離子交換器工作原理

A. 軟化水制備的原理

軟化水制備的原理是：鈉離子交換。

軟化水制備使用的技術是樹脂分離軟水技回術。當含有答硬度的原水通過交換器的樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，同時釋放出鈉離子，易結垢的鈣鎂化合物就轉變為不形成水垢的易溶性鈉化合物，這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。

通過離子交換原理制備出的軟化水可適用於浴室、廚房、洗衣、暖氣、鍋爐、中央空調設備供水等廣大領域。

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軟化水制備的工作程序是：

1、供水：未處理的水通過樹脂層，發生交換反應，產生軟水。

2、反洗：水從樹脂層下部進入，松動樹脂，去除細碎雜物。

3 、進鹽水再生：利用較高濃度的鹽水（Nacl）流過樹脂，將失效樹脂重新還原為鈉型可用樹脂。

4、 沖洗：按照供水時的流程使水通過樹脂沖洗掉多餘的鹽液和再生交換下來的鈣、鎂離子。

5、注水：向鹽箱內注水，溶解食鹽，以備下次再生所用。

B. 無頂壓逆流再生鈉離子交換器的工作原理

在鈉離子交換器內裝有一定高度的鈉離子交換樹脂作為交換劑 。生水自上而下地通專過交換劑屬層，交換劑上的鈉離子置換了生水中的鈣、鎂離子、使水得到了軟化。
Ca2++2NaR → CaR+2Na+
Mg2++2NaR → MgR+2Na+
交換劑上的鈉離子逐漸被鈣、鎂離子所取代，當使用一段時間以後，就會泄漏出鈣、鎂離子,在出水的硬度達到所規定的數值時，即停止運行,進行再生。再生時將5～8% 的鹽水由下向上地通過交換劑層。鹽液中的鈉離子又置換出交換劑上的鈣、鎂離子，使交換劑得到再生，恢復其交換能力。反應如下：
CaR+2Na+→ Ca2++2NaR
MgR+2Na+→ Mg2++2NaR

C. 鈉離子交換器工作原理

工作原理復：
全自動浮動床鈉制離子交換器，依託專利技術——平面密封集成多路閥的先進技術，用轉動對位方式實現液相的切換，控制原水、軟化水、鹽液和廢水在系統內的流量和流向，自動完成交換器周期循環軟化過程的全自動。
總之，鈉離子交換器是用於降低水中的硬度，生水由上而下通過交換器進行軟化，水中含有的鎂、鈣、陽離子與水交換劑的鈉離子互相交換；生水被軟化成為極少的鈣、鎂、鹽類的水，也就是軟水。其剩餘硬度不超過0.03毫克／升。

D. 軟水器的工作原理有哪些

軟水器工作原理
軟水器是應用離子交換技術，通過樹脂上的功能離子與水中的鈣、鎂離子進行交換，從而吸附水中多餘的鈣、鎂離子，達到去除水垢（碳酸鈣或碳酸鎂）的目的。
軟水器中裝有軟化劑樹脂，這種人造的離子交換樹脂上有軟性礦物質鈉，可以與溶解在水中的鈣、鎂等硬性礦物質發生離子交換反應，而鈉不會以水垢的形式堆積在物體表面上，所以對與它接觸的物體危害很小。樹脂是一種多孔的、不可溶性交換材料。在現代的軟水器中裝有千百萬顆微細的塑料球（珠），所有小球都含有許多吸收正離子的負電荷交換位置。當樹脂處在新生狀態時，這些電荷交換位置被帶正電荷的鈉離子占據。樹脂優先結合帶較強電荷的陽離子，鈣和鎂離子的電荷比鈉離強，當含有鈣、鎂離子的水經過樹脂貯槽時，鈣、鎂離子與樹脂小珠接觸，從交換位置上取代鈉離子。經過離子交換後，鈣、鎂離子就被吸附在軟水器內的樹脂上，流出的水就變軟了。最後，所有樹脂都吸附滿鈣、鎂離子後，就不能再進行工作了，而需要再生處理。
軟水器樹脂的再生是用氯化鈉和水的稀溶液進行的。在再生過程中，首先停止軟水器的工作水流，從鹽水槽引出的鹽水與另外的稀釋水流混合，稀鹽水溶液流經樹脂，與附有鈣、鎂離子的樹脂接觸。盡管鈣和鎂離子帶有的電比鈉離子強，但濃鹽溶液含有千百萬個較弱電荷的鈉離子，有取代數目較少的鈣和鎂離子的能力。這樣，當鈣、鎂離子被取代交換後，樹脂就再生了，便為下一次軟化工作做好了准備。如此循環往復。

E. 軟化水設備的工作原理

軟化水設復備的工作原制理是：由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般採用陽離子交換樹脂(軟水器)，將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來，隨著樹脂內Ca2+、Mg2+的增加，樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後，就必須進行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示鈉離子交換軟化處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過程如下：2RNa
+ Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
即水通過鈉離子交換器後，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。一般控制閥的運行流程為：運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。

F. 工業純水機的工作原理

本純水系統設計結合化工行業用純水的要求，制定出標准型適合在本行業使用的純水系統。以下對系統的介紹：
離子交換純水系統
本系統設計採用多介質過濾器、活性炭過濾器作及保安過濾器作為前級處理，有效除去原水中的懸浮物、泥砂、微粒、有機硅膠體、有機物、異味、余氯等雜質，使經過離子交換處理後的水質符合工業生產要求。在經過後端進行精處理系統（混床系統），使其產水水質滿足生產用水的要求。離子交換設備-離子交換技術有相當長的歷史，某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂，並開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。
工業超純水設備原理描述
離子交換是一種特殊的固體吸附過程，它是由離子交換劑的電解質溶液中進行的。一般的離子交換劑是一種不溶於水的固體顆粒狀物質，即離子交換樹脂。它能夠從電解質溶液中吸取某種陽離子或者陰離子，而把自身所含的另外一種帶相同電荷符號的離子等量地換出來，並釋放到溶液中去，這就是所謂的離子交換。按照所交換離子的種類，離子交換劑可分為陽離子交換劑和陰離子交換劑兩大類。
離子交換的基本工作原理是
1、首先電解質離子（鈣、鎂、鐵、鈉等離子）穿過液膜進入樹脂表面；
2、離子進入樹脂內部；
3、離子交換；
4、H離子或OH根離子向樹脂外部擴散；
5、H離子或OH根離子進入水中形成H2O。雙床又稱復床，復床是用陽、陰兩種不同的離子交換的交換器的串聯方式，如強酸性陽離子交換樹脂和強鹼性陰離子交換樹脂串聯的方式。這種陽床和陰床串聯組成的設備稱為復床，水先經過陽床除去帶正電的離子（如Ca2+、Mg2+、K+、Na+），並且置換出H+離子到水中；然後除去水中的陰性離子（如SO2-4、Cl-、HCO- 3），並且置換出OH-離子到水中。同時，H+離子和OH-離子結合形成水H2O，從而達到去離子的作用。
混床工作原理
在同一個交換器中，將陰、陽離子交換樹脂按照一定的體積比例進行填裝，在均勻混合狀態下，進行陰、陽離子交換，從而除去水中的鹽分，稱為混合床除鹽處理。混合床的陰、陽離子交換樹脂在交換過程中，由於是處於均勻混合狀態，交錯排列，互相接觸，可以看作是由許許多多的陰、陽離子交換樹脂而組成的多級式復床，可相當於1000～2000級。因為是均勻混合，所以，陰、陽離子的交換反應幾乎是同時進行的，所產生的H+和OH-隨即合成H2O，交換反應進行得很徹底，出水水質高。
系統結構流程前處理設備（多介質過濾設備、活性炭過濾設備）+離子交換設備=純水
應用范圍
發電廠、熱電廠.給水循環冷卻（凝結）.水化工、石化工藝用水.化工反應冷卻用水
預處理
包括砂濾、多介質過濾、軟化、加氯、調節pH、活性碳過濾、脫氣等。過濾可除去 1～20微米大小的顆粒，軟化和調節pH可防止反滲透膜結垢，加氯是殺菌。活性碳過濾是除去有機物和自由氯，脫氣是清除溶於水中的CO2等。
脫鹽
包括電滲析、反滲透、離子交換。電滲析的原理是在外加直流電場作用下利用陽離子和陰離子交換膜對離子選擇性透過，脫鹽率可達95%以上。反滲透是滲透現象的逆過程，在濃溶液上加壓力，使溶劑從濃溶液一側通過半透膜向稀溶液一側反向滲透，脫鹽可達98%，並能除去99%的細菌顆粒和溶解在水中的有機物。離子交換的原理是當水通過陽離子交換樹脂時，水中的陽離子被陽離子交換樹脂吸附，樹脂上可交換的陽離子如H離子被置換到水中，並和水中的陰離子結合成相應的無機酸，如 超純水這種含有無機酸的水，當下一步通過陰離子交換樹脂層時，水中的陰離子被陰離子交換樹脂吸附。樹脂上可交換的陰離子如OH離子被置換到水中，並與水中的H離子結合成水，即 超純水 。

精處理
包括紫外線殺菌、終端膜過濾和超濾。紫外線殺菌是因生物體的核酸吸收紫外線光的能量而改變核酸自身結構，破壞核酸功能而使細菌死亡。殺菌最強的光譜波長為2600埃。各種膜過濾能除掉直徑大於 0.2微米的顆粒，但對於清除有機物則不如反滲透和超濾有效。超濾是把各種選擇性的分子分離。在超濾過程中，水在壓力下流過一個卷式或中空纖維膜棒。膜孔徑在10～200埃范圍內，薄膜厚度為0.1～0.5微米，附在一個中孔的纖維棒內壁上，超濾能除去細菌和0.05微米的粒子。

G. 全自動鈉離子交換器的工作原理

當樹脂吸收一定量的鈣、鎂離子之後，就必須進行再生。再生過程就是用鹽箱中的食鹽專水沖洗屬樹脂層，把樹脂上的硬度離子再置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換的能力。
軟水器由樹脂罐（主罐和付罐）、水力控制閥和鹽箱三個主要部分組成。其基本原理是：水力控制閥內的兩個渦輪在水流的推動下，分別帶動兩組齒輪，巧妙地根據累積流量的變化地，驅動不同通道的閥門開閉，自動完成軟水器的運行、再生、清洗、排污以及鹽箱補水的循環過程，並在兩罐之間自動切換，一用一備，確保不間斷地供應軟水。

H. 一般電廠的陰陽離子交換器的工作原理

陽床用酸再生之後，樹脂為H型，運行時吸附水中的陽離子，放出H離子，
陰床用鹼再生之後，樹脂為OH型，運行時吸附水中的陰離了，放出OH離子，
放出來的H離子和OH離子反應生成水分子，達到除鹽的目的。

I. 混合離子交換器的工作原理是什麼

陽、陰兩種離子交換樹脂，互相充分地混合在一個離子交換器內，同時進行陽、陰離子交換的設備。簡稱混床。所謂混床，就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填於同一交換裝置中，對流體中的離子進行交換、脫除。由於陽樹脂的比重比陰樹脂大，所以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。

一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝填比例為1：1.5的，可按不同樹脂酌情考慮選擇。混床也分為體內同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運行及整個再生過程均在混床內進行，再生時樹脂不移出設備以外，且陽、陰樹脂同時再生，因此所需附屬設備少，操作簡便。混合床離子交換法，就是把陰、陽離子交換樹脂放置在同一個交換器中，在運行前將它們均勻混合，所以可看著是由無數陰、陽交換樹脂交錯排列的多級式復床，水中所含鹽類的陰、陽離子通過該項交換器，則被樹脂交換，而得到高度純水。在混合床中，由於陰、陽樹脂是相互混勻的，所以其陰、陽離子交換反應幾乎同時進行，或者說，水的陽離子交換和陰離子交換是多次交錯進行的，經H型交換所產生的H+和經過OH型交換所產生的OH-都不能積累起來，基本上消除反離子的影響，交換進行得比較徹底。由於進入混合床的初級純水質較好，交換器的負載較輕，樹脂的交換能力很長時間才被子耗竭。本混合床採用體內再生法，再生時首先利用兩種樹脂的比重不同，用反洗使用權陰、陽離子交換樹脂完全分離，陽樹脂沉積在下，陰樹脂浮在上面，然後陽樹脂用鹽酸（或硫酸）再生，陰樹脂用燒鹼再生。