軟化設(shè)備適用于:鍋爐軟化水設(shè)備、飲用水軟化設(shè)備、工業(yè)軟化水設(shè)備、食品乳業(yè)、飲料釀酒用軟化設(shè)備等領(lǐng)域。
水中鈣鎂離子的存在是當(dāng)水溫變化時(shí)形成水垢的主要原因。目前在國(guó)內(nèi)常用的軟化水設(shè)備主要有手動(dòng)式、國(guó)產(chǎn)組合式、進(jìn)口多路閥式幾種,其中進(jìn)口多路閥式軟化水是目前市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品,這種設(shè)備以進(jìn)口的多路閥及控制器為核心,配用國(guó)產(chǎn)的樹(shù)脂罐、鹽箱、管道等材料構(gòu)成全自動(dòng)軟化水設(shè)備。
進(jìn)口多路閥主要品牌有阿圖祖(GE/Autotrol,又譯為奧特洛)、富萊(Pentair/Fleck,也譯為弗萊克),可以提供最小0.5t/h,達(dá)200t/h左右的處理量。
普通的水中含有多種可溶解的化合物,有些物質(zhì)的溶解度隨著溫度的變化有較明顯的變化,其中的碳酸鈣、碳酸鎂類的物質(zhì),其溶解度隨著溫度的升高而下降。當(dāng)溫度升高時(shí),原來(lái)溶解于水中的碳酸鈣、碳酸鎂析出形成沉淀物,這些沉淀物可以是以絮狀、粉末狀,或沉積在容器、管道表面,形成水垢。
用來(lái)衡量鈣鎂離子總量的指標(biāo)是硬度,總的說(shuō)來(lái),水的硬度主要由鈣(Ca2 +)、鎂(Mg2+)離子構(gòu)成的,其具體指標(biāo)是同類離子折合為碳酸鈣來(lái)計(jì)時(shí)的數(shù)值,目前標(biāo)準(zhǔn)單位是mmol/L(毫摩爾每升)。傳統(tǒng)的單位有mgN/L (毫克當(dāng)量每升)、德國(guó)度、美制(英制)等,目前在國(guó)內(nèi)常用的硬度單位是mg/L(毫克每升)、mmol/L(毫摩爾每升)、mgN/L(毫克當(dāng)量每 升),偶爾會(huì)有用戶使用德國(guó)度,用德國(guó)度除以2.8即可換算為國(guó)標(biāo)的數(shù)值mmol/L(毫摩爾每升),如果采用美制的Grain/Gallon(格令每加 侖),需要對(duì)單位進(jìn)行多次算換,此處不細(xì)講。
鈣鎂離子含量較多的水稱為硬水,鈣鎂離子含量較少的水稱為軟水。硬水與軟水只是通俗上的叫法,并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的量的概念,在實(shí)際中,行內(nèi)一般把硬度低于3mmol/L的水稱為較軟的水,3-6稱為普通水,6-8稱為較硬的水,10以上稱為高硬水。(工業(yè)上采用截然不同的標(biāo)準(zhǔn),工業(yè)上一般只有硬度<1的水稱作軟水,1-10之間都經(jīng)常籠統(tǒng)地稱為硬水,硬度>10的水也多稱為高硬水)
由于水垢的沉積對(duì)人們的生活及生產(chǎn)均有很明顯的影響,所以生產(chǎn)用水和生活用水均對(duì)硬度指標(biāo)有一定的要求,特別是鍋爐用水中若含有硬度鹽類,會(huì)在鍋爐 受熱面上生成水垢,從而降低鍋爐熱效率、增大燃料消耗,甚至因金屬壁面局部過(guò)熱而損傷部件、引起爆炸。因此對(duì)于低壓鍋爐要進(jìn)行水的軟化處理;對(duì)于中、高壓鍋爐要進(jìn)行水的軟化與脫鹽處理。
采用某種方法降低水的硬度的過(guò)程叫做“軟化”(一般是指采用設(shè)備),相應(yīng)的設(shè)備叫“軟水器”(或叫“軟水機(jī)、軟化器”等)。
常用的軟化方法
將硬水軟化,避免水垢的沉積有很多種方法,經(jīng)常使用的方法有:
1)離子交換法:采用特定的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來(lái),由于鈉鹽的溶解度很高,所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前的標(biāo)準(zhǔn)方式。主要優(yōu)點(diǎn)是:效果穩(wěn)定準(zhǔn)確,工藝成熟??梢詫⒂捕冉抵?span lang="EN-US">0。采用這種方式的軟化水設(shè)備一般也叫做“離子交換器” (由于采用的多為鈉離子交換樹(shù)脂,所以也多稱為“鈉離子交換器”)。
2)膜分離法:反滲透膜(RO)可以攔截水中的鈣鎂離子,從而從根本上降低水的硬度。這種方法的特點(diǎn)是:效果明顯而穩(wěn)定,處理后的水適用范圍廣。
3)石灰法:向水中加入石灰,主要是用于處理大流量的高硬水,只能將硬度降到一定的范圍。
4)加藥法:向水中加入專用的阻垢劑,可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結(jié)合的特性,從而使水垢不能析出、沉積。目前工業(yè)上可以使用的的阻垢劑很多。這種方法的特點(diǎn)是:一次性投入較少,適應(yīng)性廣;但水量軟大時(shí)運(yùn)行成本偏高,由于加入了化學(xué)物質(zhì),所以水的應(yīng)用受到很大限制,一般情況下不能應(yīng)用于飲用、食品加工、工業(yè)生產(chǎn)等方面。在民用領(lǐng)域中也很少應(yīng)用。由于加藥法只是從化學(xué)原理上阻止水垢的生成,并沒(méi)有降低水的硬度,所以一般不歸入軟化方法中,而是稱為阻垢。
根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)及特點(diǎn),在工業(yè)鍋爐及工業(yè)生產(chǎn)中的方式是離子交換法(目前基本上是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備),普通情況下所說(shuō)的“軟水器”一般均指這種設(shè)備。
在餐飲、食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域、空調(diào)、工業(yè)循環(huán)水等應(yīng)用中,也多采用離子交換法對(duì)補(bǔ)水進(jìn)行處理。
商業(yè)領(lǐng)域的空調(diào)及工業(yè)上溫度較低(溫度在60度左右)的冷卻循環(huán)水,多采用電磁法進(jìn)行全流量處理,即對(duì)所有循環(huán)水進(jìn)行處理,同時(shí)多數(shù)情況下配合補(bǔ)充水采用離子交換法處理或循環(huán)水采用加藥方法以保證效果。
離子交換法的工作原理
離子交換樹(shù)脂是一種聚合物,帶有相應(yīng)的功能基團(tuán)。一般情況下,常規(guī)的鈉離子交換樹(shù)脂帶有大量的鈉離子。
當(dāng)水中的鈣鎂離子含量高時(shí),離子交換樹(shù)脂可以釋放出鈉離子,功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。硬水就變?yōu)檐浰?,這是軟化水設(shè)備的工作過(guò)程。
當(dāng)樹(shù)脂上的大量功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合后,樹(shù)脂的軟化能力下降,可以用氯化鈉溶液流過(guò)樹(shù)脂,此時(shí)溶液中的鈉離子含量高,功能基團(tuán)會(huì)釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合,這樣樹(shù)脂就恢復(fù)了交換能力,這個(gè)過(guò)程叫作“再生”。
由于實(shí)際工作的需要, 軟化水設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)工作流程主要包括:
工作(有時(shí)叫做產(chǎn)水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個(gè)過(guò)程。不同軟化水設(shè)備的所有工序非常接近,只是由于實(shí)際工藝的不同或控制的需要,可能會(huì)有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎(chǔ)的軟化水設(shè)備都是在這五個(gè)流程的基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的(其中,全自動(dòng)軟化水設(shè)備會(huì)增加鹽水重注過(guò)程)。
反洗:工作一段時(shí)間后的設(shè)備,會(huì)在樹(shù)脂上部攔截很多由原水帶來(lái)的污物,把這些污物除去后,離子交換樹(shù)脂才能曝露出來(lái),再生的效果才能得到保證。反洗過(guò)程就是水從樹(shù)脂的底部洗入,從頂部流出,這樣可以把頂部攔截下來(lái)的污物沖走。這個(gè)過(guò)程一般需要5-15分鐘左右。
吸鹽(再生):即將鹽水注入樹(shù)脂罐體的過(guò)程,傳統(tǒng)設(shè)備是采用鹽泵將鹽水注入,全自動(dòng)的設(shè)備是采用專用的內(nèi)置噴射器將鹽水吸入(只要進(jìn)水有一定的壓力即可)。在實(shí)際工作過(guò)程中,鹽水以較慢的速度流過(guò)樹(shù)脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹(shù)脂的效果好,所以軟化水設(shè)備都是采用鹽水慢速流過(guò)樹(shù)脂的方法再生,這個(gè)過(guò)程一般需要30分鐘左右,實(shí)際時(shí)間受用鹽量的影響。
慢沖洗(置換):在用鹽水流過(guò)樹(shù)脂以后,用原水以同樣的流速慢慢將樹(shù)脂中的鹽全部沖洗干凈的過(guò)程叫慢沖洗,由于這個(gè)沖洗過(guò)程中仍有大量的功能基團(tuán)上的鈣鎂離子被鈉離子交換,根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),這個(gè)過(guò)程中是再生的主要過(guò)程,所以很多人將這個(gè)過(guò)程稱作置換。這個(gè)過(guò)程一般與吸鹽的時(shí)間相同,即30分鐘左右。
快沖洗:為了將殘留的鹽沖洗干凈,要采用與實(shí)際工作接近的流速,用原水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行沖洗,這個(gè)過(guò)程的最后出水應(yīng)為達(dá)標(biāo)的軟水。一般情況下,快沖洗過(guò)程為5-15分鐘。
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上常見(jiàn)的進(jìn)口軟化水多路閥主要是Autotrol和Fleck兩個(gè),這兩個(gè)品牌在市場(chǎng)上的占有率共計(jì)超過(guò)了80%。
技術(shù)參數(shù):
原水硬度:3-10mg-N/L
出水殘余硬度:≤0.03mg-N/L
工作壓力:0.2-0.6MPa
工作溫度:2
自控電源:220V 50Hz
耗電量:10W
樹(shù)脂型號(hào):001×7型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂
入口壓力低于0.2MPa需加裝管道泵
設(shè)備總壓損:0.03Mpa
TD-R系列單罐型全自動(dòng)軟水器技術(shù)規(guī)格表
型 號(hào) | 額定出水量 | 樹(shù)脂交換器 | 樹(shù)脂填充量 | 鹽箱 |
TD-R844 | 0.1-0.5 | 200×1200 | 25×1 | 350×750 |
TD-R1054 | 0.5-0.1 | 250×1400 | 50×1 | 430×820 |
TD-R1252 | 1.2-2.0 | 300×1650 | 75×1 | 430×820 |
TD-R1465 | 2-3 | 300×1650 | 100×1 | 530×970 |
TD-R1665 | 3-4 | 400×1650 | 125×1 | 660×1100 |
TD-R2162 | 5-6 | 500×1750 | 225×1 | 660×1100 |
TD-R2472 | 6-8 | 600×1850 | 300×1 | 760×1220 |
TD-R3072 | 10-12 | 750×1950 | 550×1 | 760×1220 |
TD-R3672 | 12-15 | 900×1950 | 700×1 | 760×1220 |
TD-R4272 | 20-25 | 1000×2200 | 860×1 | 1080×1150 |
TD-R4872 | 26-30 | 1200×2400 | 1350×1 | 1360×1630 |
TD-R5472 | 35-40 | 1500×2400 | 2000×1 | 1360×1630 |
TD-R6386 | 45-50 | 1600×2400 | 2300×1 | 1360×1630 |
TD-R系列雙罐型全自動(dòng)軟水器技術(shù)規(guī)格表
型 號(hào) | 額定出水量(m3/h) | 樹(shù)脂交換器 | 樹(shù)脂填充量 | 鹽箱 |
TD-R1054 | 0.5-0.1 | 250×1400 | 50×2 | 430×820 |
TD-R1252 | 1.2-2.0 | 300×1650 | 75×2 | 430×820 |
TD-R1465 | 2-3 | 300×1650 | 100×2 | 530×970 |
TD-R1665 | 3-4 | 400×1650 | 125×2 | 660×1100 |
TD-R2162 | 5-6 | 500×1750 | 225×2 | 660×1100 |
TD-R2472 | 6-8 | 600×1850 | 300×2 | 760×1220 |
TD-R3072 | 10-12 | 750×1950 | 550×2 | 760×1220 |
TD-R3672 | 12-15 | 900×1950 | 700×2 | 760×1220 |
TD-R4272 | 20-25 | 1000×2200 | 860×2 | 1080×1150 |
TD -R4872 | 26-30 | 1200×2400 | 1350×2 | 1360×1630 |
TD-R5472 | 35-40 | 1500×2400 | 2000×2 | 1360×1630 |
TD-R6386 | 45-50 | 1600×2400 | 2300×2 | 1360×1630 |