離子交換裝置及運(yùn)行課案課件

§8.3離子交換裝置及運(yùn)行操作裝有離子交換劑的離子交換器稱離子交換床，離子交換劑層稱離子交換床層?！?.3離子交換裝置及運(yùn)行操作裝有離子交換劑的離子交換器稱生產(chǎn)實(shí)踐中，離子交換裝置妁種類很多?？煞譃楣潭ù彩胶鸵苿?dòng)床式兩大類，固定床在各領(lǐng)域用得最廣泛。一、

固定床固定床：離子交換劑在一個(gè)設(shè)備中先后完成制水、再生等過程的裝置。按水和再生液的流動(dòng)方向分為：順流再生式、逆流再生式、分流再生式逆流再生包括逆流再生離子交換器和浮床式離子交換器。按交換器內(nèi)樹旨的狀態(tài)又分為：?jiǎn)螌樱渲┐?、雙層床、雙室雙層床、雙室雙層浮動(dòng)床以及混合床。生產(chǎn)實(shí)踐中，離子交換裝置妁種類很多。按設(shè)備的功能又分為：陽離子交換器（包括鈉離子交換器和氫離子交換器）、陰離子交換器和混合離子交換器。1．順流再生離子交換器交換：水流自上而下通過樹脂層；再生：再生液也是自上而下通過樹脂層。（水與再生液的流向是相同）（1）其結(jié)構(gòu)：密封的圓柱形壓力容器；設(shè)有樹脂裝卸口；觀察樹脂狀態(tài)的窺孔；進(jìn)水裝置、排水裝置；再生液分配裝置；內(nèi)裝有樹脂。樹脂上部有反洗空間。如圖8－6所示。外部管路系統(tǒng)如圖8－7所示。按設(shè)備的功能又分為：陽離子交換器（包括鈉離子交換器和氫離子交離子交換裝置及運(yùn)行課案課件（2）順流再生離子交換器的運(yùn)行：分為五步：反洗、進(jìn)再生液、置換、正洗和制水。組成一個(gè)運(yùn)行周期。1）反洗：常用水自下而上進(jìn)行的強(qiáng)烈反洗。反洗的目的：1）松動(dòng)樹脂層；2）清除樹脂上層中的懸浮物、碎粒；反洗到排水不渾為止，一般需10～l5min。2）再生：先將交換器內(nèi)的水放至樹脂層以上約100～200mm處，然后使一定濃度的再生液以一定流速自上而下流過樹脂層。3）置換：使水按再生液流過樹脂的流程及流速通過交換器，這一過程稱為置換。目的：使樹脂層中仍有再生能力的再生液和其他部位殘存的再生液得以充分利用。（2）順流再生離子交換器的運(yùn)行：4）正洗：目的：清除交換器內(nèi)殘留的再生產(chǎn)物。置換后，應(yīng)用運(yùn)行時(shí)的出水自上而下清洗樹脂層，流速約10～15m/h。正洗一直進(jìn)行到出水水質(zhì)合格為止。5）制水：正洗合格后即可投入制水。4）正洗：目的：清除交換器內(nèi)殘留的再生產(chǎn)物。置換后，應(yīng)用運(yùn)行3）順流再生工藝特點(diǎn)圖（a），交換結(jié)束時(shí)，進(jìn)水中離子依據(jù)樹脂對(duì)它們的選擇順序依次沿水流方向分布，最下部樹脂的交換容量未能得到充分利用，尚存在一部分H型樹脂。再生前的反洗→使樹脂中基本呈均勻分布狀態(tài)如圖（b）

3）順流再生工藝特點(diǎn)再生：再生液由上而下通過樹脂層，上部樹脂先再生→再生較充分，由上而下→再生度逐漸降低；下部未再生的主要是Ca、Mg型樹脂，和少量Na型樹脂，如圖（c）再生初期，一部分被再生下來的高價(jià)離子流經(jīng)下部樹脂層時(shí)，會(huì)將下部樹脂中的低價(jià)離子置換出來，使這部分樹脂轉(zhuǎn)為較難再生的高價(jià)離子型，底部未失效的H型樹脂也會(huì)因再生產(chǎn)物通過而轉(zhuǎn)成失效態(tài)，→樹脂再生困難，消耗再生劑多。順流再生工藝的再生效果差。順流交換器特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；運(yùn)行操作方便；工藝控制容易；對(duì)進(jìn)水懸浮物含量要求不很嚴(yán)格（濁度≤5NTU）。再生：再生液由上而下通過樹脂層，上部樹脂先再生→再生較充分，適用情況：①對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求不高的小容量除鹽裝置；②原水水質(zhì)較好以及Na+值較低的水質(zhì)；③采用弱酸樹脂或弱堿樹脂時(shí)。適用情況：2．逆流再生離子交換器再生液流動(dòng)方向與交換時(shí)水流相反離子交換工藝。目的：再生效果好。現(xiàn)廣泛采用逆流再生。逆流再生：再生液及置換水都是從下向上流動(dòng)的，如流速稍大，會(huì)使對(duì)脂層擾動(dòng)。亂層—打亂再生的層。使再生效果降低。（1）逆流再生離子交換器結(jié)構(gòu)：圖8－9和圖8－10所示。與順流再生離子交換器結(jié)構(gòu)不同的地方是：在樹脂層上表面處設(shè)有中間排液裝置以及在樹脂層上面加壓脂層。2．逆流再生離子交換器離子交換裝置及運(yùn)行課案課件1）中間排液裝置：作用：使向上流動(dòng)的再生液和清洗水能均勻地由此裝置排走，不使水流流向上面的空間而擾動(dòng)樹脂層；小反洗的進(jìn)水裝置；小正洗的排水裝置。2）壓脂層：目的是溶液向上流時(shí)樹脂不亂層，不能靠自身起到壓脂作用；壓脂層真實(shí)作用：濾掉水中的懸浮物，使它不進(jìn)入下部樹脂中；使頂壓空氣或水通過壓脂層均勻地作用于整個(gè)樹脂層表面，防止樹脂亂層。（2）運(yùn)行：制水過程和順流式?jīng)]有區(qū)別。再生隨防止亂層措施的不同而異，壓縮空氣預(yù)壓，如圖8－11所示。1）中間排液裝置：作用：使向上流動(dòng)的再生液和清洗水能均勻地由圖8－11逆流再生操作過程示意（a）小反洗；（b）放水；（c）頂壓；（d）進(jìn)再生液；（e）逆流清洗；（f）小正洗；（g）正洗圖8－11逆流再生操作過程示意1）小反洗：為了保持不層亂，只對(duì)排液管上面的壓脂層進(jìn)行反洗，以沖洗掉運(yùn)行時(shí)積聚在壓脂層中的污物。2）放水：小反洗后，待樹脂沉降下來以后，放掉中間排液裝置以上的水。3）頂壓：從交換器頂部送人壓縮空氣，使氣壓維持在0.03～0.05MPa。4）進(jìn)再生液：在頂壓的情況下，將再生液送人交換器內(nèi)，進(jìn)行再生。5）逆流清洗：當(dāng)再生液進(jìn)完后，繼續(xù)用稀釋再生劑的水進(jìn)行清洗。1）小反洗：為了保持不層亂，只對(duì)排液管上面的壓脂層進(jìn)行反洗，6）小正洗：用以除去再生后壓脂層中部分殘留的再生廢液。7）正洗：按一般運(yùn)行方式用進(jìn)水自上而下進(jìn)行正洗，流速10～l5m/h，直到出水水質(zhì)合格，即可投入運(yùn)行。大反洗：經(jīng)多周期運(yùn)行后，下部樹脂層也會(huì)受到一定程度的污染，因此必須定期地對(duì)整個(gè)樹脂層進(jìn)行大反洗。其周期應(yīng)視進(jìn)水的濁度而定，一般為10～20個(gè)反沖洗周期。水頂壓法：將氣頂壓換成水頂壓。6）小正洗：用以除去再生后壓脂層中部分殘留的再生廢液。（3）無頂壓逆流再生：為了保持再生時(shí)樹脂層逆流再生時(shí)不亂層，須采用頂壓。缺點(diǎn)：增加了一套頂壓設(shè)備和系統(tǒng)，且操作麻煩。如將中間排液裝置上的孔開得足夠大，使孔的水流阻力較小，并在中間排液裝置以上仍裝有一定厚度的壓脂層，在無頂壓時(shí)逆流再生時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)水面超過壓脂層，就不會(huì)亂層。這就是無頂壓逆流再生操作步驟：與有頂壓再生操作基本相同，只是不進(jìn)行頂壓。（3）無頂壓逆流再生：為了保持再生時(shí)樹脂層逆流再生時(shí)不亂層，（4）逆流再生工藝特點(diǎn)：與順流再生相比，逆流再生具有對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)；出水水質(zhì)好；再生劑比耗低；自用水率低。（4）逆流再生工藝特點(diǎn)：與順流再生相比，逆流再生具有對(duì)水質(zhì)適3．其他形式的離子交換器介紹（1）分流再生離子交換器分流再生離子交換器的結(jié)構(gòu)：中間排液裝置設(shè)置在樹脂層表面下約400～600mm處。上下同時(shí)進(jìn)再生液。流過上部的再生液可以起到頂壓作用；交換器中樹脂的交換容量利用率較高。兩端樹脂都能夠得到較好均再生。最下端樹脂的再生度同樣高，可保證了運(yùn)行出水的水質(zhì)。（2）浮床式離子交換器整個(gè)樹脂層被向上水流托起的懸浮狀態(tài)進(jìn)行離子交換的（稱成床）。樹脂失效停止進(jìn)水，樹脂層下落（稱落床），便可進(jìn)行逆流再生。3．其他形式的離子交換器介紹浮動(dòng)床的運(yùn)行：制水→落床→進(jìn)再生液→置換→下向流清洗→成床→上向流清洗，再轉(zhuǎn)人制水。構(gòu)成一個(gè)周期。1）落床：出水失效，停止制水，靠重力從下部起逐層下落，可起到疏松樹脂層、排除氣泡的作用。2）進(jìn)再生液：常用水射器送液。調(diào)整再生流速，開啟計(jì)量閥，調(diào)整再生液濃度，再生。3）置換：待再生液進(jìn)完后，關(guān)閉計(jì)量閥，繼續(xù)按再生流速和流向進(jìn)行置換，置換水量約為樹脂體積的1.5～2倍。4）下向流清洗：置換后，開清洗水閥，調(diào)整流速至10～15m/h進(jìn)行下向流清洗，一般需15～30min。浮動(dòng)床的運(yùn)行：制水→落床→進(jìn)再生液→置換→下向流清洗→成床→5）成床、上流清洗：用20～30m/h的較高流速進(jìn)水將樹脂層托起，并進(jìn)行上向流清洗，直至出水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，即可轉(zhuǎn)入制水。由于浮動(dòng)床內(nèi)樹脂是基本裝滿的，沒有反洗空間，故無法進(jìn)行體內(nèi)反洗。當(dāng)樹脂需反洗時(shí)，需將部分或全部樹脂移至專用清洗裝置內(nèi)進(jìn)行清洗。經(jīng)清洗后的樹脂送回交換器后再進(jìn)行下一個(gè)周期的運(yùn)行。清洗周期取決于進(jìn)水中懸浮物含量的多少和設(shè)備在工藝流程中的位置，一般是10～20個(gè)周期清洗一次。清洗方法：水力清洗法和氣—水清洗法兩種。浮床式離子交換器的工藝特點(diǎn)：自學(xué)5）成床、上流清洗：用20～30m/h的較高流速進(jìn)水將樹脂層（3）雙層床和雙室雙層床：將強(qiáng)、弱型樹脂聯(lián)合應(yīng)用的離子交換裝置→雙層床和雙室雙層床。目的：充分利用再生液?？蓪⑵浞謱友b填在同一個(gè)交換器中，組成雙層床的形式。常用弱型樹脂的密度比強(qiáng)型樹脂小的特點(diǎn)，使其處于上層，強(qiáng)型樹脂處于下層。交換時(shí)：水自上而下，先過弱型樹脂，后過強(qiáng)型樹脂；再生時(shí)：反向流，屬逆流再生。為了使雙層床中強(qiáng)型樹脂和弱型樹脂都能發(fā)揮它們的長處，應(yīng)能較好地分層。為此，對(duì)所用樹脂的密度、顆粒大小都有一定要求。（3）雙層床和雙室雙層床：將強(qiáng)、弱型樹脂聯(lián)合應(yīng)用的離子交換裝雙室雙層床是將交換器分隔成上、下兩室，強(qiáng)、弱樹脂各處一室；強(qiáng)型樹脂在下室，弱型樹脂在上室，避免了樹脂混層的問題。（4）混合床：圖8－13離子交換器內(nèi)主要裝置有：上部進(jìn)水裝置、下部配水裝置、進(jìn)堿裝置、進(jìn)酸裝置及壓縮空氣裝置，在體內(nèi)再生混合床中部的陰、陽樹脂分界處設(shè)有中間排液裝置。有關(guān)混合床的其他特性將在8．4中詳細(xì)敘述。雙室雙層床是將交換器分隔成上、下兩室，強(qiáng)、弱樹脂各處一室；強(qiáng)4，固定床離子交換設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算離子交換器都有定型產(chǎn)品，其尺寸、附屬設(shè)備和樹脂的裝填高度都有規(guī)定。選擇步驟：（1）交換器直徑的確定：由水量和流速確定，流速與進(jìn)水含鹽量有關(guān)，據(jù)出水水質(zhì)要求、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)班制等因素進(jìn)行選用。式中，d—單臺(tái)設(shè)各的內(nèi)徑，m；

Q1—單臺(tái)設(shè)備的產(chǎn)水量，m3/h；

v—運(yùn)行流速，m/h。4，固定床離子交換設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算一般一級(jí)復(fù)床正常流速v應(yīng)在15～20m/h，為保障系統(tǒng)安全、正常運(yùn)行，復(fù)床除鹽系統(tǒng)的離子交換設(shè)備宜不少于2臺(tái)，當(dāng)一臺(tái)設(shè)備再生或檢修時(shí)，另一臺(tái)的供水量應(yīng)能滿足正常的供水和自用水要求。（2）一臺(tái)設(shè)備一個(gè)周期離子交換容量Ec(mmol)式中：一般一級(jí)復(fù)床正常流速v應(yīng)在15～20m/h，為保障系統(tǒng)安全、3）交換器裝載樹脂高度（hR）式中E0—樹脂的工作交換容量，mmol/L；E0—樹脂工作交換容量，據(jù)再生方式、原水的含鹽量及其組成、再生劑種類及用量等來計(jì)算，常通過模擬試驗(yàn)求得。通常001×7苯乙烯系強(qiáng)酸陽離子交換樹脂逆流再生工作交換容量在700～1300mmol/L之間，201×7苯乙烯系強(qiáng)堿陰離子交換樹脂，逆流再生工作交換容量在200～400mmol/L之間。由上式計(jì)算的樹脂層高度一般不應(yīng)小于1.2m，正常應(yīng)在1.5～2.0m之間。3）交換器裝載樹脂高度（hR）二、移動(dòng)床離子交換器定期排出一部分已失效的樹脂和補(bǔ)充等量再生好的樹脂，排出的失效的樹脂在另一設(shè)備中進(jìn)行再生。樹脂交換過程和再生過程是分別在不同設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行的，特點(diǎn)：制水是連續(xù)的。1．運(yùn)行過程及再生過程自己看二、移動(dòng)床離子交換器離子交換裝置及運(yùn)行課案課件2．移動(dòng)床的優(yōu)點(diǎn)：移動(dòng)床運(yùn)行流速高，樹脂用量少且利用率高，占地面積小、連續(xù)供水、減少了設(shè)備備用量。缺點(diǎn)：運(yùn)行終點(diǎn)較難控制；樹脂移動(dòng)頻繁，損耗大；閥門操作頻繁，易發(fā)生故障，自動(dòng)化要求較高；對(duì)原水水質(zhì)變化適應(yīng)能力差，樹脂層易發(fā)生亂層；再生劑比耗高。2．移動(dòng)床的優(yōu)點(diǎn)：三、除碳器氫離子交換器出水中的游離CO2會(huì)腐蝕設(shè)備，常用除碳器將其除去。1．除CO2原理水中碳酸化合物與空氣的CO2平衡關(guān)系：水中H＋濃度越大，平衡向右反應(yīng)。經(jīng)H離子交換后的水呈強(qiáng)酸性，水中碳酸化合物幾乎全部以游離CO2形式存在。CO2氣體在水中的溶解度服從于亨利定律—在一定溫度下氣體在溶液中的溶解度與液面上該氣體的分壓成正比。三、除碳器降低水面氣體中CO2分壓，水中游離CO2便會(huì)從水中解吸出來，從而達(dá)到除去CO2目的。降低CO2分壓的辦法：一是在除碳器中鼓人空氣，即大氣式除碳；另一辦法是從除碳器的上部抽真空，即為真空式除碳。降低水面氣體中CO2分壓，水中游離CO2便會(huì)從水中解吸出來，離子交換裝置及運(yùn)行課案課件2．除碳器的設(shè)計(jì)計(jì)算鼓風(fēng)填料式除碳器（1）除碳器的有效直徑d（m）式中：Q—除碳器設(shè)計(jì)處理水量，m3/h；

q—設(shè)計(jì)淋水密度，m3/（m2·h）基準(zhǔn)條件q＝60m3/（m2·h）2．除碳器的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）除碳器所需填料高度h0（m）及填料總體積V0（m3）（2）除碳器所需填料高度h0（m）及填料總體積V0（m3）S—單位體積填料所具有的工作表面積，（m2/m3

），由所選的填料品種和規(guī)格決定，例如：25×25×3mm瓷質(zhì)拉希環(huán)，其S值為204m2/m3ΔC—脫除CO2的平均解析推動(dòng)力，kg/m3，近似表達(dá)為：HZ—進(jìn)水碳酸鹽堿度，mmol/L；Mco2——進(jìn)水中游離CO2含量，mg/L。S—單位體積填料所具有的工作表面積，離子交換裝置及運(yùn)行課案課件除碳器直徑由所需處理的水量決定，而除碳器所需填料的高度取決于進(jìn)水CO2含量、其主要與原水堿度有關(guān)。（3）除碳器所需鼓風(fēng)量W（m3/h）及所需進(jìn)風(fēng)壓力P0（kPa）：

W=（20～30）Q（8－15）式中：20～30為除CO2器的氣水比經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即每處理1m3水通常需20～30m3的空氣。

P0=ah0+0.4（8－16）式中：0.4—塔內(nèi)局部阻力總和的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，kPa；除碳器直徑由所需處理的水量決定，而除碳器所需填料的高度取決于

α—單位填料高度的空氣阻力，kPa/m。α值隨填料品種、淋水密度、氣水比的不同而變化，25×25×3mm的瓷質(zhì)拉希環(huán)

在q=60m3/(m2·h)、氣水比為20～30m3/m3的條件下，α值在0.2～0.5kPa/m之間。據(jù)計(jì)算的風(fēng)量和所需的風(fēng)壓選擇合適的風(fēng)機(jī)。α—單位填料高度的空氣阻力，kPa/m?！?.3離子交換裝置及運(yùn)行操作裝有離子交換劑的離子交換器稱離子交換床，離子交換劑層稱離子交換床層?！?.3離子交換裝置及運(yùn)行操作裝有離子交換劑的離子交換器稱生產(chǎn)實(shí)踐中，離子交換裝置妁種類很多。可分為固定床式和移動(dòng)床式兩大類，固定床在各領(lǐng)域用得最廣泛。一、

固定床固定床：離子交換劑在一個(gè)設(shè)備中先后完成制水、再生等過程的裝置。按水和再生液的流動(dòng)方向分為：順流再生式、逆流再生式、分流再生式逆流再生包括逆流再生離子交換器和浮床式離子交換器。按交換器內(nèi)樹旨的狀態(tài)又分為：?jiǎn)螌樱渲┐?、雙層床、雙室雙層床、雙室雙層浮動(dòng)床以及混合床。生產(chǎn)實(shí)踐中，離子交換裝置妁種類很多。按設(shè)備的功能又分為：陽離子交換器（包括鈉離子交換器和氫離子交換器）、陰離子交換器和混合離子交換器。1．順流再生離子交換器交換：水流自上而下通過樹脂層；再生：再生液也是自上而下通過樹脂層。（水與再生液的流向是相同）（1）其結(jié)構(gòu)：密封的圓柱形壓力容器；設(shè)有樹脂裝卸口；觀察樹脂狀態(tài)的窺孔；進(jìn)水裝置、排水裝置；再生液分配裝置；內(nèi)裝有樹脂。樹脂上部有反洗空間。如圖8－6所示。外部管路系統(tǒng)如圖8－7所示。按設(shè)備的功能又分為：陽離子交換器（包括鈉離子交換器和氫離子交離子交換裝置及運(yùn)行課案課件（2）順流再生離子交換器的運(yùn)行：分為五步：反洗、進(jìn)再生液、置換、正洗和制水。組成一個(gè)運(yùn)行周期。1）反洗：常用水自下而上進(jìn)行的強(qiáng)烈反洗。反洗的目的：1）松動(dòng)樹脂層；2）清除樹脂上層中的懸浮物、碎粒；反洗到排水不渾為止，一般需10～l5min。2）再生：先將交換器內(nèi)的水放至樹脂層以上約100～200mm處，然后使一定濃度的再生液以一定流速自上而下流過樹脂層。3）置換：使水按再生液流過樹脂的流程及流速通過交換器，這一過程稱為置換。目的：使樹脂層中仍有再生能力的再生液和其他部位殘存的再生液得以充分利用。（2）順流再生離子交換器的運(yùn)行：4）正洗：目的：清除交換器內(nèi)殘留的再生產(chǎn)物。置換后，應(yīng)用運(yùn)行時(shí)的出水自上而下清洗樹脂層，流速約10～15m/h。正洗一直進(jìn)行到出水水質(zhì)合格為止。5）制水：正洗合格后即可投入制水。4）正洗：目的：清除交換器內(nèi)殘留的再生產(chǎn)物。置換后，應(yīng)用運(yùn)行3）順流再生工藝特點(diǎn)圖（a），交換結(jié)束時(shí)，進(jìn)水中離子依據(jù)樹脂對(duì)它們的選擇順序依次沿水流方向分布，最下部樹脂的交換容量未能得到充分利用，尚存在一部分H型樹脂。再生前的反洗→使樹脂中基本呈均勻分布狀態(tài)如圖（b）

3）順流再生工藝特點(diǎn)再生：再生液由上而下通過樹脂層，上部樹脂先再生→再生較充分，由上而下→再生度逐漸降低；下部未再生的主要是Ca、Mg型樹脂，和少量Na型樹脂，如圖（c）再生初期，一部分被再生下來的高價(jià)離子流經(jīng)下部樹脂層時(shí)，會(huì)將下部樹脂中的低價(jià)離子置換出來，使這部分樹脂轉(zhuǎn)為較難再生的高價(jià)離子型，底部未失效的H型樹脂也會(huì)因再生產(chǎn)物通過而轉(zhuǎn)成失效態(tài)，→樹脂再生困難，消耗再生劑多。順流再生工藝的再生效果差。順流交換器特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；運(yùn)行操作方便；工藝控制容易；對(duì)進(jìn)水懸浮物含量要求不很嚴(yán)格（濁度≤5NTU）。再生：再生液由上而下通過樹脂層，上部樹脂先再生→再生較充分，適用情況：①對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求不高的小容量除鹽裝置；②原水水質(zhì)較好以及Na+值較低的水質(zhì)；③采用弱酸樹脂或弱堿樹脂時(shí)。適用情況：2．逆流再生離子交換器再生液流動(dòng)方向與交換時(shí)水流相反離子交換工藝。目的：再生效果好。現(xiàn)廣泛采用逆流再生。逆流再生：再生液及置換水都是從下向上流動(dòng)的，如流速稍大，會(huì)使對(duì)脂層擾動(dòng)。亂層—打亂再生的層。使再生效果降低。（1）逆流再生離子交換器結(jié)構(gòu)：圖8－9和圖8－10所示。與順流再生離子交換器結(jié)構(gòu)不同的地方是：在樹脂層上表面處設(shè)有中間排液裝置以及在樹脂層上面加壓脂層。2．逆流再生離子交換器離子交換裝置及運(yùn)行課案課件1）中間排液裝置：作用：使向上流動(dòng)的再生液和清洗水能均勻地由此裝置排走，不使水流流向上面的空間而擾動(dòng)樹脂層；小反洗的進(jìn)水裝置；小正洗的排水裝置。2）壓脂層：目的是溶液向上流時(shí)樹脂不亂層，不能靠自身起到壓脂作用；壓脂層真實(shí)作用：濾掉水中的懸浮物，使它不進(jìn)入下部樹脂中；使頂壓空氣或水通過壓脂層均勻地作用于整個(gè)樹脂層表面，防止樹脂亂層。（2）運(yùn)行：制水過程和順流式?jīng)]有區(qū)別。再生隨防止亂層措施的不同而異，壓縮空氣預(yù)壓，如圖8－11所示。1）中間排液裝置：作用：使向上流動(dòng)的再生液和清洗水能均勻地由圖8－11逆流再生操作過程示意（a）小反洗；（b）放水；（c）頂壓；（d）進(jìn)再生液；（e）逆流清洗；（f）小正洗；（g）正洗圖8－11逆流再生操作過程示意1）小反洗：為了保持不層亂，只對(duì)排液管上面的壓脂層進(jìn)行反洗，以沖洗掉運(yùn)行時(shí)積聚在壓脂層中的污物。2）放水：小反洗后，待樹脂沉降下來以后，放掉中間排液裝置以上的水。3）頂壓：從交換器頂部送人壓縮空氣，使氣壓維持在0.03～0.05MPa。4）進(jìn)再生液：在頂壓的情況下，將再生液送人交換器內(nèi)，進(jìn)行再生。5）逆流清洗：當(dāng)再生液進(jìn)完后，繼續(xù)用稀釋再生劑的水進(jìn)行清洗。1）小反洗：為了保持不層亂，只對(duì)排液管上面的壓脂層進(jìn)行反洗，6）小正洗：用以除去再生后壓脂層中部分殘留的再生廢液。7）正洗：按一般運(yùn)行方式用進(jìn)水自上而下進(jìn)行正洗，流速10～l5m/h，直到出水水質(zhì)合格，即可投入運(yùn)行。大反洗：經(jīng)多周期運(yùn)行后，下部樹脂層也會(huì)受到一定程度的污染，因此必須定期地對(duì)整個(gè)樹脂層進(jìn)行大反洗。其周期應(yīng)視進(jìn)水的濁度而定，一般為10～20個(gè)反沖洗周期。水頂壓法：將氣頂壓換成水頂壓。6）小正洗：用以除去再生后壓脂層中部分殘留的再生廢液。（3）無頂壓逆流再生：為了保持再生時(shí)樹脂層逆流再生時(shí)不亂層，須采用頂壓。缺點(diǎn)：增加了一套頂壓設(shè)備和系統(tǒng)，且操作麻煩。如將中間排液裝置上的孔開得足夠大，使孔的水流阻力較小，并在中間排液裝置以上仍裝有一定厚度的壓脂層，在無頂壓時(shí)逆流再生時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)水面超過壓脂層，就不會(huì)亂層。這就是無頂壓逆流再生操作步驟：與有頂壓再生操作基本相同，只是不進(jìn)行頂壓。（3）無頂壓逆流再生：為了保持再生時(shí)樹脂層逆流再生時(shí)不亂層，（4）逆流再生工藝特點(diǎn)：與順流再生相比，逆流再生具有對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)；出水水質(zhì)好；再生劑比耗低；自用水率低。（4）逆流再生工藝特點(diǎn)：與順流再生相比，逆流再生具有對(duì)水質(zhì)適3．其他形式的離子交換器介紹（1）分流再生離子交換器分流再生離子交換器的結(jié)構(gòu)：中間排液裝置設(shè)置在樹脂層表面下約400～600mm處。上下同時(shí)進(jìn)再生液。流過上部的再生液可以起到頂壓作用；交換器中樹脂的交換容量利用率較高。兩端樹脂都能夠得到較好均再生。最下端樹脂的再生度同樣高，可保證了運(yùn)行出水的水質(zhì)。（2）浮床式離子交換器整個(gè)樹脂層被向上水流托起的懸浮狀態(tài)進(jìn)行離子交換的（稱成床）。樹脂失效停止進(jìn)水，樹脂層下落（稱落床），便可進(jìn)行逆流再生。3．其他形式的離子交換器介紹浮動(dòng)床的運(yùn)行：制水→落床→進(jìn)再生液→置換→下向流清洗→成床→上向流清洗，再轉(zhuǎn)人制水。構(gòu)成一個(gè)周期。1）落床：出水失效，停止制水，靠重力從下部起逐層下落，可起到疏松樹脂層、排除氣泡的作用。2）進(jìn)再生液：常用水射器送液。調(diào)整再生流速，開啟計(jì)量閥，調(diào)整再生液濃度，再生。3）置換：待再生液進(jìn)完后，關(guān)閉計(jì)量閥，繼續(xù)按再生流速和流向進(jìn)行置換，置換水量約為樹脂體積的1.5～2倍。4）下向流清洗：置換后，開清洗水閥，調(diào)整流速至10～15m/h進(jìn)行下向流清洗，一般需15～30min。浮動(dòng)床的運(yùn)行：制水→落床→進(jìn)再生液→置換→下向流清洗→成床→5）成床、上流清洗：用20～30m/h的較高流速進(jìn)水將樹脂層托起，并進(jìn)行上向流清洗，直至出水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，即可轉(zhuǎn)入制水。由于浮動(dòng)床內(nèi)樹脂是基本裝滿的，沒有反洗空間，故無法進(jìn)行體內(nèi)反洗。當(dāng)樹脂需反洗時(shí)，需將部分或全部樹脂移至專用清洗裝置內(nèi)進(jìn)行清洗。經(jīng)清洗后的樹脂送回交換器后再進(jìn)行下一個(gè)周期的運(yùn)行。清洗周期取決于進(jìn)水中懸浮物含量的多少和設(shè)備在工藝流程中的位置，一般是10～20個(gè)周期清洗一次。清洗方法：水力清洗法和氣—水清洗法兩種。浮床式離子交換器的工藝特點(diǎn)：自學(xué)5）成床、上流清洗：用20～30m/h的較高流速進(jìn)水將樹脂層（3）雙層床和雙室雙層床：將強(qiáng)、弱型樹脂聯(lián)合應(yīng)用的離子交換裝置→雙層床和雙室雙層床。目的：充分利用再生液?？蓪⑵浞謱友b填在同一個(gè)交換器中，組成雙層床的形式。常用弱型樹脂的密度比強(qiáng)型樹脂小的特點(diǎn)，使其處于上層，強(qiáng)型樹脂處于下層。交換時(shí)：水自上而下，先過弱型樹脂，后過強(qiáng)型樹脂；再生時(shí)：反向流，屬逆流再生。為了使雙層床中強(qiáng)型樹脂和弱型樹脂都能發(fā)揮它們的長處，應(yīng)能較好地分層。為此，對(duì)所用樹脂的密度、顆粒大小都有一定要求。（3）雙層床和雙室雙層床：將強(qiáng)、弱型樹脂聯(lián)合應(yīng)用的離子交換裝雙室雙層床是將交換器分隔成上、下兩室，強(qiáng)、弱樹脂各處一室；強(qiáng)型樹脂在下室，弱型樹脂在上室，避免了樹脂混層的問題。（4）混合床：圖8－13離子交換器內(nèi)主要裝置有：上部進(jìn)水裝置、下部配水裝置、進(jìn)堿裝置、進(jìn)酸裝置及壓縮空氣裝置，在體內(nèi)再生混合床中部的陰、陽樹脂分界處設(shè)有中間排液裝置。有關(guān)混合床的其他特性將在8．4中詳細(xì)敘述。雙室雙層床是將交換器分隔成上、下兩室，強(qiáng)、弱樹脂各處一室；強(qiáng)4，固定床離子交換設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算離子交換器都有定型產(chǎn)品，其尺寸、附屬設(shè)備和樹脂的裝填高度都有規(guī)定。選擇步驟：（1）交換器直徑的確定：由水量和流速確定，流速與進(jìn)水含鹽量有關(guān)，據(jù)出水水質(zhì)要求、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)班制等因素進(jìn)行選用。式中，d—單臺(tái)設(shè)各的內(nèi)徑，m；

Q1—單臺(tái)設(shè)備的產(chǎn)水量，m3/h；

v—運(yùn)行流速，m/h。4，固定床離子交換設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算一般一級(jí)復(fù)床正常流速v應(yīng)在15～20m/h，為保障系統(tǒng)安全、正常運(yùn)行，復(fù)床除鹽系統(tǒng)的離子交換設(shè)備宜不少于2臺(tái)，當(dāng)一臺(tái)設(shè)備再生或檢修時(shí)，另一臺(tái)的供水量應(yīng)能滿足正常的供水和自用水要求。（2）一臺(tái)設(shè)備一個(gè)周期離子交換容量Ec(mmol)式中：一般一級(jí)復(fù)床正常流速v應(yīng)在15～20m/h，為保障系統(tǒng)安全、3）交換器裝載樹脂高度（hR）式中E0—樹脂的工作交換容量，mmol/L；E0—樹脂工作交換容量，據(jù)再生方式、原水的含鹽量及其組成、再生劑種類及用量等來計(jì)算，常通過模擬試驗(yàn)求得。通常001×7苯乙烯系強(qiáng)酸陽離子交換樹脂逆流再生工作交換容量在700～1300mmol/L之間，201×7苯乙烯系強(qiáng)堿陰離子交換樹脂，逆流再生工作交換容量在200～400mmol/L之間。由上式計(jì)算的樹脂層高度一般不應(yīng)小于1.2m，正常應(yīng)在1.5～2.0m之間。3）交換器裝載樹脂高度（hR）二、移動(dòng)床離子交換器定期排出一部分已失效的樹脂和補(bǔ)充等量再生好的樹脂，排出的失效的樹脂在另一設(shè)備中進(jìn)行再生。樹脂交換過程和再生過程是分別在不同設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行的，特點(diǎn)：制水是連續(xù)的。1．運(yùn)行過程及再生過程自己看二、移動(dòng)床離子交換器離子交換裝置及運(yùn)行課案課件2．移動(dòng)床的優(yōu)點(diǎn)：移動(dòng)床運(yùn)行流速高，樹脂用量少且利用率高，占地面積小、連續(xù)供水、減少了設(shè)備備用量。缺點(diǎn)：運(yùn)行終點(diǎn)較難控制；樹脂移動(dòng)頻繁，損耗大；閥門操作頻繁，易發(fā)生故障，自動(dòng)化要求較高；對(duì)原水水質(zhì)變化適應(yīng)能力差，樹脂層易發(fā)生亂層；再生劑比耗高。2．移動(dòng)床的優(yōu)點(diǎn)：三、除碳器氫離子交換器出水中的游離CO2會(huì)腐蝕設(shè)備，