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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要 本实验以离子交换树脂法对水的处理，对其在硬水中去除离子态物质，制取软水、纯净水和超纯水进行了研究。对离子树脂的投加量，再生，转换量等，设计了正交实验的方案，找到最佳工艺，就能节约酸碱，节约经费，保护环境，生产更合适的锅炉用水。关键词：离子交换法；工业用水；硬水处理；活动位级；一、工业锅炉是中国重要的热能动力设备,中国是当今世界燃煤工业锅炉生产和使用得最多的国家:近10 年每年生产工业锅炉34 万台、810 万蒸吨。全国工业锅炉装机总量2001 年为53 万台、120 万蒸吨。19922001 年的10 年间,平均每年新增工业锅炉7258 台、21690 蒸吨。现
2、在我国在用锅炉持续增长，锅炉用水量也在逐年增长。水是锅炉工作的重要工质, 它在锅炉中温度发生剧烈的变化, 经常发生相变。变化过程中水中的杂质也将随之发生各种变化。自然界的水是不纯净的,它含有多种杂质, 颗粒最大的称为悬浮物, 其次是胶体, 最小的是离子和分子, 即溶解物质。水中的溶解物质主要是钙、镁、钾、钠等盐类和一些溶解性气体( CO2、O2 等) , 水中的溶解物质对锅炉的运行会带来危害。二、锅炉水处理的现状锅炉采用的天然水中含有钙、镁、氯等离子以及溶解氧,进入锅炉后会导致锅炉结垢、腐蚀、汽水共腾等现象,严重时造成锅炉使用不安全、寿命缩短,浪费大量人力、财力等。据有关数据表明,锅炉每结生水
3、垢1mm,浪费燃料5%8%。我国现有在用锅炉54万多台,每年全国工业锅炉大约耗煤6亿吨,但由于锅炉水处理不当、蒸汽冷凝水回用率低、燃烧不完全等原因造成相当巨大的燃料损失。由于用户对水处理不够重视,锅炉水质合格率偏低,锅炉内受热面结生水垢的现象较为普遍,造成的能源浪费十分惊人。我国每年因水处理不良造成严重结垢直到设备破裂的事故数占锅炉设备事故数的比例高达35%。实验部分 实验原理 RH+M+RM+H+ (11) ROH+NRN+OH (12)式中、 式中RH、ROH为离子交换树脂，R为离子交换树脂的有机基因是非常稳定的，M+指水中阳离子，N-指水中阴离子在水处理中，原水（一般是用自来水或地下水）
4、，首先经过阳离子交换，进行（11）式反应，反应后的H+会与水中的CO32-和HCO3-产生CO2 HCO3-+H+ CO2 CO32- + 2 H+CO2 经过分离后进入空气中。然后进入阴离子交换，进行（12）式反应，从而除去水中阳离子和阴离子。两部所生成的H+和OH+结合成水，这样即可把水中的阳离子和阴离子几乎都除去，得到符合标准的工业锅炉用水。但是在（11）式反应和（12）式反应中，根据化学平衡原理，当有机R已被水中阳离子和阴离子饱和后，就不能进行反应，必须用酸和碱对离子树脂进行再生，即进行（11）和（12）的逆反应： RM+H+CO2 CO32-+2H+CO2 在反应过程中，需要进行加酸
5、、加碱等过程，使离子交换树脂还原，恢复正常的处理水功能。从以上可以看出，用离子交换树脂处理硬水，其关键在于离子交换树脂的再生，所以就要把握酸碱的用量。过多就会浪费，提高生产成本而且造成污染不利于小型企业发展；过少，离子交换树脂再生不好，处理的水质量不高，轻则重新处理，重则影响锅炉，造成安全隐患。因此找到最佳用量，就能节约成本，保护环境，处理出高质锅炉用水，避免发生危险。 综合以上因素，列出下面的因素位级表（表2，3），并对其做出试验方案： 表2因素位级再生水平（kg|m3）再生液浓度（%）再生液流速（m|h）运行量（t|h）1351.53402402.04503452.5560此表为阳离子正交
6、水平因素，表中再生水平即为每立方米树脂的盐酸用量。 序号再生水平（KG|M3）再生液浓度（%）再生液流速（M|H）运行量（T|H）制水量（t）耗酸量（g|mol）交换容量（mol|m3）123456789 表3 因素位级再生水平（kg|m3）再生液浓度（%）再生液流速（m|h）运行量（t|h）1100.83402131.24503161.6560参考文献：1 古国榜、李朴编，无机化学，北京，化学工业出版社，2005.7:180188.2 杨子胥，正交表的构造M ，济南，山东人民出版社，1978：276324.3 顾夏声、黄铬荣、王占生，水处理工程M ，北京，清华大学出版社，1985.4 闻瑞梅、王在忠，高纯水技术M ，北京：科学出版社，1988:81174.专心-专注-专业