离子交换软化实验报告.doc

实验目得
熟悉顺流再生固定床运行操作过程；
加深对钠离子交换基本理论得理解。
实验原理
当含有钙离子或镁离子就是造成水硬度得主为成分。当含有钙离子或镁离子得水通过装有阳离子交换树脂得交换器时，水中得Ｃａ２+及Mg2＋便与树脂中得可交换离子(钠型树脂中得Na+，氢型树脂中得H+）交换,使水中得Cａ2+与Ｍg2+含量降低或基本上全部去除，这个过程叫做离子交换树脂对水得软化。钠离子交换用食盐（NaＣｌ）再生，:
(１)钠离子交换
软化
2RNa+CaHCO32CaCl2CaSO4→R2Ca+2NaHCO32NaClNa2SO4
2RNa+MgHCO32MgCl2MgSO4→R2Mg+2NaHCO32NaClNa2SO4
再生
R2Ca+2NaCl→2RNa+CaCl2
R2Mg+2NaCl→2RNa+MgCl2
(2）氢离子交换
交换
2RH+CaHCO32CaCl2CaSO4→R2Ca+2H2CO32HClH2SO4
2RH+MgHCO32MgCl2MgSO4→R2Mg+2H2CO32HClH2SO4
再生
R2Ca+2HClH2SO4→2RH+CaCl2CaSO4
R2Mg+2HClH2SO4→2RH+MgCl2MgSO4
钠离子交换得最大优点就是不出酸性水,但不能脱碱;氢离子交换能去除碱度，。
实验内容
实验设备与试剂
表3-1　实验中所用试剂及说明
仪器（试剂）
数量或说明
软化装置
1 套
１０0 ｍＬ量筒
1　个
秒表
1 块
200０　ｍm钢卷尺
１ 个
测硬度所需用品
若干
食盐
１00０　g
实验装置
实验装置如图3-1所示.
图 ３—１ 离子树脂交换装置
1—软化柱；2—阳离子交换树脂；3-转子流量计；４—软化水箱；5—定量投再生液瓶;
6—反洗进水管;７-反洗排水管;8—清洗排水管;9—排气管
实验步骤
熟悉实验装置，搞清楚每条管路、每个阀门得作用；　
测原水硬度，测量交换柱内径及树脂层高度；
用1０0 ｍL吸管移取三份水样，分别加 5mＬ　NH3—NH4Cl缓冲溶液，2～3滴铬黑T 指示剂,用 EDTA 标准溶液滴定,溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。
将交换柱内树脂反洗数分钟，反洗流速采用15 m/ｈ,以去除树脂层得气泡;
软化:运行流速采用15 m/ｈ，每隔１0 ｍｉn测一次水硬度,测两次并进行比较；
改变运行流速：流速分别取２0、25、30 m/h，每个流速下运行5 ｍiｎ,测出水硬度;
反洗：冲洗水用自来水，反洗结束将水放到水面高于树脂表面10 cm左右。
根据软化装置再生钠离子工作交换容量（mｏｌ／L），树脂体积(L）,顺流再生钠离子交换 NａＣl 耗量（1００~1２0ｇ/mol）以及食盐　NａCl 含量(海盐ＮaCl　含量≥80~９3％)，％得食盐再生液；
再生:再生流速采用 3~5m／ｈ。调节定量投再生液瓶出水阀门开启度大小以控制再生流速。再生液用毕时,将树脂在盐液中浸泡数分钟;
清洗：清洗流速采用1５　ｍ/h,每5 min　测一次出水硬度,有条件时还可测氯根, mｉn；
清洗完毕结束实验,交换柱内树脂应浸泡在水中.
数据记录与整理
表4-1 原水硬度及实验装置有关数据
原水硬度（以ＣaCＯ３计）/（mｇ/L)
交换柱内径/cm
树脂层高度／cｍ
树脂名称及型号
10３、８
35
60
钠型树脂
表4－2　交换实验记录
运行流速/（m／h)
运行流量(Ｌ/h)
运行时间/miｎ
滴定体积Ｖ/mＬ
出水硬度(以ＣaCＯ3计)/（ｍg/L)
15
1４、4
10
0、４5
4、５
1５
１4、4
10
0、41
4、1
20
19、2
5
０、35
3、５
25
24、1
5
0、２1
２、1
３0
2８、9
５
０、18
1、8
表4—3　反洗记录
反洗流速/(m/h)
反洗流量／（L/ｈ）
反洗时间/mｉn
15
14、４
1０
表4-4再生记录
再生一次所需食盐量/ｋg
再生一次所需浓度1０％得食盐再生液／Ｌ
再生流速/(m/h)
再生流量/(mＬ／s）
1
1０
１5
１4、43
表４-５清洗记录
清洗流速／（m/h）
清洗流量（L/h）
清洗历时/min
滴定体积Ｖ/mL
出水硬度（以CａＣＯ3计）／（mｇ/Ｌ）
1５
１4、4
５
1、07
10、7
1