水的化学除盐
1  化学除盐原理
水的化学除盐是水中所含各种离子和离子交换树脂进行化学反应而被除去的过程。当水中的各种阳离子和H型离子交换树脂反应后，水中的阳离子就只含从H离子交换树脂上交换下来的氢离子；而水中的各种阴离子与OH型离子交换树脂反应后，水中的阴离子就只含从阴树脂上交换下来的氢氧根离子。这两种离子互相结合而生成水，从而实现了水的化学除盐。
当水中各种离子都被交换成氢离子和氢氧根离子，则实现了水的深度化学除盐。如果水中还残留某种或某几种阳离子或阴离子，则实现的是水的部分化学除盐。
为了实现深度化学除盐，必须采用具有强酸性阳树脂和强碱性阴树脂的系统。只要实现部分化学除盐，可以采用各种阳树脂和各种阴树脂组合的系统，包括弱酸性阳树脂和弱碱性阴树脂构成的系统。
经过深度化学除盐，可将很多地表水、井水制成纯水；经过部分化学除盐，可将含较多盐分的地表水、井水制成淡水。
在H型阳离子交换后，水中存在大量的H+，并与结合生成难解离的H2CO3。它可以用真空脱碳器或大气式除碳器除去，也可以用强碱性阴离子交换树脂交换除去。前者操作简单，能节约运行费用，因此在化学除盐系统中，一般均设有除碳器。
2  化学除盐系统设备的设置原则
2.1组成除盐系统的原则
1)H离子交换器设在强碱OH离子交换器之前。其原因为：
a)强碱OH离子交换树脂交换容量低，在酸性水（氢交换水）中离子交换反应的效率高；
b)原水先经H离子交换，生成的H2CO3可用脱碳器除去，减少了强碱OH离子交换器的
负荷；
c)若原水先经氢氧型阴离子交换器，则会产生氢氧化钙沉淀。
2)除碳器应设在H离子交换器之后、强碱OH离子交换器之前。这样可以有效地将水中以CO2形式除去，以减轻强碱OH交换器的负担和降低碱耗。当原水碱度≤0.6mmol/L时可不设。
综上所述，最简单的化学除盐系统为：
原水→H型阳离子交换器→除碳器→强碱OH型阴离子交换器→除盐水
循序进行一次阳、阴离子交换反应的系统称为一级化学除盐系统，循序进行二次阳、阴离子交换反应的系统称为二级化学除盐系统。
3)经过一级化学除盐后，水中几乎不含游离CO2或，因此在二级除盐系统中不再设置除碳器。
4)为实现水的深度除盐，除采用多级阳、阴离子交换反应的系统外，还可采用一级除盐系统加混床。在混床内，实现了无穷多级的阳、阴离子交换反应，由于反离子作用极小，这种反应相当彻底，出水质量较好。对于除硅要求高的水也应采用带混床的除盐系统。
5)当原水水质差，一级除盐系统的交换器运行周期短，酸、碱耗大时，可以采用强、弱型树脂联合应用工艺。该工艺发挥了弱型树脂交换容量高，再生效率高的特点，扩大了化学除盐适用的水质范围。
a)当原水中强酸阴离子含量较高时，在系统中增设弱碱OH交换器，利用弱碱树脂交换容量大、容易再生等特点，提高系统的经济性。弱碱OH交换器应放在强碱OH交换器之前。
b)当原水碳酸盐硬度比较高时，在除盐系统中增设弱酸H交换器，弱酸H交换器应置于强酸交换器之前。
3  除盐设备的进水质量要求
为保证化学除盐系统的安全、经济运行，进入化学除盐系统的原水水质应达到表2-2要求。
表2-2 化学除盐系统进水水质参考指标
项  目    要 求 值    项  目    要 求 值
浊  度    顺流再生设备 ＜5FTU    铁    一级除盐设备＜0.3mg/L
混合床      ＜0.1mg/L
游离氯    对流再生设备 ＜2FTU
              ＜0.1mg/L    化学耗氧量    CODMn      ＜2 mg/L
4  化学除盐系统的出水水质
化学除盐系统的原水水质如表2-3所示
表2-3 除盐水水质指标
项  目    一级除盐水    混床出水
电导率（µS/cm）（25℃）    ＜10    ＜0.2
SiO2（µg/L）    ＜100    ＜20
5  常用的除盐系统及适用情况
表2-4列出了常用离子交换除盐系统、适用情况及特点。
表2-4 除盐水水质指标
序号    系统组成    出水水质    适用情况及简要特点
        电导率（25℃）
µS/cm    SiO2
mg/L    
1    H—C—OH    ＜10    ＜0.1    中压锅炉
2    H—C—OH—H/OH    ＜0.2    ＜0.02    高压及以上汽包炉、直流炉
3    HR—H—C—OH    ＜10    ＜0.1    中压锅炉；
进水碳酸盐硬度＞3mmol/L
4    HR—H—C—OH—H/OH    ＜0.2    ＜0.02    高压及以上汽包炉、直流炉；
进水碳酸盐硬度＞3mmol/L
5    H—C—OH—H—OH    ＜1.0    ＜0.02    较高含盐量水
6    H—C—OH—H—OH—H/OH    ＜0.2    ＜0.02    高压及以上汽包炉、直流炉；
较高含盐量水
7    H—C—OHR—OH    ＜10    ＜0.1    中压锅炉；
进水强酸阴离子＞2mmol/L
8    H—C—OHR—H/OH    ＜0.2    ＜0.05    进水强酸阴离子含量较高，但SiO2含量低
9    H—C—OHR—OH—H/OH    ＜1.0    ＜0.02    高压及以上汽包炉、直流炉；
进水强酸阴离子＞2mmol/L或进水有机物较高
10    HR—H—C—OHR—OH    ＜10    ＜0.1    中压锅炉；
进水碳酸盐硬度、强酸阴离子都较高
11    HR—H—C—OHR—OH—H/OH    ＜0.2    ＜0.02    高压及以上汽包炉、直流炉；
进水碳酸盐硬度、强酸阴离子都较高
12    RO—H/OH    ＜1.0    ＜0.02    高含盐量水或苦咸水

注：表中符号：H—强酸H型离子交换器；HR—弱酸H型离子交换器；OH—强碱OH型离子交换器；OHR—弱碱OH型离子交换器；H/OH型—混合离子交换器；C—除碳器；RO—反渗透装置