1、一、工业给水软化的目的一、工业给水软化的目的 硬度是水质的一个重要指标，通常以水中硬度是水质的一个重要指标，通常以水中Ca2+，Mg2+的总含量的总含量称为水的称为水的总硬度（总硬度（Ht）。硬度又分为。硬度又分为碳酸盐硬度（碳酸盐硬度（Hc）和和非碳酸盐非碳酸盐硬度（硬度（Hn），），前者称为前者称为暂时硬度暂时硬度，后者称为，后者称为永久硬度。永久硬度。生活用水与生产用水均对硬度指标有一定的要求。生活用水与生产用水均对硬度指标有一定的要求。锅炉用水锅炉用水中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从而降低锅炉热效率，增大燃料消耗而降低锅炉热效
2、率，增大燃料消耗 ，甚至因金属壁面局部过热而烧，甚至因金属壁面局部过热而烧损部件、引起爆炸损部件、引起爆炸。因此，因此，低压锅炉低压锅炉，一般要进行水的，一般要进行水的软化处理软化处理；对于；对于中、高压中、高压锅炉锅炉，则要求进行水的，则要求进行水的软化与脱盐处理软化与脱盐处理。第三章第三章 工业给水的药剂软化工业给水的药剂软化第1页，共16页。二、水的软化的方法概述二、水的软化的方法概述(一一)药剂软化法药剂软化法 基于溶度积原理基于溶度积原理，向原水中加入一定量的某些化学药剂，向原水中加入一定量的某些化学药剂（如石灰石、苏打等如石灰石、苏打等），使之与水中的），使之与水中的Ca2+、Mg
3、2+反应生成难反应生成难溶化合物溶化合物CaCO3和和Mg(OH)2沉淀析出，以达到去除水中大部分沉淀析出，以达到去除水中大部分Ca2+、Mg2+的目的。这一方法称为水的的目的。这一方法称为水的药剂软化法或沉淀软化法药剂软化法或沉淀软化法。(二二)离子交换软化法离子交换软化法 基于离子交换原理基于离子交换原理，利用某些离子交换剂所具有的可交换，利用某些离子交换剂所具有的可交换阳离子（阳离子（Na+或或H+）与水中）与水中Ca2+、Mg2+进行离子交换反应，去进行离子交换反应，去除水中的除水中的Ca2+、Mg2+，以达到水的软化目的，以达到水的软化目的,称为水的称为水的离子交离子交换软化法换软化
4、法。第2页，共16页。(三三)电渗析软化法电渗析软化法 基于基于电渗析电渗析原理原理，利用离子交换膜的选择透过性，在外，利用离子交换膜的选择透过性，在外加直流电场作用下，通过离子的迁移，在进行水的局部除盐加直流电场作用下，通过离子的迁移，在进行水的局部除盐的同时，达到软化的目的。的同时，达到软化的目的。第3页，共16页。三、软化方法及选择三、软化方法及选择 通常对硬度高、碱度高的水采用通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软石灰软化法化法；对硬度高、碱度低的水采用；对硬度高、碱度低的水采用石灰纯石灰纯碱软化法碱软化法；对碱度高的负硬水则采用；对碱度高的负硬水则采用石灰石灰石膏处理法石膏处理法。第4页
5、，共16页。1.石灰软化法：石灰软化法：（1）基本反应原理基本反应原理 消石灰投入高含量消石灰投入高含量暂时硬度暂时硬度的水中，会产生下列反的水中，会产生下列反应：应：Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2OCa(OH)2+Ca(HCO3)22CaCO3+2H2O2Ca(OH)2+Mg(HCO3)22CaCO3+Mg(OH)2+2H2O 形成的形成的CaCO3和和Mg(OH)2都是难溶化合物，可从水中都是难溶化合物，可从水中沉淀析出。沉淀析出。第5页，共16页。水中的永久硬度不能用石灰软化法除去，因为：水中的永久硬度不能用石灰软化法除去，因为：MgSO4+Ca(OH)2Mg(OH)2+2CaS
6、O4MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+2CaCl2 故石灰软化法不能降低水的非碳酸盐硬度。故石灰软化法不能降低水的非碳酸盐硬度。但通但通过石灰处理，在软化的同时还可以去除水中部分铁和硅的化过石灰处理，在软化的同时还可以去除水中部分铁和硅的化合物。合物。第6页，共16页。（2）工业石灰加入量估算）工业石灰加入量估算工业石灰加入量可按下列两种情形估算：工业石灰加入量可按下列两种情形估算：1)当当钙硬度钙硬度(HCa)大于碳酸盐硬度大于碳酸盐硬度(HZ)，此时水中的碳酸盐硬度仅以，此时水中的碳酸盐硬度仅以Ca(HCO3)2的形式出现的形式出现。CaO=28(Hz+CO2+Fe+K+)，g/m
7、32)当当钙硬度小于碳酸盐硬度钙硬度小于碳酸盐硬度（HcaHz），此时水中的碳酸盐硬度以），此时水中的碳酸盐硬度以Ca(HCO3)2 和和Mg(HCO3)2 的形式出现。的形式出现。CaO=28(2Hz-Hca+CO2+Fe+K+)，g/m3 第7页，共16页。（3）石灰软化法的优缺点：）石灰软化法的优缺点：1)经石灰处理后，水的经石灰处理后，水的剩余碳酸盐硬度可降低到剩余碳酸盐硬度可降低到0.250.5mmol/L,剩余碱度约剩余碱度约0.81.2mmol/L。2)石灰由于价格低，来源广，是较常用的软化药剂，石灰由于价格低，来源广，是较常用的软化药剂，适用于原水的碳酸盐硬度高、非碳酸盐硬度低
8、且不要求深适用于原水的碳酸盐硬度高、非碳酸盐硬度低且不要求深度软化的场合度软化的场合。3)石灰用量不当，会使出水水质不稳定石灰用量不当，会使出水水质不稳定，因此也具有运，因此也具有运行管理比较困难的缺点。行管理比较困难的缺点。第8页，共16页。其反应如下其反应如下第9页，共16页。（2）石灰纯碱加入量估算）石灰纯碱加入量估算1）石灰用量估算）石灰用量估算 CaO石灰投加量，mg/L；56CaO的摩尔质量，g/mol；1工业石灰的纯度，；H总原水总碱度，mmol/L；HMg原水镁硬度，mmol/L；石灰过剩量，mmol/L （一般为0.10.2mmol/L）2）纯碱用量估算）纯碱用量估算 Na2
9、CO3纯碱投加量，mg/L；106Na2CO3的摩尔质量，g/mol；2工业纯碱的纯度，；H永原水永久硬度，mmol/L；纯碱过剩量，mmol/L（一般为0.50.7mmol/L）；第10页，共16页。对于高碱度的负硬水，即水中总碱度大于总硬度的水，对于高碱度的负硬水，即水中总碱度大于总硬度的水，常以石灰石膏处理法除去。涉及反应式为：常以石灰石膏处理法除去。涉及反应式为：2NaHCO3+CaSO4+Ca(OH)22CaCO3+Na2SO4+2H2O2KHCO3+CaSO4+Ca(OH)22CaCO3+K2SO4+2H2O第11页，共16页。四、软化设备四、软化设备 石灰软化设备包括：石灰软化设
10、备包括：制备消石灰制备消石灰的设备、的设备、投加投加消石灰与原水充分消石灰与原水充分混合的设备混合的设备，以及生，以及生成的碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物的沉淀和成的碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物的沉淀和过过滤分离滤分离设备设备,组成了一套石灰软化系统。组成了一套石灰软化系统。第12页，共16页。用途用途:石灰乳制备装置的核心设备有两个:一是石灰原料定量螺旋投料机;二是硝化机,也称为石灰乳制备装置的主机.石灰乳制备装置的主机可分为两类:1、双螺旋交叉见切反应式硝化机,该机可用于对粒径0.2mm的石灰原料进行硝化反应,并制成石灰乳。2、双反应室硝化机，该及可用于对粒径3.0mm 的石灰原料进行硝化反应，并制成石灰乳。第13页，共16页。第14页，共16页。第15页，共16页。第16页，共16页。
