혼상 제수량 계산

혼상 내에서는 H⁺형으로 재생된 양이온 교환 수지와 OH⁻형으로 재생된 음이온 교환 수지가 혼합되어 있습니다. 양이온 수지 입자 주변에는 수많은 음이온 수지가 있고, 음이온 수지 입자 주변에도 수많은 양이온 수지가 있습니다. 따라서 혼상은 수많은 양·음이온 교환 수지가 교대로 배열된 다단식 복층으로 볼 수 있습니다.

반도체, 집적 회로, 의약품 등의 산업 분야에서는 혼상을 단독으로 사용하여 물의 화학적 탈염을 수행하는 경우가 많습니다. 양·음이온 수지의 장입량이 단일 층보다 적고, 음이온 수지는 물속의 잔류 CO₂와 가용성 SiO₂도 제거해야 하므로 작업 주기 시간이 크게 단축되고 재생 시간은 오히려 배로 증가합니다. 고압 보일러를 사용하는 발전소에서는 보일러 보충수의 사용량이 많아 혼상을 단독으로 사용하면 재생이 너무 빈번해집니다. 동시에 수질 요구 사항이 매우 높기 때문에 혼상은 일반적으로 1단 복층 탈염 시스템 이후에 직렬로 사용됩니다. 응축수 처리 시에만 단독 혼상이 사용됩니다.

수질 요구 사항이 매우 높은 경우 혼상에 사용되는 수지는 강산성 양이온 수지와 강염기성 음이온 수지여야 합니다. 응축수 처리 시에는 고강도이고 입도 범위가 비교적 균일한 양이온 교환 수지와 음이온 교환 수지를 사용해야 합니다. 일반적으로 혼상 재생 후, 단위 부피 양이온 수지의 RH형 함량은 음이온 수지의 ROH형 함량의 약 2~2.5배이므로, 혼상을 단독으로 탈염에 사용하는 경우 양이온 수지와 음이온 수지의 비율은 일반적으로 1:2입니다.

정상적인 1차 탈염수(≤10μS/cm)를 혼상의 유입수로 사용하며, 혼상 출수의 전기전도도는 ≤0.2μS/cm 이하로 제어됩니다. 주기 제수량의 경험치는 8000~12000배입니다. 유입수 중의 잔류 CO₂, 가용성 SiO₂, 음이온은 모두 음이온 수지 교환으로 제거되어야 하며, 동시에 혼상의 단위 음이온 수지의 교환 용량이 양이온 수지보다 낮기 때문에 혼상의 주기 제수량은 음이온 수지를 기준으로 계산됩니다. 계산 공식은 다음과 같습니다:

양·음이온 수지 제수량 계산 공식

• 수지 부피(m³)：혼상 음이온 수지 부피를 의미
• 수지 작업 교환 용량：혼상 음이온 수지의 작업 교환 용량은 일반적으로 400 mol/m³-R
• 유입수 중 음이온(Cl⁻, SO₄²⁻, 잔류 CO₂, 가용성 SiO₂)의 총 몰 농도：고객이 제공한 수질 보고서에 따라 계산

예시：전기전도도 3.2μS/cm는 염분 함량이 3.2/(염분의 분자량, 일반적으로 100을 취함. 경험치) = 0.032mmol/L에 해당합니다. 출수 전기전도도를 0.4μS/cm 이하로만 제어하면 되므로 실제 작업 교환 용량은 550mmol/L여야 하며, 단위 부피 수지의 제수량은：

현재 직경 200mm, 높이 800mm로 충전하면 수지는 10.5L입니다. 양이온：음이온 = 1：2로, 혼상의 제수량 배율을 추정하면：

운전 유속은 140m/h이며, 유량은：

실제 운전 시간은：

약 41시간에 해당합니다.