4 Пом'якшення води методом іонного обміну

Метод іонного обміну заснований на спроможності деяких нерозчинних у воді матеріалов-катіонів поглинати присутні у воді катіони Са²⁺ і Mg2⁺, віддавая воді катіони Na⁺, H⁺ і амонію NH4⁺, котрими попередньо насичують матеріал:

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

2RNH₄ + Mg₂⁺ « R₂Mg + 2NH₄4⁺; ROH + Cl- « RСl + OH-

У залежності від утримання в поверхневому прошарку катіоніта того або іншого обмінного катіона розрізняють Na-катіонування, H-катіонування і NH₄-Na-катіонування.

При фільтрації води через прошарок матеріалу, катіони обмінюються, унаслідок чого загальна Жо може бути знижена до 0,015 мг-экв/кг.

Катіони Na⁺ у Na-катіонітних фильтрах обмінюються при фільтрації з катіонами Са²⁺ і Мg2⁺ і утворять у пом'якшеній воді натрієві солі з великою розчинністю – NaHCO₃, NaCl, Na₂SO₄ і Na₂SiO₃. Надалі з бікарбонату Na (NaHCO₃) у котловій воді утворюється карбонат Na (Na₂CO₃) і двоокис вуглецю СО₂, що призводить до збільшення лужності котлової води, тому що карбонат натрію утворює надалі їдкий натр (NaOH)

NaHCO3 ® Na2CO3 + CO2 + H2O,

Схема Na-катіонітної установки приведена на рис. 2.3.2.

Na-катіонування в залежності від необхідної Ж-сти живильної води буває одноступінчате або двоступінчате. При однім ступені пом'якшення вода знижує загальну Ж до 0,1 мг-экв/кг, при двоступінчатої ~ 0,015 мг-экв/кг.

Заповнюються Na-катіонітні фільтри сульфовугіллям або катіонітом марки КУ-2. Температура води перед фільтрами повинна складати 25-30° С.

1 - вхідна вода, 2 - фільтр-розчинник солі, 3 - Nа-катіонітний фільтр, 4 - бак промивної води, 5 – пом’якшена вода

Рисунок 2.3.2 Схема Nа-катіонування

.

.