纯水离子交换计算公式

《纯水离子交换计算公式》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纯水离子交换计算公式（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录、总述11. 锅炉水处理监督管理规则12. 离子交换树脂内部结构13. 钠离子交换软化原理及特性：24. 水质分析测试内容2,PH 值(Potential of Hydrogen)2总溶解固体(TDS -TOTAL DISSOLVED SOLIDS)2-铁含量(IRON)2锰3硬度值(HARDNESS)3 碱度3 克分子(mol)3当量4克当量4 硬度单位4我国江河湖泊水质组成6二、全自动软水器6三、影响软水器交换容量的因素81. 流速(gpm/ft，m/h) 82. 水与树脂的接触时间：(gpm/ft3)83. 树脂层的高度94. 进水含盐量105.

2、 温度126. 再生剂质量(NaCl) 127. 再生液流量138. 再生液浓度149. 再生剂用量1510. 树脂 15四、自动软水器设计151. 软水器设备应遵循的标准152. 全自动软水器主要参数计算161) 反洗流速的计算：162) 系统压降计算163. 软水器设计计算步骤16计算示例18X4、4、总述1. 锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉 及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测 单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规 则。第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗 代替

3、正常的水处理工作。第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上（含省级） 安全监察结构注册登记后，才能生产。第十一条 未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、 安装和使用。第十四条锅炉水处理设备出厂时，至少应提供下列资料：1. 水处理设备图样（总图、管道系统图等）；2. 设计计算书；3. 产品质量证明书；4. 设备安装、使用说明书；5. 注册登记证书复印件。第三十六条对违反本规则的单位和个人，有下列情况之一者，安全监察机 构有权给予通报批评、限期改进，暂扣直至吊销资格（对持证的单位 和个人）的处理。2. 离子交换树脂内部结构离子交换树脂的内部结构可以分为三个部分

4、：1）高分子骨架由交联的高分子聚合物组成，如交联的聚苯烯、聚丙烯酸等;2）离子交换基团它连在高分子骨架上，带有可交换的离子（称为反离子）的 离子官能团如-SO3Na、-COOH、-N（CH3）3Cl等，或带有极性的非离子型 官能团如-N（CH3）2、-N（CH3）H 等;3）孔它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔（凝 胶孔）和高分子结构之间的孔（毛细孔）。离子交换树脂的内部结构如下图中的左图所示，离子交换基团的结构如下图的右图所示。魔胺型结构大礼型靖构高讨子能/毛细孔道 反离子，极性幼子N 水合水、官能团（固定离子）顺流再生：交换流速20-30m/h，反洗流速1215m/h

5、，吸盐流速4-6m/h （逆1.4-2m/h）3. 钠离子交换软化原理及特性：钠离子交换软化处理的原理是：原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成份Ca2+、Mg2+与树脂中 的Na+相交换从而吸附水中的Ca2+、Mg2+使水得到软化。如以Raa代表钠型树脂，其交换、再生过程如下：2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+R 2Ca+2NaCl =2RNa+CaCl2除去水中的硬度，碱度不变，TDS变化不大，氯根有所增加4. 水质分析测试内容主要包括:PH，TDS，总硬度和铁含量及类型PH 值(Potential of Hydrogen)PH是氢离子浓度的负对数，表示溶液是酸性还是碱性。PH以0

6、到14 的尺标度量，以7.0为中点或中和点。PH值尺标01234567891011121314酸性中性碱性观察上面坐标，我们可得出结论:6.0比中性仅“酸性略强”，但考虑到上 面的科学定义，PH每下降一个整数，溶液的酸度增加10倍。因此PH4.0的 酸性是PH7.0的1000倍;反之，PH10.0的碱性是PH7.0的1000倍。 总溶解固体(TDS -TOTAL DISSOLVED SOLIDS)溶解于水中的所有矿物质总体称作总溶解固体(TDS)。TDS可通过加各 种阳离子或各种阴离子求得(阳离子和阴离子配对数)。例如：氯=16GPG(237.6mg/l) 硫酸根=4GPG(68.4mg/l)

7、 碳酸根=23GPG(393.3mg/l) 总阴离子=43GPG(735.3mg/l)钙=21GPG(359.1mg/l)镁=9GPG(153.9mg/l)钠=13GPG(222.3mg/l)总阳离子=43GPG(735.3mg/l)总溶解固体(TDS)=43GPG(735.3mg/l)注意：TDS，总阳离子数和总阴离子数必须相等。溶解固体总量的90%以上是以下六种矿物质：阳离子：Ca2+，Mg2+，Na+阴离子：Cl-，SO42-，CO3-注：Ca2+和Mg2+是两种硬性矿物质的主要离子。GPG-格令/加仑铁含量(IRON)铁约占地壳的5%，也是最常见的水问题之一。当铁暴露于空气、氯气中或受

8、热时，从相对无害的二价状态转变到令人讨厌的三价状态：FeO+2H2CO3-Fe(HCO3)2+H2O4Fe(HCO3)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3+8CO2当铁与某些嗜铁细菌一起存在时，问题变得更为严重，细菌消耗铁以维 持生命，最终死亡，留下淤渣可堵塞水管和阀门。三种主要嗜铁细菌：Gallionella (盖氏铁柄杆菌属)Crenothrix(铁细菌属)Leptothrix(汗毛菌属)猛是一种稀有的金属，它的化学、物理性能均与铁非常相似。猛通过与 铁类似的反应进入水中，并以类似的方式被氧化：MnO + 2H2CO3一 Mn(HCO3)2 + H2OMn2+O2 + 2H2O 一 2Mn

9、O2 + 4H+二氧化猛(MnO2)在低达0.05 PPM(0.05mg/L)的水平上就会引起黑色污 污。情况既然如此，可以想象2PPM(2mg/L)的浓度将会怎样。-硬度值(HARDNESS)1) 水在大气中凝聚，溶解空气中的二氧化碳，形成弱酸h2o+co2 -h2co32) 该酸随雨落地，流过土壤到达岩床，溶解石灰、中和，同时变硬H2CO3+CaCO3Ca(HCO3)2H2+MgCO3Mg(HCO3)23) 钙，镁形成硬性水垢CaCl2MgCl2CaSO4MgSO4氯化钙氯化镁硫酸钙硫酸镁4) 硬性物质引起的问题是多重的，最常见的是硬垢，反应水“硬化”现象的方程式如下：S扩，；:Ca(HC

10、O3)2 一加热一 CaCO3+H2O+CO2-碱度水的碱度是指水中能够接受H+离子与强酸进行中和反应的物质含量。碱度是表示水中co32-, hco3-, OH-及其它一些弱酸盐类的总和。在水中碳酸氢盐与氢氧化物不能同时存在：HCO3-+OH-=CO32-+H2O因此，水中的碱度以五种形式存在：1)HCO3-2)CO32-3)OH-4)HCO3-+CO32-5)CO32-+OH-碱度对锅炉运行影响碱度对锅炉的腐蚀，主要是苛性脆化腐蚀，是由水中NaOH造成。苛性 脆化腐蚀会使金属品粒间发生裂纹。其后果轻者使锅炉不能使用，重者发生 锅炉爆炸，造成严重后果。NaHCO3一NaOH + CO2Na2C

11、O3 + H2O 一 2NaOH + CO2克分子(mol)定义：一定重量的物质，在数值上等于他的分子量，单位用克表示.这个 量就称为一个克分子。如水的分子量为18,而18克水就是1克分子水。1克分子的水含有的分子数为：6.02X1023国际上规定：物质体系所包含的结构粒子(如原子、分子、离子、电子、光子等)数 目与12克碳(C1中的原子数目相等，则这体系的量为摩尔，符号mol。当量定义：当量表示元素相互化合时它们之间的重量关系。各种元素相互化 合时，其重量比等于他们的当量比。元素的当量=原子量/化合价化合物的当量=化合物的分子量/正（或负）价总数如：钙的当量=原子量/化合价=40.078/2

12、=20.039克当量定义：一定量的物质在数值上等于它的当量，单位以克表示，这个量 就称为该物质的1个克当量。如：钙的当量为20.039,而20.039克的钙就等于1克当量硬度单位1升水中含有的钙、镁离子的总毫克分子数（mmol/L）。1升水中含有的钙、镁离子的总毫克当量数（meq/L）。1升水中含有的1/2钙、1/2镁离子的总毫克分子数。艮即以氢离子为基本单位的物质的量浓度（氢摩尔浓度）（在数值上钙、镁离子的总毫克分子数等于钙、镁离子的总毫克当量数）以CaCO3摩尔质量来表示的1升水中含有钙、镁离子的摩尔总数。表示 方法为ppm（以CaCO3计）如:CaCO3的分子量为100其可接受或提供1m

13、olH+的摩尔质量为50。硬度为2H+mmol/L浓度，可表示为2x50=100ppm（以CaCO3计）例：水质分析结果为 Ca2+=42.4mg/L，Mg2+=25.5mg/L用上面4种方试表示其硬度（1）42.4/40.07+25.5/24.3=1.058+1.049=2.107mmol/L（2）42.4/20.03+25.5/12.15=4.22meq/L（3）4.22mmol/L（%Ca2+ %Mg2+）（4）4.22x50=211ppm（以 CaCO3 计）1升水中含有的钙、镁离子总量等于17.1ppm（以 CaCO3计）定义为一个 格令/加仑（gr/gallon）。Cv和Kv是什么

14、？Cv是温度为60华氏度时，流体通过一阀门时压力损失1 psi状态下的流量（单位为gpm ）. Kv是温度为20摄氏度时，流体通过一阀门时压力损失1 Bar状态下的流量（单位为 m3/hr ）.以上系数所涵盖的系统不受气蚀的影响.数据来源为：在实验室状态下，在不同的流量情况下进行多次实验获得，同时记录下不同 流量下的压力损失. Cv 和 Kv 的相互转换：Cv = 1.16 KvKv = 0.853 Cv主要用作计算阀门在不同流量状态下的压力损失.DP =、2（单位PS1）DP=三q （单位为Bmgpm Cv=JDPm 3Kv =*、DP事例1： 一阀门Cv = 6.5 ,压力损失为1 psi时的流量为6.5 gpm.当流量为25 gpm吐 压力损失为：DP = (25/6.5)2= 14.8 psi一，匚事例2:两软水器在流量为15 gpm时,将产生的压力损失为3 psi.计算流量为25 gpm时 的压差DP为多少？ Syst. Cv = (gpm/ J DP) = (15/ J 3) = (15/1.732) = 8.66 At 25 gpm, DP = (gpm/Cv)2 = (25/8.66)2 = 8.3 psi工作能力的表达:10吨 软化器意思：一软化器的产水量为10 m3/hr = 10 x (4.4) = 44 gpm 线性流速的表达:10 gp