软 化 水 概 述天然水中不论是地下水还是地表水,通常都含有钙、镁盐,他们是锅炉结垢的主要物质。为了保证锅炉的安全运行,有必要在钙盐、镁盐进入锅炉之前,将他们从水中去除水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量,即钙盐与镁盐含量的多少。钙镁离子的总和相当于10毫克氯化钙称之为1“度”。通常根据硬度的大小,把水分成硬水与软水:8度以下为软水,8-16度为中水,16度以上为硬水,30度以上为极硬水。硬度又分为暂时性硬度和水久性硬度。碳酸盐硬度(暂时硬度):主要成分是钙、镁的酸式碳酸盐,其次是钙、镁的碳酸盐,由于这些盐类一经加热煮沸就会分解成为溶解度很小的碳酸盐,硬度大部分可以除去。非碳酸盐硬度(永久硬度):表示水中的钙、镁的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类的含量,这些盐类经加热煮沸不会产生沉淀,使硬度不变化。水的软化就是去除或者降低水的硬度。水的软化方法主要有两种沉淀法即对硬水加热或加药,使水中溶解性钙盐、镁盐等转变成难溶的化合物,从水中沉淀分离出来,使水得到软化。2,、离子交换法利用阳离子交换剂中的阳离子(如Na+、H+、NH4+)把水中的造硬离子(Ca2+、Mg2+)交换出来,从而得到软化前常使用的方法有离子交换法、药剂软化法以及这两种方法的联合使用。一、工作原理软水器有半自动软水器和全自动软水器两种。全自动软水器采用钠离子交换树脂将原水中的钙、镁离子置换出去,经该设备流出后成为硬度极低的软化水。当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后,必须进行再生,用水将树扇中法围饱和的盐水浸泡树脂把树脂里的钙、镁等离子再置换出来,恢复树脂的软化交换能力,并将废液排出。整个再生过程包括:反洗一松动树脂层,吸盐再生一发生交换反应,冲洗(正洗)一将化学反应交换下来的钙、镁离子冲净,注水一为了下次再生。二、软水器的再生周期计算软水器从再生完全至下一次失效的产水量,该值与树脂的工作交换容量、树脂填充量、原水的硬度及软化器的工作状况有关。该值需在运行中监测。一般的估算方法如下:周期产水量(m³)=有效树脂填充量(L)×树脂工作交换容量(mol/L)÷全硬度（mg/L  CaCo3）×50   再生周期=周期产水量÷额定出水量   树脂工作交换容量(mol/L)为定值1,2mol/L。三、产品特点1、自动化程度高全自动软水器经过初期的安装调试后,只需人工定期添加再生用盐,就可在自动条件下实现连续产水,节省大量人力和物力。2.工作交换容量大、盐耗低常用的手动设备,工作人员的操作水平直接影响交换容量、盐耗两项指标的高低。全自动软水设备由于避免了人为因素的影响,实现了严格的自动控制，一般可使树脂工作交换容量达到1300mol/m³左右,而盐耗可小于100g/mol。3、电耗低常用的手动设备至少需要一台盐泵,而且经常出现腐蚀问题,维护工作量也很大,直接影响设备的安全稳定运行。而全自动设备不需盐泵,电耗较低。4.抗腐蚀、抗污染全自动软水器床体采用玻璃钢等防腐材料,管路采用ABS工程材料,耐腐蚀能力强,从而彻底解决了设备腐蚀问题。5、结构合理,安装方便传统手动设备占地面积较大、设备较重,安装需要特殊的士建基础理, 而全自动设备整体设计合理，占地面积与传统设备相比大大减少,轻体结构又使设备安装方便,可根据现场条件灵活布置,6、性能可靠、运行稳定

从多年的实际应用情况来看,全自动软化水设备运行性能稳定,动作灵敏可靠,还从未发生过异常情况。加上本公司丰富的设计及实践经验,完备的售后服务,更使设备处于良好的运行状态。

四、应用范围

可广泛应用于工业锅炉、热交换器、空调、洗衣、沐浴设备及食品、制药、电子酸酒、洗衣、印染、化工等行业。

五、特点

(1)低压电源:杜绝了电气故障、简化了安装,尤其适于有防爆要求的燃油燃气锅炉软水处理;

(2)管理简单:不要求使用者具备专业知识,真正属于“傻瓜全自动”:全部管理只是定期加盐;

(3)连续出水:双罐系统一用一备,可一天24小时连续出水;

(4)流量控制:确保了运行的经济、可靠:;

(5)逆流再生:再生方式采用逆流工艺,且再生和清洗用软化水,实现了低盐耗、高质量出水;

(6)维护简单:故障率极低。

六、设备规格

常规软化器罐体选型表

1、本表所示软水器运行流量是以流速为25m/h的出水流量。

2、每公升树脂再生一次需要0.16kg盐,即102公升要16kg盐。

3、总处理水(升)=树脂量(升)×1000/总硬度(PPMCaCO3)。

全 自 动 软 水 器一.全自动软水器的选型,安装说明及用户须知(一)选型说明1、根据实际用水情况选择设备型号原水硬度≤6mmoL/L时,可按表中所列最大产水量选型。原水硬度≤8mmoL/L时,可按表中所列最大产水量选型。原水硬度≥8mmoL/L时,建议采用二级软化。2、当用水量较稳定时,宜采用时间型控制器进行再生。当用水量不规律且原水水质较差的条件下,采用流量型再生方式。有些情况下还可采用时间型和流量型同时控制的‘延时’再生方式,即当处理的软化水量达到设定值后并不立即进入再生程序,还需兼顾设定时间到达后才开始再生。(二)安装说明1、设备应安装在水平的水泥平台上,距设备一米范围内设排水沟2、盐罐安装应靠近树脂罐且便于加盐,并尽量缩短吸盐管的长度3、在进水管道安装压力表,入口水压应在0.2-0.6Mpa4、环境温度应在2-50c5、软水器与加热设备直接连用时,应保持3米以上的管段并安装单向阀6、设备电源应有接地和单独的插座7、管道应有固定支撑8、进出水管设手动阀门、压力表、进出水管之间设旁通阀,出水处设取样口:进水管必须安装Y型过滤器,以防止管道内污物堵塞阀体造成设备无法正常运行9、盐箱中应保证盐平面始终高于水平面(三)用户须知1、用户需提供原水水质、正常需水量、水压及用水条件等,以便公司推荐合适型号的产品。

2、用户应配备专业的化验员,定期对水质进行化验:化验员需经国家专业部门培训,持证上岗，以确保设备正常安全运行。

3、如设备出现故障不能正常运行,请用户向供方说明情况,以便供方技术人员正确做出判尽快解决问题。

全自动软水器选型表

自动流量型软化控制器选型表

三、全自动软水器

全自动软水器就是将软水器的运行及再生的每一个步骤实现自动控制,并采用时间型,流量型或遥控等方式来启动再生。通常一个全自动软水器的循环过程由下列具体步骤组成：

1、运行

原水在一定的压力流量下,流经装有钠离子型阳离子交换树脂的容器(软水器),树脂中的钠离子与水中的钙镁离子进行交换,使容器出水的钙镁离子含量达到要求。通常把一个软水器所具有的离子交换能力以工作交换容表示,其单位可用mol,eq、ppm,us,grain等。

2、反洗

当树脂中的钠离子全部被钙镁离子交换后,树脂就失效了。树脂失效后,在进行再生之前先用水进行自上而下的反洗。反洗的目的有两个:一是通过反洗使运行中压紧的树脂层松动,有利于树脂颗粒与再生液充分的接触:二是清除运行时在树脂层表面积累的悬浮物及破碎的树脂颗粒,以免交换器的水流阻力越来越大。为了保证反洗时完整的树脂颗粒不被冲走,在设计软水器时,应在树脂层留有一定缓冲空间,反洗强度越大,要求反洗空间越大。通常设计用百分之五十的树脂层高度作为反洗膨胀高度,与此对应的反洗流速为12m/h。反洗的好坏直接影响再生效果。

3、再生

具有适宜浓度的再生液,流量下流经失效的树脂盐层,将树脂还原再生,使其恢复原有的交换能力。

4、慢洗

在再生交换过程结束后,交换器膨胀空间及树脂层中还有尚未参与再生交换的盐液,为了充分利用这部分盐液,采用小于或相当于再生液流速的水进行冲洗,目的在于避免清水与盐液混合。清洗水量通常为树脂体积的0.5-1倍。

5、正洗

正洗的目的是清除树脂层中残留的再生液及再生时的生成物,通常以正常运行流速清洗至出水合格为止。

6、盐箱补水

向盐箱注入适量的水,溶解再生所需的盐。经验表明1立方米水溶解360公斤盐(浓度为26.4%)。为了保证盐液达到饱和,溶解时间不小于6个小时,并始终要保持盐面高于水面。

四、影响软水器交换容量的因素

1、流速

通常流速越大离子交换所需的工作层越大,树脂有效利用率会下降,软水器产水能力会提高。但离子反映的时间是有限的,故流速不能过大。反之流速越小所需的工作层越小,树脂利用率增加,但设备产水能力下降,过小的流速会在造成原水只与树脂表面离子进行交换,水不能进入树脂内部。树脂表面通常仅提供20%的交换容量,树脂内部提供80%的交换容量。合理的交换流速对提高设备产水能力及交换能力是非常重要的,一般建议运行流速控制在(中国20-30m/h,美国4-10gpm/ft2)小型装置可适当提高。

2.水与树脂的接触时间

水与树脂接触的时间越长,交换越充分,但相对单位树脂的产水能力下降,接触时间越短,交换越不充分,单位树脂的交换能力下降,而单位树脂的产水能力提高。因此合理的接触时间对于软水器的经济运行非常重要。一般建议1.0-5.0gpm/ft3树脂或8-4bv/h(每小时流量为树脂装载量的八至四十倍)。

3.树脂层的高度

树脂层越低,流速对其交换能力的影响就越大,当树脂层高度达到30英尺(762mm)时,树脂层高度造成的流速对其交换能力的影响可降到比较低的程度。因此一般建议树脂层高度大于30英尺(762mm)。

4.进水含盐量

进水含盐量的高低直接影出水的水质，而进水含盐量中的钾、钠的总含量对于出水品质的影响非常大。

5、温度

水温增加能同时加快内扩散，提高交换能力，无论是运行或再生，适当的提高水温对软水器是有益的。

6.再生药剂质量(NaCl)

再生药剂纯度越高,树脂再生度越高,出水的离子泄漏量越少,因此提高再生药剂纯度及用软化水溶解盐可提高再生度

7.再生液流量

通常再生液流量越小获得的再生效果越好。但过低的再生液流量会使再生时间过长,使再生药剂绕过树脂表面再生,因此一般要求再生液流量在0.25-0.9gpm/ft3(或顺洗流量4-6m/h逆流再生2-3m/h)。

8、再生药液浓度

根据离子平衡原理,再生液浓度提高,可以使树脂的交换能力提高,但在再生药剂用量一定的条件下,再生液浓度过高会缩短再生液与树脂的接触时间。从而降低了再生效果。一般盐液浓度控制在10%左右。

9.再生药剂用量

树脂的交换在再生理论上是按等当量进行,即1mol的再生药剂可恢复一个lmol的交换容量(即使用58.43的NaCL)。但实际上再生药剂的消耗量要比理论值大得多。试验证明再生药剂用量多,获得的树脂工作交换容量越大,出水水质越好。但随着再生药剂用量的不断增加,工作容量的提高会越来越少。经济性会不断下降。因此再生消耗盐。应根据不同的原水水质,在保证一定的交换能力及水质的条件下,尽可能选用比较经济合理的消耗盐量。在美国通常低压锅炉的软水器,采用240g/L盐再生一升树脂。

10.树脂

不同的树脂所提供的交换能力是不一样的。通常锅炉软化水要求使用的树脂其交联度不应低于7。

五、全自动软水器的设计

1、标准

2、全自动软水器设计

(1)反洗流速计算

通过流量控制孔板来实现对反洗流速的控制

反洗流量=罐体面积X单位面积反洗流量

2)再生剂消耗量确定

为了确保出水水质,对于低压蒸汽锅炉用软水器而言每升树脂选用240克盐,或查阅树脂生产厂家提供的资料。根据出水水质及进水水质来确定再生剂的消耗量。

(3)再生剂浓度

全自动软水器的进盐是通过吸盐射流器将盐箱中的饱和溶液吸入软水器,盐液的浓度是由注入射流器的水流量及被吸入的饱和盐液量的比例来决定。在设计引射器时,已通过计算使得射流器在一定的工作压力(20-60psi)下,其注入软水器的盐液浓度在8-10%之间。

(4)再生液流速

全自动软水器的再生流速是通过选用合适的射流器来保持的。

(5)再生液消耗

全自动软水器的再生剂消耗量是通过控制盐箱补水量来控制再生剂消耗量。

6)再生吸盐设置时间的确定

(7)系统压力计算

全自动软水器压力降由以下几部分组成

控制阀压降、树脂层压降、布水器压降。