混床離子交換樹脂產水量如何計算?系統設計公式與操作指南

混床製水量計算
在混合床內,再生後 H⁺型的陽離子交換樹脂和再生後 OH⁻型的陰離子交換樹脂混合在一起,在陽樹脂顆粒的周圍有許許多多的陰樹脂,在陰樹脂顆粒的周圍也有許許多多的陽樹脂。所以,混合床可以看作是由許許多多陽、陰離子交換樹脂交錯排列而組成的多級式複床。
在半導體、積體電路、醫藥等工業部門常常單獨使用混合床進行水的化學除鹽,由於陽、陰樹脂的裝入量都比單設一床時少,並且陰樹脂還要負擔除去水中殘留 CO₂ 和可溶性 SiO₂ 的,所以工作週期時間大大減少,再生時間反而成倍增加。在採用高參數鍋爐的發電廠中,由於鍋爐補給水的用量較大,如單獨使用混合床,再生將過於頻繁。同時,由於對水質要求又很高,所以混合床都是串聯在一級複床除鹽系統之後來使用。只有在處理凝結水時,才使用單獨的混合床。
在對水質要求很高時,混合床中所用的樹脂必須是強酸性陽樹脂和強鹼性陰樹脂。在處理凝結水時,必須使用高強度粒度範圍較均勻的陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。一般來說,混合床再生後,單位體積陽樹脂 RH 型含量約為陰樹脂 ROH 型含量的 2~2.5 倍,所以如單獨採用混合床除鹽,其陽樹脂與陰樹脂的比例通常是 1:2。
正常一級除鹽水(≤10μs/cm)作為混床進水,混床出電導率控制≤0.2μs/cm 以下,週期製水量經驗值在 8000~12000 倍。進水中殘留 CO₂ 和可溶性 SiO₂、陰離子都需要陰樹脂交換去除,同時混床單位陰樹脂的可交換容量低於陽樹脂,混床週期製水量都以陰樹脂來計算,計算公式如下:
陰陽樹脂製水量計算公式
- 樹脂體積(m³):指混床陰樹脂體積
- 樹脂工作交換容量:混床陰樹脂工交一般為 400 mol/m³-R
- 進水中陰離子(Cl⁻、SO₄²⁻、殘留 CO₂、可溶性 SiO₂)的總莫爾濃度:根據客戶提供的水質報告計算
舉例:電導率 3.2μs/cm,相當於含鹽量為 3.2/(鹽分相對分子量質量,一般取 100,為一經驗值) = 0.032mmol/L,因控制出電導率只要達到 0.4μs/cm 以下,實際工作交換容量應該在 550mmol/L,那麼單位體積樹脂製水量為:
現在是 200mm 的裝 800mm 高,那樹脂就是 10.5 升樹脂,陽:陰 = 1:2,估算混床的製水量倍率:
運行流速為 140m/h,流量就是:
實際運行時間為:
相當於 41 小時。