作交换容量的提高会越来越少。经济性会不断下降。因此再生盐耗。应根据不同的原水水质，在保证一定的交换能力及水质条件下，尽可能选用比较经济合理的耗盐量。在美国通常低压锅炉的软水器，采用240g/l 盐再生一升树脂。 (图-2) 10.树脂不同的树脂所提供的交换能力是不一样的。通常锅炉用软水器要求使用的树脂其交联度不应低于7 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 五.逆流再生目前,在中国手动设备当中 ,使用比较广泛的逆流再生是否适应于进口的全自动设备? 进口的控制阀所提供的逆流再生,是否能达到省盐 ,提高水质的目的 .要回答这些问题 ,首先 ,我们必须了解逆流再生省盐的原理,及运行条件 .软水器在运行时水流自上而下 ,流过树脂层 ,树脂的失效程度自上而下的递减. 在交换被判定为失效时 , 这时交换器上部的树脂已完全失效.而底部的称之为保护层的树脂,实际上尚未失效 .因此如果树脂床层失效后,不对其进行反洗 ,维持运行时的树脂排列顺序,将再生液自下而上的流经树脂层,底部那部分尚未失效的树脂先与新鲜的再生液接触 ,获得完全的再生 .因而保证了在运行时能有高质量的出水水质. 逆流再生成功的前提, 是必须保证再生时树脂排列顺序不变.国内手动设备为了做到这一点 ,采用了增加中排装置 ,中排设在树脂下 150200mm处,中排上的树脂在运行时起了一个过滤的作用, 把水中的悬浮物挡住 ,每次再生时 ,首先进行小反洗,即由中排进水 ,顶部排水 ,对中排上的树脂进行反洗,以排除运行时累积在树脂层上的悬浮物 .在再生时中排以上的树脂起到压住下面的树脂不使其乱层.从而保证再生效果 .另外还必须使中排的阻力降到最小,以确保中排上面的树脂不被冲动,有些设计采取了再生进盐时在交换器顶部同时进水,或压缩空气 ,以使树脂层上保持一定的压力 ,确保树脂不会乱层 ,只有在采取了这些措施过后才能保证逆顺流再生的效果 .体现出逆流再生的优越性所有进口控制阀所提供的逆流再生,仅仅是再生液由底部进入,从交换器顶部排出,没任何顶压措施 .我知道盐液的比重在1.051.08之间,而树脂在水中的比重在 1.041.3 之间,两则比重接近 ,加上进盐时 ,盐液从下往上所形成的上升力,在没有顶压 ,及中排装置的情况下想要树脂不乱是非常困难的,除非进盐流速控制得非常好,才可能不让树脂乱层 .而全自动设备进盐的射流器系统的进盐流量是随水压变化而有所波动的 .因此,要保证进盐流速稳定是非常困难的,目前只有 FLECK 公司考虑到这些因素 , 他在所制造的逆流再生全自动控制阀上,加装射流器进盐稳压装置及压力表 .以确保进盐流量的稳定,由于逆流再进盐流速很慢,因此再生时间要比顺流再生长2-3 倍. 目前, 进口逆流再生控制阀其反洗程序在进盐,置换之后 ,且采用的是原水反洗 ,这样,反洗水首先接触保护层质量最好的树脂,并与其进行交换 .破坏了保护层的质量,影响了运行时的出水质量.因此 ,采用进口的全自动控制阀制造逆流再生软水器, 如果不能很好的解决乱层问题及用软化水溶盐和反洗.那末其优越性就不能发挥出来 .省盐及提高出水品质也就得不到体现. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -
