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原理:
實際化學除鹽過程中,離子交換反應都在離子交換器上進行,稱為“柱上操作”。當水流通過離子交換層時,一段時間后,樹脂分為三層,上層失效的樹脂為“失效層”,中層正在進行交換的為“交換層”,下層尚未進行交換的為“保護層”。
影響厚度因素:
隨著交換器運行時間的延長,失效層逐漸增加,工作層不斷下降,當工作層下降到保護層極處理,開始出現(xiàn)離子泄露的情況,直到工作層處理失效時,離子交換需進行再生。
水流速越大,工作層越厚。高流速下,水與樹脂的接觸時間短,要把水中的離子降到一定層度,必須在較厚的工作層中完成。
樹脂顆粒越大,工作層越厚。
進水中的離子濃度越高,工作層越厚。離子越多,交換反應時間越長,交換層也越厚。
此外,還與交換劑的空隙和水溫等因素有關。
一般來說,流速在60m/h以下,水流處于層流狀態(tài),對于樹脂的工作交換量影響不大,但超過此流速會造成工作層明顯加厚,工作交換量降低。
目前,固定床一級化學除鹽設備的運行流速一般選為10-30m/h,高40 m/h。運行流速的選擇與進水水質(zhì),運行周期和樹脂交換容量有關。
離子交換是一種液固相反應過程,必然涉及物質(zhì)在液相和固相中的擴散過程。在常溫下,交換反應的速度很快,不是控制因素。如果進行交換的離子在液相中的擴散速度較慢,稱為外擴散控制,如果在固相中的擴散較慢,則稱為內(nèi)擴散控制。
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