【正文】 、 樹(shù)脂污染及污染后的處理 樹(shù)脂變質(zhì) 樹(shù)脂變質(zhì)的主要原因是由于水含有氧化劑，尤其是自來(lái)水中殘留的游離余氯含量過(guò)高（≥ ）時(shí)，就會(huì)使樹(shù)脂結(jié)構(gòu)遭到破壞，當(dāng)溫度較高或水中有重金屬離子存 在時(shí)，更易加速樹(shù)脂變質(zhì)。 鹽型存放 軟水器如停用時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)將已使用過(guò)的鈉離子交換樹(shù)脂用 10%的NaCl溶液轉(zhuǎn)成 Na型。 新樹(shù)脂在預(yù)處理前，應(yīng)先用水使樹(shù)脂充分膨脹，但如果樹(shù)脂在運(yùn)輸或貯存過(guò)程中脫了水，則不可將干樹(shù)脂直接浸入水中，以防樹(shù)脂因急劇膨脹而破裂。也就是說(shuō)，樹(shù)脂 再生的好壞直接影響其工作交換容量的大小。 交換容量 樹(shù)脂的交換容量是離子交換劑最重要的性能指 標(biāo)，它是衡量樹(shù)脂可能交換離子數(shù)量多 少的指標(biāo)。正常情 況下樹(shù)脂每年破損率不超過(guò) 5%。 含水量 由離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)可知，樹(shù)脂中孔道內(nèi)的自由水分和交換基團(tuán)上的結(jié)合水分構(gòu)成了樹(shù)脂水分， 001 7樹(shù)脂的含水量 占 其質(zhì)量的一半 ，約為4555%。在使用中，因交換離子的轉(zhuǎn)換，樹(shù)脂顏色也會(huì)發(fā)生一些變化，這一般是正?，F(xiàn)象。這種結(jié)構(gòu)類(lèi)似排布錯(cuò)亂的蜂巢，在樹(shù)脂內(nèi)形成縱橫交錯(cuò)的“孔道”，離子交換基團(tuán)就分布在孔道的骨架上，水中的離子通過(guò)孔道到達(dá)交換位置進(jìn)行交換反應(yīng)，交換下來(lái)的離子由孔道擴(kuò)散到水中，從而完成了離子交換的全部過(guò)程。 五、水垢的 清除及防止 水垢的清除 為了清除水垢一般采用機(jī)械除垢和化學(xué)除垢法。含油水垢多呈黑色，有堅(jiān)硬的，也有松軟的，水垢表面不光滑，它多結(jié)生在鍋爐內(nèi)溫度較高的部位上。 硅酸鹽水垢在鹽酸中不溶解，加熱后其他成分部分地緩慢溶解，有透明狀態(tài)砂粒沉淀物，加入 1%HF可緩慢溶解。由于結(jié)生的條件不同，可以是堅(jiān)硬、致密的硬質(zhì)水垢，多結(jié)生在熱強(qiáng)度高的部位；也可以是疏松的軟質(zhì)水垢，多結(jié)生在溫度比較低的部位，如鍋爐的省煤器、進(jìn)水管口等處。這些鹽類(lèi)從水中析出固相，沉積結(jié)生水垢。其中，有些物質(zhì)在高溫高濃度的條件下會(huì)對(duì)管壁金屬發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，如 NaOH等。水垢是一種牢固附著在金屬表面上的沉積物，它對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行有很大的危害，結(jié)生水垢的現(xiàn)象是鍋爐水質(zhì)不良所引起的一種故障。 乙二胺四乙酸二鈉 （ 1/2EDTA） 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定 ① 、配制 C1/2EDTA=：稱(chēng)取 20g乙二胺四乙酸二鈉溶于 1000ml高純水中，搖勻。它以固體形式存放較好，也可以分別配制成酸性格藍(lán) K和萘酚綠 B溶液，使用時(shí)按試驗(yàn)確定的比例加入。 ④ 、如果在滴定過(guò)程 中發(fā)現(xiàn)滴定不到終點(diǎn)或指示劑加入后顏色呈灰紫色時(shí)，可能是 Fe、 Al、 Cu或 Mn等離子的干擾。 硬度的含量按下式計(jì)算： 式中： YD(1/2Ca2+、 1/2Mg2+)水的硬度，（ mmol/L）； C1/2EDAT標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)濃度， mol/L； V1/2EDTA滴定時(shí)所耗 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積， m L； VS水樣體積， m L。如 無(wú) Na2MgY 或 Na2MgY 的質(zhì)量不符合 使用 要求，可用 滴定中每份試樣所耗用的標(biāo)準(zhǔn) 溶 液量應(yīng)以不超過(guò)滴定管的最大容量為度，以免在補(bǔ)加標(biāo)準(zhǔn)溶液中造成偏差，但也不宜太少。管內(nèi)溶液面升至略高于移液管刻度處時(shí)，迅速移去吸球，右手食指隨即緊按在管口上，將移液管提離容器液面，并輕輕移動(dòng)移液管，使管內(nèi)液面緩緩降至與刻度相切的位置，立即壓緊食指，使管內(nèi)液面不再下降。 5 滴定管讀數(shù)時(shí)，應(yīng)拿著滴定管的上端，令其自然垂直，并使管內(nèi)液面與眼睛處于同一平面，待液面穩(wěn)定后，讀取與液面下緣相切點(diǎn)的刻度。 蒸汽鍋爐采用鍋外化學(xué)水處理時(shí)，鍋爐給水硬度應(yīng)小于等于,要求每班化驗(yàn)一次 。此時(shí)，堿度減去硬度所得的差等于 Na+、 K+的碳酸氫鹽。 ② 、 用鈣、鎂離子換算成 CaCO3的含量來(lái)表 示 有許多水質(zhì)分析資料用 鈣、鎂離子換算成 CaCO3 的含量來(lái) 表示水 的 硬度。由于這種硬度在水沸騰時(shí)不能析出沉淀，也稱(chēng)永久硬度。 例如：在 200ml溶液內(nèi)溶 解有 16g氫氧化鈉，求此溶液 中 氫氧化鈉 的物質(zhì)的量 濃度？ 解： 1mol氫氧化鈉的摩爾質(zhì)量為 40g， 16g氫氧化鈉的摩爾數(shù)為： 二 、 硬度 硬度是指水中某些易于形成沉 淀的金屬離子，它們都是二價(jià)或二價(jià)以上的離子（如 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+、 Mn2+等）。任何元素原子的摩爾質(zhì)量，單位為 g/mol時(shí)，數(shù)值上都等于其相應(yīng)原子質(zhì)量，此結(jié)論可推廣到分子、離子或其它微粒 。因此相應(yīng)地就需要一種既與物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，又與物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)的單位，摩爾就是這樣一個(gè)單位。 在此還要特別感謝 葫蘆島科林環(huán)保設(shè)備有限公司、青島迪美熱電設(shè)備有限公司及全自動(dòng)軟化水技術(shù)論壇的 朋友們給予的 熱心 幫助 。 書(shū)中有關(guān)富來(lái)全自動(dòng)軟水器設(shè)計(jì)計(jì)算的方法主要參考了胡玨輝、晉文彪編寫(xiě)的《全自動(dòng)軟水器設(shè)計(jì)指導(dǎo) 手冊(cè) 》一書(shū)，有關(guān)富來(lái)全自動(dòng)控制閥的技術(shù)資料主要參考了富來(lái)控制裝置制造公司提供的用戶(hù)手冊(cè)，同時(shí)還參考了 相 關(guān)書(shū)籍、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范等，這部分內(nèi)容在摘 錄時(shí)均未經(jīng)其著作所有者授權(quán)同意，在此表示歉意，所以本書(shū)只作為技術(shù)交流資料使用，不得 作為 商業(yè) 用途 。對(duì)于任何一種化學(xué)反應(yīng)，參加的物質(zhì)是億萬(wàn)個(gè)原子、離子或分子，它們既有質(zhì)量間的關(guān)系，又有數(shù)目間的關(guān)系。在數(shù)值上等于該物質(zhì)相應(yīng)的式量（即分子量、原子量或離子量）。 式中： C（ A） 基本單元為 A的物質(zhì)的量濃度， mol/L； nA 基本單元為 A的物質(zhì)的量， mol； V 溶液的體積， L。 ② 、非碳酸鹽硬度是指水中鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物等的含量。 水的硬度定義為： 式中： YD(1/2Ca2+、 1/2Mg2+)水的硬度，（ mmol/L）； n(1/2Ca2+） 、 n(1/2Mg2+)表示以（ 1/2Ca2+） 、 （ 1/2Mg2+） 為基本單元物質(zhì)的量， mmol/L； V 水樣的體積， L。 水中硬度與堿度的關(guān)系有以下幾種情況： 堿度＞硬度 當(dāng)水中 Ca2+、 Mg2+與 HCO3結(jié)合生成 Ca(HCO3)2和 Mg(HCO3)2后，同時(shí)還存在 Na+、 K+的碳酸氫鹽，但沒(méi)有非碳酸氫鹽存在。 蒸汽鍋爐的給水應(yīng)采用鍋外化學(xué)水處理，當(dāng)額定蒸發(fā)量大于 2t/h，且額定蒸汽壓力小于等于 。裝好標(biāo)準(zhǔn)溶液后，應(yīng)注意將 滴定管下端出口處的氣泡趕走，讓標(biāo)準(zhǔn)溶液充滿(mǎn)它，然后調(diào)整液面至 。用左手拿橡膠吸球（又稱(chēng)吸耳球），排出球內(nèi)空氣后對(duì)準(zhǔn)移液管上口，并按緊勿使漏氣，然后放松吸球，則溶液在移液管內(nèi)上升。滴定過(guò)程中，錐形瓶或燒杯始終都不能離開(kāi)滴定管尖端，以免溶液滴出瓶外，同時(shí)滴定管尖端不要與燒瓶的內(nèi)壁碰撞。鑒定方法：取一定量的 Na2MgY 溶于高純水中，按硬度測(cè)定法測(cè)定其 Mg2+或 EDTA是否 過(guò)量，根據(jù)分析結(jié)果精確地加入 EDTA或 Mg2+，使溶液中 EDTA和 Mg2+均無(wú)過(guò)量。 水樣硬度 mmol/L 需取水樣體積 mL 100 50 25 加入 5ml氨 氯化銨緩沖溶液和 2滴 %鉻黑 T指示劑，在不斷搖動(dòng)下，用 C1/2EDAT=，記錄 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗的體積 V。因此，當(dāng)溫度較低時(shí)，應(yīng)將水樣預(yù)先加溫至 3040℃后進(jìn)行測(cè)定。 ⑥ 、指示劑除用鉻黑 T外，還可選用下表所列的指示劑，由于酸性鉻藍(lán) K作指示劑滴定終點(diǎn)為藍(lán)紫色，為了便于觀察終點(diǎn)顏色變化，可加入適量的萘酚綠 B，稱(chēng)為 KB指示劑。 依來(lái)鉻藍(lán)黑 R C20H13N2O5SNa 依 來(lái)鉻藍(lán)黑 R 加 10mL 氨 氯化銨緩沖溶液，用無(wú)水乙醇稀釋至 100mL。 第三章 鍋爐水垢的危害、形成及特點(diǎn) 在鍋爐內(nèi)受熱面水側(cè)金屬表面上生成的固態(tài)附著物被稱(chēng)作為水垢。在水垢層下，鍋水可被濃縮到很高的濃度。 鈣和鎂鹽類(lèi)分解如下： 溶解度下降 隨著鍋水溫度的升高，鍋水中某些鹽類(lèi)溶解度下降，如 CaSO4和 CaSiO3等鹽類(lèi)。碳酸鈣多為白色的，也有微黃色的。 硅酸鹽水垢 硅酸鹽水垢的成分比較復(fù)雜，水垢中二氧化硅的含量可達(dá) 20%以上，硅酸鹽水垢多為白色，水垢表面帶刺，它是一種十分堅(jiān)硬的水垢，此種水垢容易在鍋爐溫度最高的部分結(jié)生，它的主要成分是硅 鈣石或鎂橄欖石。 油垢 油垢成分很復(fù)雜，但油脂含量在 5%以上。 熱負(fù)荷較低，鍋水循環(huán)緩慢的部位，由于鍋水在這些部位循環(huán)減 14 慢，水中攜帶的腐蝕產(chǎn)物和泥渣容易沉積下來(lái)，形成氧化鐵垢和泥垢。 球形的 離子交換 樹(shù)脂是由苯乙烯和二乙烯苯的共聚體為骨架組成的立體結(jié)構(gòu)，其空間被結(jié)合水所充滿(mǎn)。 樹(shù)脂的本身顏色一般與其物理性能和化學(xué)性能并無(wú)大的關(guān)系。顆粒大，離子交換速度慢，樹(shù)脂交換容量小；顆粒小，水流通過(guò)樹(shù)脂層的壓力損失大，當(dāng)樹(shù)脂顆粒過(guò)小時(shí)，還會(huì)嚴(yán)重影響交換器的出水，且樹(shù)脂易跑失；如果顆粒大小相差很大，對(duì)交換器的運(yùn)行和再生也很不利，首先會(huì)造成水流分布不勻，阻力增大；其次在反洗時(shí)，若流速過(guò)大易沖走小顆粒樹(shù)脂，流速過(guò)小則不能松動(dòng)大顆粒樹(shù)脂。 經(jīng)常應(yīng)用的是濕視密度，計(jì)算式為： 耐磨性 耐磨性是樹(shù)脂的一項(xiàng)重要指標(biāo)，耐磨性差，機(jī)械強(qiáng) 度就低，在使用中破碎嚴(yán)重，損耗量大，樹(shù)脂層阻力大，嚴(yán)重的會(huì)影響設(shè)備的產(chǎn)水量。 樹(shù)脂在使用中，有時(shí)也會(huì)發(fā)生某些高分子轉(zhuǎn)變成膠體漸漸溶入水中的現(xiàn)象， Na型樹(shù)脂比 Ca型易膠溶，所再生后備用的軟水器剛投入運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生出水帶黃色的現(xiàn)象， 就是樹(shù)脂發(fā)生膠溶的緣故。工作交換容量與全交換容量的關(guān)系不大，但與再生條件有直接關(guān)系。樹(shù)脂經(jīng)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理不僅可提高其穩(wěn)定性，而且還可以起到活化樹(shù)脂、提高工作交換容量和出水質(zhì)量的作用。如果是包裝未拆封的新樹(shù)脂，應(yīng)注意包裝的密封和完整，防止因包裝破損而使樹(shù)脂失水。 此外，樹(shù)脂在貯存時(shí)還應(yīng)防止重物的擠壓，以免破碎。先取少量樹(shù)脂通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定最適宜的酸液濃度和酸洗時(shí)間。也可將少量樹(shù)脂浸泡在 510% HCl中， 經(jīng) 24小時(shí)后，若溶液顏色變成黃綠色，樹(shù)脂顏色 變 淺，為鐵污染。其過(guò)程如下： 21 碳酸鹽硬度軟化過(guò)程： Ca(HCO3)2 + NaR ? CaR2 + NaHCO3 Mg(HCO3)2 + NaR ? MgR2 + NaHCO3 非碳酸鹽硬度軟化過(guò)程： CaSO4 + NaR ? CaR2 + Na2SO4 CaCl2 + NaR ? CaR2 + NaCl MgSO4 + NaR ? MgR2 + Na2SO4 MgCl2 + NaR ? MgR2 + NaCl 從以上反應(yīng)式可以分析出，經(jīng)鈉離子交換的軟化水有如下特點(diǎn)： ① 、硬度可以降低或消除 經(jīng)鈉離子交換樹(shù)脂軟化后的水，其殘余硬度可以降低至 以下，甚至可以完全消除硬度。這樣，整個(gè)交換劑層 分 為三個(gè)區(qū)域：上部是已失效的 22 交換劑層，在這一層中由于前期的運(yùn)行，交換劑都已呈 Ca、 Mg 型，失去了 繼續(xù)軟化的能力，水通過(guò)這層時(shí)不再 發(fā) 生變化，故這一層稱(chēng)為失效層（也叫飽和層）；在這下面的一層是交換層，也稱(chēng)工作層，水通過(guò)這一層時(shí)，水中的 Ca2+、 Mg2+與交換劑中的 Na+進(jìn)行交換反應(yīng)，因此在這層交換劑中既有 Na型的，也有 Ca、 Mg型的；最下部的交換劑是尚未參加反應(yīng)的一層，基本都是呈 Na 型。合理的交換 流速對(duì)提高設(shè)備 產(chǎn) 水能力和交換能力是非常重要的。因此建議樹(shù)脂層高度大于 800mm。有的 資料認(rèn)為： 10%的食鹽溶液總硬度不應(yīng)超過(guò) 40mmol/L，懸浮物不應(yīng)大于 2%。固定床逆流再生有兩種：一種是運(yùn)行時(shí)原水從上往下流動(dòng)，再生時(shí)再生液從下往上流動(dòng)，習(xí)慣上稱(chēng)為固定床逆流再生；另一種是運(yùn)行時(shí)原水從下往上流動(dòng)，利用水流的動(dòng)能，使樹(shù)脂以密實(shí)的狀態(tài)浮動(dòng)在交換器上部，而再生時(shí)， 樹(shù)脂回落，再生液從上往下流動(dòng)，習(xí)慣上稱(chēng)為浮動(dòng)床。 25 我們 把恢復(fù) 離子 交換樹(shù)脂 1mol 的交換容量所消耗的再生劑質(zhì)量稱(chēng)為再生劑的耗量，如果 使 用食鹽再生時(shí)，則稱(chēng) 為 鹽耗。 ④ 、再生液流速 再生液流速是指再生液通過(guò)交換樹(shù)脂層時(shí)的速度，它也是影響再生程度的一個(gè)重要因素。但由于離子交換樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性限制，再生液的溫度也不可過(guò)高，否則易使交換樹(shù)脂的交換基團(tuán)分解，促使交換樹(shù)脂變質(zhì)并影響其交換容量。固定床運(yùn)行時(shí)，水流從上向下通過(guò)鈉離子交換樹(shù)脂層時(shí)，水中的鈣、鎂離子與樹(shù)脂中的鈉離子進(jìn)行交換反應(yīng)，使原水得到軟化，樹(shù)脂選用 0017 強(qiáng) 酸 性 苯乙烯 陽(yáng)離子交換 樹(shù)脂 。反洗強(qiáng)度越大，所要求的反洗空間也就越大，通常設(shè)計(jì)選用 50%的樹(shù)脂層高度作為反洗膨脹高度 ， 它適應(yīng)的反洗流速為12m/h，反洗的好壞直接影響再生效果。 以上 26 為一個(gè)再生循環(huán)程序， 軟水器 在正洗結(jié)束后，即鹽箱注水工作開(kāi)始時(shí)，已經(jīng)轉(zhuǎn)入到運(yùn)行工作狀態(tài)，也就是說(shuō)鹽箱注水工作與運(yùn)行工作過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行 的 ，直至鹽箱注水工作結(jié)束 。 控制閥 富來(lái)全自動(dòng)控制閥規(guī)格齊全，從進(jìn)口管徑 3/4in至 3in有多達(dá)十幾種型號(hào)，其流量范圍從最小的 （在 15psi條件下）。鹽箱的規(guī)格根據(jù)樹(shù)脂罐內(nèi)樹(shù)脂每次再生耗鹽量來(lái)確定，一般要求鹽箱內(nèi)的裝鹽量不少于 6次再生用 的 食 鹽 量 ，通常規(guī)格有 100L、 200L、 300L、 500L、 1000L、2020L等 。 再生時(shí)有硬水旁通，需