Khử kiềm nước bằng nhựa anion bazo mạnh

Trong nồi hơi, các muối canxi, magie từ nước sẽ kết tủa trên bề mặt kim loại nóng để tạo thành cặn bám. Khi các lớp cặn trở nên dày hơn, cần một động lực nhiệt lớn hơn, điều này có nghĩa là nhiệt độ kim loại kim loại cao hơn có thể dẫn đến vỡ ống. Vì vậy cần thiết phải tiến hành khử kiềm nước.

Nguyên lý  hoạt động

Một hệ thống khử kiềm nước bằng nhựa anion bazo mạnh thường bắt đầu với một cột làm mềm nước sau đó là cột chứa nhựa anion bazo mạnh trong hình thức clorua.

Chu kỳ làm mềm nước loại bỏ canxi và magie diễn ra theo phản ứng sau:

Na₂Z + Ca(HCO₃)₂ →CaZ + 2NaHCO₃

Na₂Z + Mg(HCO₃)₂→MgZ + 2 NaHCO₃

Na₂Z + CaSO₄ →CaZ + Na₂SO₄

Nước sau khi làm mềm qua cột nhựa anion, nhựa anion bazo mạnh sẽ loại bỏ độ kiềm bằng cách thay thế ion bicarbonat, carbonat, sulfate và anion nitrat bằng ion clorua. Các phản ứng

ZCl + NaHCO₃ →ZHCO₃ + NaCl

2 ZCl + Na₂SO₄ →Z₂SO₄ + 2 NaCl

Tuy nhiên nhựa anion ưu tiên trao đổi cho anion sulfat hơn cho các ion kiềm. Điều này làm giảm hiệu quả và dẫn đến sự rò rỉ độ kiềm.

Với tỷ lệ cao của độ kiềm tổng hoặc tỷ lệ thấp của ion sulfat trong tổng anion, hiệu quả của trao đổi ion được tăng lên và rò rỉ kiềm giảm

Nếu xút được thêm vào dung dịch muối tái sinh của hệ thống khử kiềm, các khí cacbon dioxit có trong dòng được chuyển đổi sang bicacbonat và cacbonat và trao đổi cho clorua.

Bảng dưới đây cho thấy chất lượng nước của một hệ thống khử kiềm bằng nhựa anion bazo mạnh trong mối liên quan với việc sử dụng dung dịch muối và sự kết hợp của cả dung dịch muối và xút

Sự rò rỉ kiềm cao vào thời gian đầu có được khắc phục bằng cách tăng liều lượng muối. Khi PH cao, rò rỉ cacbonat và hydroxit trong nửa cuối thời gian có thể đươc khắc phục bằng cách làm giảm lượng xút trong tái sinh.

Một điều cần được đặc biệt chú ý ở chu kỳ làm mềm và cần thực hiện tái sinh triệt để tránh rò rỉ magie vì rò rỉ magie từ chu kỳ này, magie sẽ kết hợp với anion clorua để tạo thành magie clorua, trong điều kiện không có độ kiềm sẽ thủa phân để tạo thành axit theo phản ứng như sau:

MgCl₂ + 2H₂O →Mg(OH)₂ + 2 HCl

Thiết kế hệ thống khử kiềm nước bằng nhựa anion bazo mạnh

Về lý thuyết nếu chỉ tính đến năng lực nhựa tương đối, kích thước cột chứa nhựa anion phải lớn hơn kích thước cột nhựa làm mềm . Tuy nhiên trên thực tế 2 cột nhựa này thường có kích thước bằng nhau.

Thùng chứa dung dịch tái sinh phải đủ lớn để chứa đủ nước muối và xút.

Do sự hiện diện của oxy clorua và xút nên các vật liệu thông thường như đồng và sắt là không khả thi về lâu dài. Vật liệu hữu dụng nhất của cột chứa nhựa trao đổi ion là FRP ( cột composite sợi thủy tinh). Tương tự như vậy vật liệu cho thùng chứa dung dịch tái sinh là FRP hoặc polyethylene.

Đường ống và van phải dùng bằng nhựa như PVC, CPVC, polyethylene, polypropylene, FRP