Умягчение воды методом ионного обмена

 

Метод катионного обмена основан на способности некоторых нерастворимых в воде материалов-катионов поглощать присутствующие в воде катионы Са²⁺ и Mg²⁺, отдавая воде катионы Na⁺, H⁺ и аммония NH₄⁺, которыми предварительно насыщают материал:

2 RNa + Ca²⁺ « R₂Ca + 2Na⁺; RH + Na⁺ « RNa + H⁺;

2RNH₄ + Mg²⁺ « R₂Mg + 2NH₄⁺; ROH + Cl^- « RСl + OH^-

В зависимости от содержания в поверхностном слое катионита того или иного обменного катиона различают Na-катионирование, H-катионирование и NH₄-Na-катионирование.

При фильтрации воды через слой катионирующего материала катионы обмениваются, вследствие чего общая Ж_о может быть снижена до 0,03ё0,02 мг-экв/кг.

Катионы Na⁺ в Na-катионитовых фильтрах обмениваются при фильтрации с катионами Са²⁺ и Мg²⁺ и образуют в умягченной воде натриевые соли с большой растворимостью - NaHCO₃, NaCl, Na₂SO₄ и Na₂SiO₃. В дальнейшем из бикарбоната Na (NaHCO₃) в котловой воде получается карбонат Na (Na₂CO₃) и двуокись углерода СО₂, что приводит к увеличению щелочности котловой воды, т.к. карбонат натрия

NaHCO₃ ® Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O,

образует в дальнейшем едкий натр (NaOH)

Схема Na-катионитовой установки приведена на рис. 2.4.

Na-катионирование в зависимости от требуемой Ж-сти питательной воды бывает одноступенчатое или двухступенчатое. При одной ступени умягчения вода снижает общую Ж до 0,1 мг-экв/кг, при двухступенчатой ~ 0,02 мг-экв/кг.

Заполняются Na-катионитовые фильтры сульфоуглем или катионитом марки КУ-2. Температура воды перед фильтрами должна составлять 25-30°С.

Рисунок 2.4 Схема Nа-катионированиия

1 - исходная вода, 2 - фильтр-солерастворитель, 3 - Nа-катионитный фильтр, 4 - бак промывочной воды.

.