离子交换器工作原理

A. 软化水制备的原理

软化水制备的原理是：钠离子交换。

软化水制备使用的技术是树脂分离软水技回术。当含有答硬度的原水通过交换器的树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，同时释放出钠离子，易结垢的钙镁化合物就转变为不形成水垢的易溶性钠化合物，这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。

通过离子交换原理制备出的软化水可适用于浴室、厨房、洗衣、暖气、锅炉、中央空调设备供水等广大领域。

(1)离子交换器工作原理扩展阅读

软化水制备的工作程序是：

1、供水：未处理的水通过树脂层，发生交换反应，产生软水。

2、反洗：水从树脂层下部进入，松动树脂，去除细碎杂物。

3 、进盐水再生：利用较高浓度的盐水（Nacl）流过树脂，将失效树脂重新还原为钠型可用树脂。

4、 冲洗：按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉多余的盐液和再生交换下来的钙、镁离子。

5、注水：向盐箱内注水，溶解食盐，以备下次再生所用。

B. 无顶压逆流再生钠离子交换器的工作原理

在钠离子交换器内装有一定高度的钠离子交换树脂作为交换剂 。生水自上而下地通专过交换剂属层，交换剂上的钠离子置换了生水中的钙、镁离子、使水得到了软化。
Ca2++2NaR → CaR+2Na+
Mg2++2NaR → MgR+2Na+
交换剂上的钠离子逐渐被钙、镁离子所取代，当使用一段时间以后，就会泄漏出钙、镁离子,在出水的硬度达到所规定的数值时，即停止运行,进行再生。再生时将5～8% 的盐水由下向上地通过交换剂层。盐液中的钠离子又置换出交换剂上的钙、镁离子，使交换剂得到再生，恢复其交换能力。反应如下：
CaR+2Na+→ Ca2++2NaR
MgR+2Na+→ Mg2++2NaR

C. 钠离子交换器工作原理

工作原理复：
全自动浮动床钠制离子交换器，依托专利技术——平面密封集成多路阀的先进技术，用转动对位方式实现液相的切换，控制原水、软化水、盐液和废水在系统内的流量和流向，自动完成交换器周期循环软化过程的全自动。
总之，钠离子交换器是用于降低水中的硬度，生水由上而下通过交换器进行软化，水中含有的镁、钙、阳离子与水交换剂的钠离子互相交换；生水被软化成为极少的钙、镁、盐类的水，也就是软水。其剩余硬度不超过0.03毫克／升。

D. 软水器的工作原理有哪些

软水器工作原理
软水器是应用离子交换技术，通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而吸附水中多余的钙、镁离子，达到去除水垢（碳酸钙或碳酸镁）的目的。
软水器中装有软化剂树脂，这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠，可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应，而钠不会以水垢的形式堆积在物体表面上，所以对与它接触的物体危害很小。树脂是一种多孔的、不可溶性交换材料。在现代的软水器中装有千百万颗微细的塑料球（珠），所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时，这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。树脂优先结合带较强电荷的阳离子，钙和镁离子的电荷比钠离强，当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时，钙、镁离子与树脂小珠接触，从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后，钙、镁离子就被吸附在软水器内的树脂上，流出的水就变软了。最后，所有树脂都吸附满钙、镁离子后，就不能再进行工作了，而需要再生处理。
软水器树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中，首先停止软水器的工作水流，从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合，稀盐水溶液流经树脂，与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强，但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子，有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样，当钙、镁离子被取代交换后，树脂就再生了，便为下一次软化工作做好了准备。如此循环往复。

E. 软化水设备的工作原理

软化水设复备的工作原制理是：由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：2RNa
+ Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。一般控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。

F. 工业纯水机的工作原理

本纯水系统设计结合化工行业用纯水的要求，制定出标准型适合在本行业使用的纯水系统。以下对系统的介绍：
离子交换纯水系统
本系统设计采用多介质过滤器、活性炭过滤器作及保安过滤器作为前级处理，有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质，使经过离子交换处理后的水质符合工业生产要求。在经过后端进行精处理系统（混床系统），使其产水水质满足生产用水的要求。离子交换设备-离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是，随着现代有机合成工业技术的迅速发展，研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方法，离子交换技术迅速发展，在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。国内外生产的树脂品种达数百种，年产量数十万吨。
工业超纯水设备原理描述
离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换剂的电解质溶液中进行的。一般的离子交换剂是一种不溶于水的固体颗粒状物质，即离子交换树脂。它能够从电解质溶液中吸取某种阳离子或者阴离子，而把自身所含的另外一种带相同电荷符号的离子等量地换出来，并释放到溶液中去，这就是所谓的离子交换。按照所交换离子的种类，离子交换剂可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂两大类。
离子交换的基本工作原理是
1、首先电解质离子（钙、镁、铁、钠等离子）穿过液膜进入树脂表面；
2、离子进入树脂内部；
3、离子交换；
4、H离子或OH根离子向树脂外部扩散；
5、H离子或OH根离子进入水中形成H2O。双床又称复床，复床是用阳、阴两种不同的离子交换的交换器的串联方式，如强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂串联的方式。这种阳床和阴床串联组成的设备称为复床，水先经过阳床除去带正电的离子（如Ca2+、Mg2+、K+、Na+），并且置换出H+离子到水中；然后除去水中的阴性离子（如SO2-4、Cl-、HCO- 3），并且置换出OH-离子到水中。同时，H+离子和OH-离子结合形成水H2O，从而达到去离子的作用。
混床工作原理
在同一个交换器中，将阴、阳离子交换树脂按照一定的体积比例进行填装，在均匀混合状态下，进行阴、阳离子交换，从而除去水中的盐分，称为混合床除盐处理。混合床的阴、阳离子交换树脂在交换过程中，由于是处于均匀混合状态，交错排列，互相接触，可以看作是由许许多多的阴、阳离子交换树脂而组成的多级式复床，可相当于1000～2000级。因为是均匀混合，所以，阴、阳离子的交换反应几乎是同时进行的，所产生的H+和OH-随即合成H2O，交换反应进行得很彻底，出水水质高。
系统结构流程前处理设备（多介质过滤设备、活性炭过滤设备）+离子交换设备=纯水
应用范围
发电厂、热电厂.给水循环冷却（凝结）.水化工、石化工艺用水.化工反应冷却用水
预处理
包括砂滤、多介质过滤、软化、加氯、调节pH、活性碳过滤、脱气等。过滤可除去 1～20微米大小的颗粒，软化和调节pH可防止反渗透膜结垢，加氯是杀菌。活性碳过滤是除去有机物和自由氯，脱气是清除溶于水中的CO2等。
脱盐
包括电渗析、反渗透、离子交换。电渗析的原理是在外加直流电场作用下利用阳离子和阴离子交换膜对离子选择性透过，脱盐率可达95%以上。反渗透是渗透现象的逆过程，在浓溶液上加压力，使溶剂从浓溶液一侧通过半透膜向稀溶液一侧反向渗透，脱盐可达98%，并能除去99%的细菌颗粒和溶解在水中的有机物。离子交换的原理是当水通过阳离子交换树脂时，水中的阳离子被阳离子交换树脂吸附，树脂上可交换的阳离子如H离子被置换到水中，并和水中的阴离子结合成相应的无机酸，如 超纯水这种含有无机酸的水，当下一步通过阴离子交换树脂层时，水中的阴离子被阴离子交换树脂吸附。树脂上可交换的阴离子如OH离子被置换到水中，并与水中的H离子结合成水，即 超纯水 。

精处理
包括紫外线杀菌、终端膜过滤和超滤。紫外线杀菌是因生物体的核酸吸收紫外线光的能量而改变核酸自身结构，破坏核酸功能而使细菌死亡。杀菌最强的光谱波长为2600埃。各种膜过滤能除掉直径大于 0.2微米的颗粒，但对于清除有机物则不如反渗透和超滤有效。超滤是把各种选择性的分子分离。在超滤过程中，水在压力下流过一个卷式或中空纤维膜棒。膜孔径在10～200埃范围内，薄膜厚度为0.1～0.5微米，附在一个中孔的纤维棒内壁上，超滤能除去细菌和0.05微米的粒子。

G. 全自动钠离子交换器的工作原理

当树脂吸收一定量的钙、镁离子之后，就必须进行再生。再生过程就是用盐箱中的食盐专水冲洗属树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换的能力。
软水器由树脂罐（主罐和付罐）、水力控制阀和盐箱三个主要部分组成。其基本原理是：水力控制阀内的两个涡轮在水流的推动下，分别带动两组齿轮，巧妙地根据累积流量的变化地，驱动不同通道的阀门开闭，自动完成软水器的运行、再生、清洗、排污以及盐箱补水的循环过程，并在两罐之间自动切换，一用一备，确保不间断地供应软水。

H. 一般电厂的阴阳离子交换器的工作原理

阳床用酸再生之后，树脂为H型，运行时吸附水中的阳离子，放出H离子，
阴床用碱再生之后，树脂为OH型，运行时吸附水中的阴离了，放出OH离子，
放出来的H离子和OH离子反应生成水分子，达到除盐的目的。

I. 混合离子交换器的工作原理是什么

阳、阴两种离子交换树脂，互相充分地混合在一个离子交换器内，同时进行阳、阴离子交换的设备。简称混床。所谓混床，就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中，对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳树脂的比重比阴树脂大，所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。

一般阳、阴树脂装填的比例为1：2，也有装填比例为1：1.5的，可按不同树脂酌情考虑选择。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式混床在运行及整个再生过程均在混床内进行，再生时树脂不移出设备以外，且阳、阴树脂同时再生，因此所需附属设备少，操作简便。混合床离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中，在运行前将它们均匀混合，所以可看着是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床，水中所含盐类的阴、阳离子通过该项交换器，则被树脂交换，而得到高度纯水。在混合床中，由于阴、阳树脂是相互混匀的，所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行，或者说，水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的，经H型交换所产生的H+和经过OH型交换所产生的OH-都不能积累起来，基本上消除反离子的影响，交换进行得比较彻底。由于进入混合床的初级纯水质较好，交换器的负载较轻，树脂的交换能力很长时间才被子耗竭。本混合床采用体内再生法，再生时首先利用两种树脂的比重不同，用反洗使用权阴、阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉积在下，阴树脂浮在上面，然后阳树脂用盐酸（或硫酸）再生，阴树脂用烧碱再生。