离子交换器的设计计算

离子交换器的设计计算

离子交换器的设计计算

1、交换器直径：

F=Q/(T×N×V）

F---交换器截面积（m2）；

Q---产水量(T/D);

T---工作时间（H/D）

N---交换器台数；

V-交换流速(M/H).

2、交换器高度: H=Hp+Hr+Hs+Ht（米）

Hp---交换器下部排水高度，一般为0.3—0.7m; Hr---交换剂层高度，一般在1.0—2.0之间选择。 Hs---反洗膨胀高度,树脂层高50%左右。

Ht---顶部封头高度。

3、交换器连续工作时间：

t=Vr×Eg/《q×(H1-H2)》 (小时)

Vr---交换剂体积；

q---交换器流量；

Eg---交换剂的工作交换容量，一般阳树脂取1000mol/m3。

H1---原水中硬度，mmol/L.

H2---出水残留硬度，mmol/L.

4、再生剂用量：Gz=Vr×Eg×Bz/（1000×ε）

离子交换器的设计计算

Gz---再生剂用量；

Bz---再生剂实际耗率，g/mol.

ε---再生剂纯度，对NaCL,可取0.95。

常用再生剂的实际耗率

顺流再生 逆流再生

再生剂：NaCL ;HCL NaCL ; HCL

耗率： 120-150 ;60-90 70-90; 30-60

混合离子交换器设计计算：

Q=3.14R×V

Q--混床的处理能力；单位m/h

R--混床的半径;单位m

V--过滤流速，一般普通混床20-30m/h

精致混床30-40m/h

抛光混床40-60m/h

取石英砂10-12m/h；

V=3.14R×H×1000

V--树脂的体积；单位kg

R--混床的半径;单位m

H--树脂的有效高度；单位m

注：树脂总装高不小于1m

阴阳离子交换树脂比例（阳：阴=1:1.3-2）

混床的再生周期： 233332

离子交换器的设计计算

阳树脂再生周期=（单台阳树脂体积/阳树脂工作交换容量）/(工作设备数量）/（阳离子含量）

阴树脂再生周期=（单台阴树脂体积/阴树脂工作交换容量）/(工作设备数量）/（阴离子含量）

阴阳树脂的再生周期中取较小值作为混床的再生周期 水管管径和流量的关系：

Q=3.14×(D/2) ×V×3600

Q--流量；m/h

D--管道内径；m

V--水在管中的流速;m/s

无压力是V取1.5m/s；有泵提供压力时V取2.5m/s 交换器再生条件的计算：

1）利用计量箱液位差进行计算

耗用30%浓度再生剂重量 = 计量箱截面积×计量箱液位差×30%浓度再生剂密度

2）利用再生剂流量进行计算

耗用30%浓度再生剂重量 = 再生剂流量×进再生剂时间×30%浓度再生剂密度

3）利用再生液的浓度进行计算

耗用30%浓度再生剂重量 = 喷射器工作水流量×再生液浓度÷30%×进再生剂时间

再生液浓度的计算方法主要有： 32

离子交换器的设计计算

1）用计量箱液位下降速度进行计算

再生液浓度（%）= 液位下降高度（m）×计量箱截面积（m2）×再生剂密度×30%÷喷射器工作水流量（m3/h）×10

2）用再生剂流量计进行计算

再生液浓度（%）= 再生剂流量（m3/h）×30%×密度÷喷射器工作水流量（m3/h）×10

现场交换器再生条件的确定

1，阳床再生条件

1）阳床再生用酸量的计算

① 阳床正常再生时耗用浓度为30%的盐酸重量的计算

用酸重量 = 树脂体积×树脂平均工交容量×36.5×再生剂比耗÷0.3÷1000000

= 3.2m3×1200 mol/m3×36.5g/mol×1.25÷0.3÷1000000 = 0.58（吨）

② 阳床大反洗后再生周期耗用浓度为30%的盐酸重量的计算

用酸重量 = 2×正常再生用酸量 = 2×0.58 = 1.16吨 采用1.2吨

2）阳床的进酸时间的计算

① 阳床正常再生时再生液浓度 = 3.5%

再生时工作水流量 = 7.2m3/h

按再生液浓度 = 3. 5%计算，浓度为30%的盐酸的流量 = 7.2×3.5%÷0.3 = 0.84吨/小时 阳床再生总进酸重 = 0.58吨

总进酸时间 = 0.58÷0. 84×60 = 41分钟

在固定进酸量为0.58吨时，当采用不同再生液浓度时的进酸时间也应作必要的调整： 实测浓度 % 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

进酸时间 分钟 45 44 43 41 40

每分钟进酸量 顿 0.013 0.013 0.0135 0.014 0.0145

② 阳床大反洗后周期再生液浓度 = 5%

再生工作水流量 = 7.2m3/h

按再生液浓度 = 5%计算，浓度为30%的盐酸的流量 = 7.2×5%÷0.3 = 1.20吨/小时 阳床大反洗后周期再生总进酸重 = 1.2吨

总进酸时间 = 1.2÷1.2×60 = 60分钟

不同再生液浓度时的进酸时间调整为：

实测浓度 % 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0

进酸时间 分钟 67 65 64 63 61 60

每分钟进酸量 顿 0.018 0.0185 0.019 0.019 0.02 0.02 2，阴床再生条件

1）阴床的用碱量计算

阴床内弱碱树脂及强碱树脂的总体积 = 4.8m3

离子交换器的设计计算

阴床弱碱树脂及强碱树脂的平均工交容量设定为700mol/m3

总用碱重量 = 树脂体积×树脂平均工交容量×40×再生剂比耗÷0.3÷1000000 = 4.8m3×700 mol/m3×40g/mol×1.20÷0.3÷1000000 = 0.54（吨）

2）阴床根据再生液浓度计算两步进碱的时间

① 阴床悬浮进碱时间计算

悬浮进碱的再生液浓度设定 = 1.2%

工作水流量 = 6m3/h

按再生液浓度 = 1.2%计算，浓度为30%的液碱的流量 = 6×1.2%÷0.3 = 0.24吨/小时 悬浮进碱时间按60分钟计算

悬浮进碱重量 = 0. 24 吨

进碱时间按再生液浓度的调整为：

实测浓度 % 1.0 1.1 1.2 1.3

进碱时间 分钟 72 65 60 55

每分钟进碱量 吨 0.003 0.004 0.004 0.0045

② 阴床逆流进碱时间的计算

逆流进碱再生液浓度设定为2.6%

工作水流量 = 6m3/h

按再生液浓度 = 2.6%计算，浓度为30%的液碱的流量 = 6×2.6%÷0.3 = 0.52吨/小时 逆流进碱重量 = 总碱量－悬浮进碱时已进的碱液重量 = 0.54－0.24 = 0.30吨 逆流进碱时间 = 0.30÷0.52×60 = 35分钟

进碱时间按再生液浓度的调整为：

实测浓度 % 2.3 2.4 2.5 2.6

进碱时间 分钟 39 38 36 35

每分钟进碱量 吨 0.008 0.008 0.0085 0.0085