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1、2021/3/6,1,一、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。 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 工业给水的药剂软化,2021/3/6,2,二、水的软化的方法概述 (一)药剂软化法 基于溶度积原理
2、，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。,2021/3/6,3,(三)电渗析软化法 基于电渗析原理，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的同时，达到软化
3、的目的。,2021/3/6,4,三、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处理法。,2021/3/6,5,1.石灰软化法： （1）基本反应原理 消石灰投入高含量暂时硬度的水中，会产生下列反应： Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O Ca(OH)2+Ca(HCO3)22CaCO3+2H2O 2Ca(OH)2+Mg(HCO3)22CaCO3+Mg(OH)2+2H2O 形成的CaCO3和Mg(OH)2都是难溶化合物，可从水中沉淀析出。,2021/3/6,6,水中的永久硬度不能用石灰软化法除去，因为： MgSO
4、4+Ca(OH)2Mg(OH)2+2CaSO4 MgCl2+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。,2021/3/6,7,（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的形式出现。 CaO=28(Hz+CO2+Fe+K+) ，g/m3 2) 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
5、+CO2+Fe+K+) ，g/m3,2021/3/6,8,（3）石灰软化法的优缺点： 1) 经石灰处理后，水的剩余碳酸盐硬度可降低到0.250.5mmol/L,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，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比较困难的缺点。,2021/3/6,9,2.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。 其反应如下 CaSO4+Na2CO3Ca
6、CO3+Na2SO4 CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl MgSO4+Na2CO3MgCO3+Na2SO4 MgCl2+Na2CO3MgCO3+2NaCl MgCO3+Ca(OH)2CaCO3+Mg(OH)2,2021/3/6,10,（2）石灰纯碱加入量估算 1）石灰用量估算 CaO=56/1（CO2+ H总+ HMg+ ） 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 Na2CO3=106/ 2（
7、H永+ ） ，mg/L Na2CO3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）；,2021/3/6,11,3、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除去。涉及反应式为： 2NaHCO3+CaSO4+Ca(OH)22CaCO3+Na2SO4+2H2O 2KHCO3+CaSO4+Ca(OH)22CaCO3+K2SO4+2H2O,2021/3/6,12,四、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。,2021/3/6,13,2021/3/6,14,2021/3/6,15,2021/3/6,16,