一般电厂的阴阳离子交换器的工作原理

一般混床再生前，需要用一定流量的清水反洗树脂床，将阴阳离子分离，这步非常关键，只有分离好，才能进行下一步的再生！一般采用试验掌握流量的大小。分离后在混床中部有一根再生管，通入稀释到5%的HCL溶液，再生阳树脂，一般也要控制再生速度（即盐酸稀溶液的流量），约半小时，再生阳离子结束；用纯水洗涤约15分钟。再通入稀释到5%的NaOH溶液，再生阴树脂，一般也要控制再生速度（即稀氢氧化钠溶液的流量），约一小时（阴离子再生反应慢！），阴离子再生结束；用纯水洗涤约30分钟。（注意阴阳离子再生时的排水方向相反，一个是向上排水，一个是向下排水，只要通过所需要再生的树脂即可）。然后用干净压缩空气（要除油！）搅拌树脂，将阴阳树脂充分混合，再用纯水洗涤后，从上到下压实树脂后，就可以重新进行制水了！

反洗是将阳、阴、混床平时运行时经由上层树脂的悬浮物反冲洗掉（假设运行时水流是自上而下的），一般在再生（阳床用盐酸、阴床用氢氧化钠、混床交替用盐酸、氢氧化钠）前需要将这些悬浮物冲洗去，防止影响使用酸、碱的再生效率（这些悬浮物经运行后被压缩的很致密，反洗也可以松动这些悬浮物和阳、阴树脂），而用除盐水就能保证不污染树脂，用其他水，例如自来水或原水（河水、井水）都会污染树脂（等于在离子交换（工作状态）），这样会影响再生的质量（因为反洗一般是逆流方向，等于污染了下层树脂，再生后运行时就会影响出水水质！），因此，一般均采用除盐水进行反洗，也是保证再生质量的一步工序。

7.4 阳床再生7.4.1 再生前的检查

7.4.1.1 由酸贮存罐向阳酸计量器内放够再生用酸。

7.4.1.2 检查自用除盐水泵、喷射器、流量表、阳酸浓度计处于良好备用状态。

7.4.1.3检查压缩空气系统正常，气源气压正常。

7.4.1.4 待再生阳床所有阀门应良好、可靠处于关闭状态。

7.4.1.5检查其他阳床的进酸门应关闭。

7.4.1.6除盐水箱除正常供水外，还应保证足够的再生用水。

7.4.2 小反洗：将压脂层中及上部的污物洗掉。

7.4.2.1投入1套机械过滤器运行，打开待再生阳床空气门，缓慢打开小反洗门，待空气门出水后，开反排门，关空气门，缓慢增加流量至20～30t/h，小反洗流量严禁超过40t/h，以免损坏中排装置。

7.4.2.2 随时检查反排是否有正常颗粒的树脂冲出，否则应减小反洗流量。

7.4.2.3 待反洗出水澄清后，关闭小反洗门、反排门、停机械过滤器运行，小反洗结束。（小反洗时间一般需10～15min）

7.4.3 大反洗：洗去树脂层中的污物和破碎树脂，同时松动下部树脂层。

大反洗冬季每隔15个运行周期、夏季20个周期进行一次，大反洗前必须进行小反洗，并且再生时进酸量比平时增加50%。

7.4.3.1打开阳床反排门、反洗进水门，打开自用除盐水泵进口门，启动自用除盐水泵，开泵出口门逐渐增加流量至50～80t/h。

7.4.3.2 随时观察反洗出水是否有正常颗粒的树脂排出。

7.4.3.3 当反洗排水澄清后，关闭反洗进水门、反排门，停止自用水泵运行，大反洗结束。（大反洗一般需60～80min）

7.4.3.4 在反洗过程中严禁增加流量过猛，造成树脂形成活塞整体向上运动，中排受力过大而损坏。

7.4.3.5 反洗排水中如有正常颗粒树脂，应适当减小反洗流量，但前提是，树脂层必须全部松动并托起。

7.4.3.6 反洗结束后，为使树脂适当压实，防止再生和运行时发生偏流，应正洗5～10min，正洗流量控制在50t/h左右。

7.4.4 放存水：排掉压脂层上的存水。

7.4.4.1 打开空气门和中排门。

7.4.4.2 中排门不出水后，放存水结束。

7.4.4.3 为减少放水时间，可以同时打开正排门放水，但前提是床内水位不得低于中排。

7.4.5 进酸：恢复树脂的交换能力。

7.4.5.1 打开失效床的进酸手动门和气动进酸门，启动自用除盐水泵，并缓慢打开喷射器的进口门，调整流量在15～15.5t/h之间。

7.4.5.2打开阳酸计量器的出酸门，同时将阳酸浓度计投入运行，调整浓度在2.5～2.8%之间。

7.4.5.3 当计量器酸液位下降至所需的量后，关闭计量器的出酸门，进酸结束。

7.4.5.4进酸量的多少应根据树脂的运行情况、进水水质、水温以及周期制水量来决定。

7.4.6 置换：充分利用再生管路中和树脂层中的残余盐酸，提高酸利用率，同时用含杂质较少的水置换树脂中的再生产物。

7.4.6.1 保持原再生流量，用除盐水置换40～60min，待排水酸度小于等于10µmol/L时，置换结束。

7.4.6.2 停自用除盐水泵，关喷射器进口门。

7.4.6.3 关闭阳床进酸门、中排门。

7.4.7 小正洗：洗去压脂层中的再生废液和空气，减少对下层树脂的污染。

7.4.7.1 启动自用除盐泵，打开阳床正洗进水门、空气门。

7.4.7.2 待空气门出水后，打开中排门，关闭空气门。

7.4.7.3 待中排出水含钠量小于300 µg/L时，小正洗结束。

7.4.7.4 小正洗流量一般控制在50t/h以下，大概可在5～10min内完成。

7.4.8正洗：洗去树脂层中残余的再生产物和残余的酸液。

7.4.8.1 打开正排门，关闭中排门。

7.4.8.2 正洗流量一般在50t/h左右，大概可在10～20min内完成。

7.4.8.3 当正排出水含钠量小于300微克/升、硬度接近于零时，停止正洗。阳床转入备用。

7.4.8.4 打开阳床出口门，关闭正排门，运行1～2小时后，在出水水质良好的情况下，退出运行备用或继续运行，若运行水质不良，在进一步证实后，重新再生。

阳床用酸再生之后，树脂为H型，运行时吸附其它阳离子，放出H离子，

阴床用碱再生之后，树脂为OH型，运行时吸附其它阴离了，放出OH离子，

放出来的H离子和OH离子反应生成水分子，达到除盐的目的。

弱酸阳床工作原理是运行时，阳树脂(H-R)+(M+)-->：(M-R)+(H+)再生过程为其逆过程。其中M+为金属离子，阳床的作用即是去除水中的除氢离子之外的阳离子。再生是用酸中的氢离子将树脂上吸附的阳离子置换下来。

煤气发电化水站各个水处理设备运行工况已经趋于其最佳工况，但是阳离子交换器在运行中出现失效后再生效果差的问题，主要表现为按照正常的逆流再生程序难以实现再生，必须依靠高浓度(7%-10%)的酸进行浸泡再生，酸耗比增大(再生中酸的用量增大)，同时在再生过程中发现阳树脂颜色较深，呈铁红色(阳树脂正常颜色为米黄色，颜色较淡)，初步分析为铁污染较为严重，严重影响了正常的生产。现从其交换原理，再生方式，再生液的浓度，水源水质等几个方面逐一进行分析，寻找原因。

一、阳离子交换器(阳床)交换原理

化水站选用的阳离子交换器中的阳树脂为强酸性H树脂，简称H型树脂。强酸性H树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的阳离子进行交换。强酸性H树脂是一种人造有机聚合物产品。聚合反应生成具有三度空间立体网状结构的聚合物骨架(树脂母体)，再于骨架上导入不同的化学活性基而成。由于它的活性基如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等都含有活性强酸性H离子可在水中解离出来，用于与其它阳离子进行交换。H型阳离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。化学性质相当稳定摸起来硬而有弹性，机械强度也足够承受相当压力，颜色浅呈透明状。

离子交换的选择性是指离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质。离子交换树脂吸附各种离子的能力不同，有些离子易被交换树脂吸附，但吸着后要把它置换下来就比较困难，而另一些离子很难被吸着，但被置换下来却比较容易，这种性能称为离子交换的选择性。离子交换树脂对水中不同离子的选择性与树脂的交联度、交换基团、可交换离子的性质、水中离子的浓度和水的温度等因素有关。离子交换作用即溶液中的可交换离子与交

1.制取二氧化碳时,不能将稀盐酸换成稀硫酸.因为碳酸钙与稀硫酸生成的硫酸钙(CaSO4)微溶于水,覆盖在碳酸钙表面,阻止稀硫酸与碳酸钙继续接触,使反应停止.2.制取二氧化碳时,不能将稀盐酸换成浓盐酸.因为浓盐酸具有挥发性,使制得的二氧化碳混有氯化氢而不纯.

阳床树脂是酸性。经过预处理的水先通过阳床，水中的阳离子被强酸性阳离子交换树脂吸附，树脂上的H^+被释放到水中。在阳床失效后，阳床树脂中都是些金属阳离子，比如钙镁等离子。如果直接用该除盐水再生阳床，在再生阳床的过程中，很多金属离子遇到OH^-会产生沉淀，覆盖于树脂表面影响再生效果，甚至造成堵塞。但是再生的过程中一般都会加入酸，配成一定浓度的酸溶液，酸会中和掉除盐水的碱性，这样对再生阳床没什么影响，只是多耗点酸而已。

⑴系统不正常不能再生；

⑵每次只能再生一个阳床；

⑶中和池在高液位（75%）时，不能再生；

⑷中和池正在中和或排放时，不能再生；

⑸储槽液位低（25%）时不能再生；

⑹起动再生时，酸计量箱必须在高液位（85%）；

⑺制水批量超过设定值（3864m3）；

⑻该阳床必须在离线状态。