对比看全自动满室床钠离子交换器的优越性.pdf

1 通过对比看全自动满室床钠离子交换器的优越性通过对比看全自动满室床钠离子交换器的优越性 摘要：本文通过对世界主要著名水处理公司和国内比较先进的有代表性的全自动钠离子交换器在使用性能，制造成本等方面的优、缺点进行了详细的比较，说明了刘吉融同志研制的全自动满室床钠离子交换器的优越性 一 、目 前钠离 子交换 器的发 展状况 当 今，国 内外钠 离子交 换器的 发展趋 势是向 自动化 方面发 展，在罐 体制造 方面是 向玻璃 钢复合 材质或 不锈钢方 面发展 国 内著名 的美国 阿图祖 ， 尼普 顿等水 处理公 司的全 自动钠 离子交 换器大 部分是 以多路 阀和定 时器来 实现自 动化的 ，它实 际上是 半自动 的，因 需软水 时必须 由人工 开启，他们的 罐体是 以玻璃 钢复合 材料制 造，国 内有些 企业（ 如北京 洁明天 地环保 设备有 限公司 ） 引进 了他们 的自控 系统和 玻璃复 合材料 制造技 术 国 内还有 许多企 业研制 和开发 了具有 自己知 识产权 的全自 动钠离 子交换 器，例 如采用 邓佑的 发明专 利“离 子交换 柱群的 控 制 系 统 ” 制 造 的 全 自 动钠 离 子 交 换 器 ， 成都 节 能 设 备 厂 研 制 的LDZN 全 自 动 钠 离 子 交 换 器 以 及 呼 和 浩 特 刘 吉 融 同 志 发 明 研 制 的QZM 全 自 动 满室床 钠离子 交换器 。

国 外的钠 离子交 换器偏 好产 品的制 造成本 和自动 化性能 ，他们 往往不 考虑用户 的运行 成本 实际上 ，长 年 累 月 的 高 运 行 费 用 所 浪费 的 资 金 要 远 比 初购 置 产 品 时 节 约 的 资金 大得多 ，往往 有些用 户在购 置产品 时忽视 了这一 重要因 素国 内的制 造厂商 却不然 ，他们 在制造 全自动 钠离子 交换器 时，首 先考虑 了运行 成本和 出水质 量，选 用了优 秀的运 行工艺 ，在此 基础上 再考虑 自动化 操作 他 们有的 是借鉴 国外的 经验，有的是 自己的 发明创 造，他 们的产品 往往更 适合中 国的国 情 二 、国 内外全 自动钠 离子交 换器的 性能比 较 （ 一）性 能表 2 比较项目 交换器名 美国 阿图祖 美国尼 普顿 美国 乐宝牌 北京 洁明 邓氏 系列 成都 LDZN 呼和浩特QZM 盐耗 （公斤盐/一立方树脂） 100 234 180 70-80 70 70 再生时间（分） 120 84-116 116 90 35-40 再盐质量 精盐 精盐 精盐 精盐 一般盐 一般盐 一般盐 再生用水种类 原水 原水 原水 原水 软水 软水 原水 输送盐水方式 喷射器 喷射器 喷射器 喷射器 压力式 滤盐器 压力式滤盐器 喷射器 加盐是否方便 方便 方便 方便 方便 不方便 不方便 方便 需盐罐数 1 1 1 1 2-4 2 1 运行流速（米/时） 14-28 25-35 14-16 45-60 45-60 40-60 树脂装填比例（%） 60-67 59-75 57-64 90-95 90-95 100 最少交换罐个数 1 1 1 1 2-4 2 1 自动化程度 半自动 半自动 半自动 半自动 半自动 全自动 全自动 停电是否可手动 不能 不能 不能 不能 不能 不能 能 自控系统制造难易 简单 简单 简单 简单 复杂 简单 简单 对厂房要求高度（米） ＜3 ＜3 ＜3 ＜3 ＞5 ＞5 ＜3 启、闭是否树脂上下串动 不动 不动 不动 不动 动 动 不动 能否体内擦洗树脂 能 能 能 能 不能 不能 能 交换罐体材质 玻璃钢复合材料 碳钢 碳钢或不锈钢 不锈钢、碳钢、玻璃钢 再生方式 顺流再生 对流再生 原水进入交换罐的方从上 从上 从上 从上 从下往上 从下 从下往上 3 向 往下 往下 往下 往下 往上 备 注： 1.表中邓 氏系统 是指以 邓佑的 发明专 利“离 子交换 柱群的 控制系统 ” 为 基础制 造的全 自动钠 离子交 换器，例如兰 州节能 设备厂 ，北京跃 特环保 设备厂 ，大同 环保设 备厂生 产的均属 于此系 列。

2.表 中成 都 LDZN 指 成 都软水 节能设 备厂生 产的 LDZN 系 列 微机电 脑自控 钠离子 交换器 3.表 中呼和 浩特 QZM 指呼 和浩特 刘吉融 同志发 明研制的 QZM 全自 动满室 床钠离 子交换 器 4.盐 耗一栏 中，邓氏系 列和成 都 LDZN 所 标数 据不包 括溶盐 和整个 再生过 程中所 耗软水 的用盐 量 （ 二）性 能分析 （ 1）理 论根据 对 钠 离 子 交 换 器 的 性 能 分 析 前 ， 必 须 了 解钠 离 交 换 器 的 工 作 原理 ，什么 是顺流 再生工 艺，什 么是对 流再生工 艺，它 们的工 作特性 钠 离子交 换器的 工作原 理是：原水通 过交换 器中的 树脂层 ，水中含 有的钙 、镁离 子与树 脂中含 有的钠 离子进 行置换 反应，反应后 树脂中 的钠离 子进入 到水中 ，水 中的钙 、镁 离子进 入到树 脂中 ，水就 变为了 只含钠 离子的 软水，这个过 程叫作 运行当树脂 中的钠 离子全 部变为 钙、镁离子 时称谓 失效 用盐 水通过 失效的 树脂层 ，盐 水中的 钠离子 与树脂 中的钙 、镁 离子进 行置换 反应 ，反应 充分后 ，树 脂中全 部充满 了钠离 子，恢 复了运 行功能 ，置换 出的钙、 镁离子 随废水 排掉。

钠 离子交 换器运 行过程 中， 树 脂层从 入水口 至出水 口是分 层失效的，当 树脂层 足够高 时，树脂 层虽然 总体失效，不能产 出合格 的软水 ，但 距出口 处有一 层树脂 基本没 有参加 反应或失 效很少 ， 这 层树脂 称为“ 保护层 ” 4 顺 流再生 工艺是 指运行 时， 原 水从树 脂层进 入的方 向与再 生时盐水 进入树 脂层的 方向相 同 对 流再生 工艺是 指运行 时， 原 水从树 脂层进 入的方 向与再 生时盐水 进入树 脂层的 方向相 反 对 流再生 工艺比 顺流再 生工艺 再生彻 底， 省 盐 因为再 生过程 中，置 换反应 的主要 推动力 来源于 交换离 子的浓度 差，要想促 使再生 离子交 换反应 顺利进 行，必 须使再 生液具 有足够的 浓度梯 度 在 顺流再 生工艺 中，再生液（盐 水）首先接 触失效 程度最 完全的树 脂层的 ，从该 层流出 的再生 液中的 钠离子 浓度急 骤降低 ，树脂 再生反 应的推 动力迅 速减弱 ， 而且 再生液 中还携 带了大 量从前 面树脂 层上置 换下来 的钙、镁离子 ，当这 样的再 生液继 续流向 失效程 度不高 的树脂 层时，由于再 生液中 的钙、镁离子 与树脂 中的钙 镁离子 存在反 离子作 用，致 使离子 交换的 再生反 应更加 困难。

尤其是 这样的 再生液 流到尚 未完全 失效的 树脂层（保 护层 ）时 ，因树 脂的离 子交换 选择特 性所致 ，会使 从前面 树脂层 上置换 下来的 钙、镁 离子又 重新被 后面树 脂层的 树脂吸 附，导 致该树 脂层也 处于失 效状态 这样树 脂再生 度很低 ，工 作交换 容量难 于提高 然 而，在 对流再 生工艺 中，再 生液自 上向下 流动时 首先接 触到的是 失效程 度最低 或根本 未参加 反应的 保护层 ，该层 钙、镁 离子是 很少或 基本全 为钠型 ，再 生液中 钠离子 浓度很 高，树脂可 获得彻 底再生 ，在 运行中 起到水 质保护 作用随着再 生液继 续向下 流动，虽然钠 离子浓 度逐渐 降低，但床 层自上 向下，树 脂层中钙、镁离子 浓度愈 来愈大 ，交 换离子 浓度梯 度相对 降低缓 慢，这 样可以保 证再生 反应继 续进行 ，同 时也不 存在再 生液中 的钙，镁离子 重新被 后面树 脂层的 树脂吸 附的可 能由 于对流 再生方 式可以 充分合 理的利 用再生 液，所 以对流 再生5 工 艺比顺 流再生 工艺省 盐 在 对流再 生工艺 中，运 行时原 水可以 从树脂 层顶部 进入，从树脂层 底部排 出，也可以 从树脂 层底部 进入 ，从树 脂顶部 排出 ，而后 者的运 行流速 较前者 高。

因 为当水 从树脂 层底部 进入从 顶部排 出时，借助于 水力的 筛分作 用，树 脂的粒 径自下 而上逐 渐变小 ，即树 脂颗粒 沿水流 方向逐 渐减小 ，于 是减小 水流动 阻力 ，有利 于提高 运行流 速，可以充 分发挥 树脂的 工作交 换容量 （ 2）具 体分析 国 外著名 水处理 公司的 全自动 钠离子 交换器的 优点是 ： 1、交 换罐 体均 为玻 璃钢 复合 材料 ，重 量轻 ，外 观漂 亮，制 造简单 成本低 廉 2、自 动化是 靠多路 阀和定 时器实 现的， 结构比较 简单 3、溶 盐箱是 敞口的 不带压 ，加盐 方便 4、吸 盐靠喷 射器， 不用水 泵不用 电 5、可 以在体 内擦洗 树脂 6、要 求厂房 高度低 缺 点是： 1、因 为采用 顺流再 生工艺 ，所以 运行流 速很低， 盐耗很 高 2、再 生时间 长 3、再 生剂必 须是精 制盐， 成本高 （精 制盐价 格是一 般盐的 三倍 ） 4、没 有完 全实 现自 动化 ，必 须由 人工 随时 根据 水箱 水位高 低变化 来停机 ，开机 5、停 电时不 能工作 国 内邓氏 系列的 全自动 钠离子 交换器 的优点是 ： 1、采 用了对 流再生 工艺， 流速高 ，盐耗 低。

2、可 以连续 供水 缺 点是： 1、盐 罐为压 力式滤 盐器， 加盐麻 烦 2、单 罐不能 使用， 必须配 备两个 交换罐 和两个以 上的盐 罐 6 3、再 生过程 必须用 软化水 ，管路 复杂 4、自 控系统 制造复 杂，多 路阀为 旋转启 、闭，易磨损 ，易漏 水 5、没 有完 全实 现自 动化 操作 ，必 须由 人工 随时 根据 水箱水 位变化 来开机 ，停机 6、停 电不能 工作 7、不 能在体 内擦洗 树脂 8、要 求厂房 高度在 5 米以 上 国 内成都 软水节 能设备 厂的微 机电脑 自控离子 交换器 的优点 是： 1、采 用对流 再生， 流速高 ，盐耗 低 2、自 动化 操作 是靠 微电 脑、 平面 多路 阀与 水箱 水位 高低信 号来完 成的 ，开机 后无需 人员管 理，人工只 是向盐 罐中加 盐即可 ，真 正实现 了全自 动 缺 点是： 1、盐 罐是密 封带压 的，加 盐麻烦 2、每 台最少 需两个 盐罐 3、再 生过程 必须用 软化水 4、再 生时间 长 5、不 能在体 内充分 擦洗受 污染的 树脂 6、停 电不能 使用 7、要 求厂房 高度在 5 米以 上。

满 室床全 自动钠 离子交 换器的 优点是 ： 1、采 用了对 流再生 工艺， 流速高 ，盐耗 低 2、交 换罐内 百分之 百充满 了树脂 ，满罐 运行，出 水品质 好 3、可 以在体 内擦洗 树脂， 能持久 保持高 速运行和 低的盐 耗 4、再 生过程 全部用 生水 5、盐 罐是敞 口式的 加盐方 便 6、再 生时 间很 短， 仅为 四十 分钟 ，一 般锅 炉配 一台 就可连 续供水 7、开 机后，电脑可 控制的 水箱的 水位高 低，需 要水时 自动开 机，7 不 需要水 时自动 关机， 实现了 完全自 动化操作 8、自 控系统 简单， 不易出 现故障 9、设 备高度 低，有 3 米高 的厂房 就可以 使用 10、可 用不锈 钢制造 ，也可 用碳钢 或复合 玻璃钢制 造 三 ．满 室床全 自动钠 离子交 换器为 何能有 上述的优 越性呢 ？ 从 前 面 的 分 析 可 看 出 国 外 的 全 自 动 钠 离 子交 换 器 除 了 在 罐 体制造 材料方 面有优 势外， 其余的 均不占 优势，特 别是高 昂的运 行费用。