1、6/26/2023,1,一、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Ca2+，Mg2+的总含量称为水的总硬度（Ht）。硬度又分为碳酸盐硬度（Hc）和非碳酸盐硬度（Hn），前者称为暂时硬度，后者称为永久硬度。生活用水与生产用水均对硬度指标有一定的要求(yoqi)。锅炉用水中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从而降低锅炉热效率，增大燃料消耗，甚至因金属壁面局部过热而烧损部件、引起爆炸。因此，低压锅炉，一般要进行水的软化处理；对于中、高压锅炉，则要求进行水的软化与脱盐处理。,第三章 工业给水(jshu)的药剂软化,第一页，共十七页。,6/26/2023,2,二、水的软化的方法
2、概述(一)药剂软化法 基于溶度积原理，向原水中加入一定量的某些化学药剂（如石灰石、苏打等），使之与水中的Ca2+、Mg2+反应生成难溶化合物CaCO3和Mg(OH)2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(chn wi)水的药剂软化法或沉淀软化法。(二)离子交换软化法 基于离子交换原理，利用某些离子交换剂所具有的可交换阳离子（Na+或H+）与水中Ca2+、Mg2+进行离子交换反应，去除水中的Ca2+、Mg2+，以达到水的软化目的,称为水的离子交换软化法。,第二页，共十七页。,6/26/2023,3,(三)电渗析软化法 基于电渗析原理(yunl)，利用离子交换膜的选
3、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的同时，达到软化的目的。,第三页，共十七页。,6/26/2023,4,三、软化方法及选择 通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软化法；对硬度高、碱度低的水采用石灰纯碱软化法；对碱度高的负硬水则采用石灰石膏(shgo)处理法。,第四页，共十七页。,6/26/2023,5,1.石灰软化法：（1）基本反应原理 消石灰投入高含量暂时硬度(yngd)的水中，会产生下列反应：Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2OCa(OH)2+Ca(HCO3)22CaCO3+2H2O2Ca(OH)2+Mg(HCO3)22CaCO3+Mg(OH)2+2H2O
4、形成的CaCO3和Mg(OH)2都是难溶化合物，可从水中沉淀析出。,第五页，共十七页。,6/26/2023,6,水中的永久硬度不能用石灰软化法除去(ch q)，因为：MgSO4+Ca(OH)2Mg(OH)2+2CaSO4MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+2CaCl2 故石灰软化法不能降低水的非碳酸盐硬度。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合物。,第六页，共十七页。,6/26/2023,7,（2）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：1)当钙硬度(HCa)大于碳酸盐硬度(HZ)，此时水中的碳酸盐硬度仅以Ca(HCO3)2的形式(xngsh)出现。Ca
5、O=28(Hz+CO2+Fe+K+)，g/m32)当钙硬度小于碳酸盐硬度（HcaHz），此时水中的碳酸盐硬度以Ca(HCO3)2 和Mg(HCO3)2 的形式出现。CaO=28(2Hz-Hca+CO2+Fe+K+)，g/m3,第七页，共十七页。,6/26/2023,8,（3）石灰软化法的优缺点：1)经石灰处理后，水的剩余(shngy)碳酸盐硬度可降低到0.250.5mmol/L,剩余(shngy)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，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。3)石灰用量不当，会使出水水质不稳定，因此也具有运行管理
6、比较困难的缺点。,第八页，共十七页。,6/26/2023,9,2.石灰-纯碱（苏打）软化法（1）基本原理 石灰-苏打软化法就是向水中同时投加石灰和纯碱（Na2CO3，又称苏打），以苏打来降低水的非碳酸盐硬度。其反应(fnyng)如下CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaClMgSO4+Na2CO3MgCO3+Na2SO4MgCl2+Na2CO3MgCO3+2NaClMgCO3+Ca(OH)2CaCO3+Mg(OH)2,第九页，共十七页。,6/26/2023,10,（2）石灰纯碱加入量估算1）石灰用量估算 CaO=56/1（CO2+H总+HMg
7、+）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(ybn)为0.10.2mmol/L）2）纯碱用量估算 Na2CO3=106/2（H永+），mg/LNa2CO3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）；,第十页，共十七页。,6/26/2023,11,3、石灰石膏处理法 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
8、除去(ch q)。涉及反应式为：2NaHCO3+CaSO4+Ca(OH)22CaCO3+Na2SO4+2H2O2KHCO3+CaSO4+Ca(OH)22CaCO3+K2SO4+2H2O,第十一页，共十七页。,6/26/2023,12,四、软化设备 石灰软化设备包括：制备消石灰的设备、投加消石灰与原水充分混合的设备，以及生成(shn chn)的碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物的沉淀和过滤分离设备,组成了一套石灰软化系统。,第十二页，共十七页。,6/26/2023,13,第十三页，共十七页。,6/26/2023,14,第十四页，共十七页。,6/26/2023,15,第十五页，共十七页。,6/26/2023,16,第十六页，共十七页。,内容(nirng)总结,一、工业给水软化的目的。因此，低压锅炉，一般要进行水的软化处理。这一方法称为水的药剂软化法或沉淀软化法。通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软化法。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合物。3)石灰用量不当，会使出水水质不稳定，因此也具有运行管理(gunl)比较困难的缺点。石灰-苏打软化法就是向水中同时投加石灰和纯碱（Na2CO3，又称苏打），以苏打来降低水的非碳酸盐硬度。H总原水总碱度，mmol/L。16,第十七页，共十七页。,