全自动固定床顺流再生钠离子交换器计算示例
一级复床离子交换器计算版本
一、阳床的计算1、总处理水量Q′=Q(1+10%)2、阳离子交换器直径D=SQRT（4Q′/πv）3、阳床装料体积V阳=πD2h阳/44、阳床运行周期T阳=V阳E阳/(Q′Σc)5、每天再生的台次N阳=24/T阳6、再生一次30%盐酸的耗量B阳30%=V阳E阳b阳/(1000×30%)7、再生一次需30%HCl的体积V阳30%=B阳30%/ρ30%8、HCl计量箱的容积V计HCl=1.2V阳30%9、稀释至5%HCl溶液的体积V5%=V阳E阳b阳/(1000×5%×γ5%)10、再生一次的稀释水量V阳稀=V5%-V阳30%11、30%盐酸的日耗量B日=B阳30%×N阳12、30%盐酸的月耗量B月=30×B日/100013、30%盐酸的年耗量B年=7000×B月/(24×30)14、5%HCl溶液的通液时间tt=V5%/(1000×v5×V阳)15、进入阳床还原液的质量流量G2 G2=V5%γ5%/(3600×t)16、进入喷射器吸入侧的质量流量G0 G0=B阳30%/(3600×t)17、喷射器工作嘴的质量流量G1G1=G2-G018、喷射系数μ=G0/G119、喷射器的特性值20、喷嘴直径d P=A×SQRT(G1)21、圆筒形混合室直径d H=B×SQRT(G2)22、圆筒形混合室长度L u=4×d H23、吸入管管径D0=1000×SQRT(4×V阳30%/(3600×1000×π×v0×t))24、入口管管径D1=1000×SQRT(4×V阳稀/(3600×1000×π×V1×t))25、出口管管径D2=1000×SQRT(4×V5%/(3600×1000×π×V2×t))二、阴床的计算1、阴树脂的装料体积V阴=T阳×Q′(ΣA-HCO3-+CO2/44)/E阴2、阴树脂的实际装料体积V实=1.15×V阴3、阴床直径D=SQRT（4Q′/πv）4、阴离子交换树脂的装料高度h A=4×V实/(π×D2)5、再生一次30%NaOH的耗量B A30%=V实×E阴×b A/(1000×30%)6、再生一次30%NaOH的体积V30%=B A30%/γ30%7、NaOH计量箱的容积V NaOH=1.2×V30%8、稀释至4%NaOH溶液的体积V4%=V实×E阴×b A/(1000×4%×γ4%) 9、再生一次的稀释水量V稀=V4%-V30%10、30%NaOH的日耗量B日=B A30%×N阳30T/h已知参数10%为自用水率v=25m/h D=1.2mh阳=2m V=2.26m3阳E阳=1000mol/m3T阳=26.43hΣc:原水中阳离子的总和,mmol/L阳离子2.85mmol/LN阳=0.91台次/d 再生水平b阳=55g/mol(100%HCl)B阳30%=414.33Kg/次ρ30%=1.149Kg/L V阳30%=360.6L 1.2:安全系数V计HCl=432.72L取V计HCl=500Lγ5%=1.023Kg/L V5%=2430.11LV阳稀=2069.51LB日=377.04KgB月=11.31T一年以7000h计B年=109.97TV5=5m3/(m3·h)t=0.22h5%HCl G2=3.14Kg/s 30%HCl G0=0.52Kg/sG1=2.62Kg/sμ=0.2背压P2=1.472×105P a,查表得P′P=31060kgf/m2h0=29960kgf/m2h b=1349kgf/m2A=7.293 B=8.843d P=11.81mm取d P=15mmd H=15.65mmL u=62.61mmv0为被吸入管内的流速,取1m/s D0=24.08mm取D0=25mmV1为稀释水在入口管内的流速,取2m/s D1=40.8mm取D1=40mmV2为稀释水在入口管内的流速,取2m/s D2=44.21mm取D2=45mmΣA为原水中阴离子总和,只含强酸的阴离子，不包含HCO3-,mmol/L V阴=6.46m3 CO2为除碳器出水中浓度,取3mg/L阴离子2.85mmol/L E阴=350mol/m31.15为当阳床失效时,阴床还未失效的富余系数V=7.42m3实v=20m/hb A为再生水平,取60g/molγ30%为NaOH溶液的密度,取1.328Kg/Lγ4%为NaOH溶液的密度,取1.043Kg/L36T/hQ′=36m3D=1.4mV阳=3.08m3T阳=30h阳离子2.85mmol/LN阳=0.8台次/dB阳30%=564.67Kg/次V阳30%=491.44LV计HCl=589.73L取V计HCl=1000LV5%=3311.83LV阳稀=2820.39LB日=451.74KgB月=13.55TB年=131.76Tt=0.22hG2=4.28Kg/sG0=0.71Kg/sG1=3.57Kg/sμ=0.2d P=13.78mm取d P=15mmd H=18.29mmL u=73.16mmV阴=9.01m3阴离子2.85mmol/LV实=3.53m3D=1.51m取D=1.5mh A=2mB A30%=247.1KgV30%=186.07LV NaOH=223.28LV4%=1776.85L V稀=1590.78L B日=197.68Kg。
XXX项目除盐水离子交换计算书
m³ m/h m³ /h min min m³ /h min m³ m/h min m³ /h m³ 15 8 min min m/h min m³ /h m³ m³ /h m³ min m³ /m2.min m³ /h m³ Mpa m/h min m³ /h m³ DLT5068-2006
2% 5~7m/h
DLT5068-2006
4% ≤5m/h
t/m³ DLT5068-2006 t/m³ kg m³ m³ GB/T50109-2006 m³ 台 m³ m/h m³ /h min m³ min m³ 5.0% 5.0%
1.3~1.5Βιβλιοθήκη DLT5068-20065% ≤5m/h
同步再生，取进酸、 进碱时间大值
参考书籍或规范
备注
水量（m³ /h） 3000.00
3000.00 3000.00 进水总阴离子含 量（meq/L） 0.04
以NaCl计
0.04 0.04
mol/m³ R kg/m³ R mol/m³ R kg/m³ R m m m/h
DLT5068-2006 DLT5068-2006
80kg/m³ R 100kg/m³ R
70.65 17.50
10 15 70
DLT5068-2006 DLT5068-2006
10m/h 15min
v置换= t置换= Q置换=v置换×S= q置换=Q置换×t置换/60=
35.325 17.500 70 35.000
5 30 35 48
t混脂= t混脂= Q混脂=v混脂×S= q混脂=Q混脂×t混脂/60=
0.00 0.00
m³ m³ d 台 m³ m³ m³ d 台 m³ m³ m³ d 台 m³
顺流再生离子交换器
顺流再生离子交换器一、简介本设备为顺流再生固定床，是离子交换制水工艺中最先采用的床型，设备简单操作方便。
设备的下部除设有排水口外还设有备用口，因此本设备不仅可以做一般钠离子交换器软化水使用，还可以在强、弱树脂联合运行制水工艺中做强酸（碱）离子交换器使用。
根据集（布）水结构不同分为A 型和B 型，A 型为石英砂垫层形式，B 型为多孔板水帽形式。
配再生液装置全部用不锈钢材料制造，内表面衬耐酸胶板防腐。
本设备的外形高度尺寸按几种标准树脂层高给定。
若工程上采用不同类型的阀门和树脂层高时，有关尺寸略有变化，届时请与我公司联系。
二、型号规格实例三、供货范围设备本体、阀门及其附件。
树脂与石英砂可分别供货，需要同设备一起供货时需在合同中注明。
四、石英砂垫层级配（mm ） 〔仅供A 型离子交换器使用〕Φ1000 Φ1200 Φ1500 Φ1800 Φ2000 Φ2200 Φ2500 Φ3000 1~2 250 250 250 250 250 250 250 300 2~4 100 100 100 150 150 150 150 200 4~8 100 100 100 100 100 100 100 100 8~16 100 100 100 150 150 150 150 150 16~32 200 200 200 200 200 200 200 200 合计750750750850850850850950规格 厚 度粒度AWSY 2000 1800 B树脂层高（mm) 设备直径（mm) A型：石英砂垫层 B型：多孔板水帽 顺流再生A型顺流再生阳（阴）离子交换器一、设备规范二、外形尺寸（mm）三、管口用途及公称直径表（DN）一、设备规范二、外形尺寸（mm）三、管口用途及公称直径表（DN）B型顺流再生阳（阴）离子交换器。
关于钠离子交换器
钠离子交换器一、定义软化器即为钠离子交换器，离子交换器分为：钠离子交换器、阴阳床、混合床等种类。
离子交换柱(器)外壳一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯复合玻璃钢(PVC-FRP)、有机玻璃(PMMA)、有机玻璃复合透明玻璃钢(PMMA-FRP)、钢衬胶(JR)、不锈钢衬胶等材质。
主要用于锅炉、热电站、化工、轻工、纺织、医药、生物、电子、原子能及纯水处理的前道处理，工业生产所需进行硬水软化、去离子水制备的场合，还可用于食品药物的脱色提纯，贵重金属、化工原料的回收，电镀废水的处理等。
混床是将阴阳离子交换树脂按一定混合比例装填在同一个离子交换器内，由于混合离子交换后进入水中的H离子与OH离子立即生成电离度很低的水分子，可以使交换反应进行得十分彻底。
混床一般设置于一级复床之后，对水质的进一步纯化处理。
当水质要求不高时，也可以单独使用。
钠离子交换器即软化器是用于去除水中钙离子、镁离子，制取软化水的离子交换器。
组成水中硬度的钙、镁离子与软化器中的离子交换树脂进行交换，水中的钙、镁离子被钠离子交换，使水中不易形成碳酸盐垢及硫酸盐垢，从而获得软化水。
二、用途高硬度饮用水的软化、生活热水原水的软化、生活直饮水装置的预处理、锅炉用水及各类换热器补充水的软化、以及空调系统循环冷却水的软化处理等。
三、分类1）按运行方式分：固定床、连续交换床，浮动床。
固定床可分为：顺流再生固定床、逆流再生固定床。
连续交换床可分为：移动床、流动床。
2）按离子交换器制水、再生、冲洗的水流控制方式分：集成阀控制形式和分立式多阀控制形。
集成阀控制形式又分机械旋转式多路阀、柱塞式多路阀、板式多路阀、水力驱动多路阀。
分立式多阀控制形式又分自动隔膜阀组+控制器和手动阀组。
四、工作原理1．水的硬度主要是由钙，镁离子构成，当含有硬度的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙镁离子被树脂交换吸附，同时等物质量释放出钠离子。
从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。
关于钠离子交换器
关于钠离子交换器钠离子交换器一、定义软化器即为钠离子交换器，离子交换器分为:钠离子交换器、阴阳床、混合床等种类。
离子交换柱(器)外壳一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯复合玻璃钢(PVC-FRP)、有机玻璃(PMMA)、有机玻璃复合透明玻璃钢(PMMA-FRP)、钢衬胶(JR)、不锈钢衬胶等材质。
主要用于锅炉、热电站、化工、轻工、纺织、医药、生物、电子、原子能及纯水处理的前道处理，工业生产所需进行硬水软化、去离子水制备的场合，还可用于食品药物的脱色提纯，贵重金属、化工原料的回收，电镀废水的处理等。
混床是将阴阳离子交换树脂按一定混合比例装填在同一个离子交换器内，由于混合离子交换后进入水中的H离子与OH离子立即生成电离度很低的水分子，可以使交换反应进行得十分彻底。
混床一般设置于一级复床之后，对水质的进一步纯化处理。
当水质要求不高时，也可以单独使用。
钠离子交换器即软化器是用于去除水中钙离子、镁离子，制取软化水的离子交换器。
组成水中硬度的钙、镁离子与软化器中的离子交换树脂进行交换，水中的钙、镁离子被钠离子交换，使水中不易形成碳酸盐垢及硫酸盐垢，从而获得软化水。
1二、用途高硬度饮用水的软化、生活热水原水的软化、生活直饮水装置的预处理、锅炉用水及各类换热器补充水的软化、以及空调系统循环冷却水的软化处理等。
三、分类1)按运行方式分:固定床、连续交换床，浮动床。
固定床可分为:顺流再生固定床、逆流再生固定床。
连续交换床可分为:移动床、流动床。
2)按离子交换器制水、再生、冲洗的水流控制方式分:集成阀控制形式和分立式多阀控制形。
集成阀控制形式又分机械旋转式多路阀、柱塞式多路阀、板式多路阀、水力驱动多路阀。
分立式多阀控制形式又分自动隔膜阀组+控制器和手动阀组。
四、工作原理1(水的硬度主要是由钙，镁离子构成，当含有硬度的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙镁离子被树脂交换吸附，同时等物质量释放出钠离子。
从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。
全自动FLECK钠离子软化水处理方案
定时器上第二组插销孔数目是控制注水时间长短的。每一孔相 当于 2 分钟，调整时以移动第三组销子的位置来增减孔数。
当外面的一个微开关接触到注水销孔末端的两根销子时，再生 程序终止。可是定时器会继续转直至表面的一个微开关接触臂转至定 时器的圆形凹口内为止。 注意：盐水罐在任何时间都补充水，因此盐罐盐量应满足下一个再生 过程的需要。 （六）流量控制再生型的有关问题说明 1、流量的设定
软化水设备方案
一、 全自动 FLECK 钠离子软化设备
（一）概述 软化设备的系列分别为时间控制型与流量控制型。时间控制
型是采用时间同步电机控制全部的工作程序，在一定运行时间范围 内，根据固定的树脂装填量能交换除去的硬度总数值，设定再生还原 周期启动和结束时间。一日二十四小时均可任意选择再生还原时间的 开始，同时可对再生还原阶段的各工艺流程时间进行调整。流量控制 型是采用周期制取软化水的总数量（与除去的硬度值对应）控制全部 工作程序，该系列可连续制软化水，也可间断制软化水，再生还原是 由流量控制自动再生装置，周期制取软化水的总数量大小可根据用户 具体需要自行设定程序。
（五）时间控制再生型的有关问题说明 1、如何设定再生日期：
转动日期轮，让数码“1”，对准日期轮中心的红箭头，日期轮边 缘每一个小突起代表一天。日期轮的转动靠 24 小时时间盘的带动。 时间盘转一周，播动一个突起，日期轮上可向外拔出不锈钢片决定再 生日期。哪个数码对应的不锈钢片向外拔出，哪天为再生日期。 2、如何设定时间
快速清洗（大清洗）（PAPID RINSE）：硬水经控制阀进入树 脂，由上向下快速衡洗交换剂层后，再由中心升降管底部分流进入， 沿管向上流动后通过控制阀排出口排除。
固定床逆流再生锅炉钠离子交换器标准操作规程
浙江**药业有限公司标准操作程序一、目的：建立固定床逆流再生锅炉钠离子交换器标准操作规程。
二、范围：适用于固定床逆流再生锅炉钠离子交换器的使用。
三、责任者：维修人员、设备操作人员、设备管理人员。
四、程序：1、装置主要部分：盐溶解器、钠离子交换器、水箱。
2、运行过程从交换剂失败后算起，由以下连续而又重复的操作所组成。
2.1、小反洗：生水由中排装置引进，从上部进水装置排出，对压层进行反洗，以冲击运行时积聚连表面和呀实层中的污物。
流速可控制在10～20米／小时，时间约10～15分钟，直到出水较清为止。
2.2、排水：关闭中排装置进水阀门与上部进水装置上的排水门，打开空气门和中排装置排水门，把压层以上的水全部排出。
2.3、再生（还原）：打开交换器进盐阀门，把盐酸连续打进交换器，经钠离子交换层，废液从中排装置排出（配置盐液的体积大与交换剂体积的1.5倍）。
交换剂用树脂再生流速控制为：2～3米／小时，盐液浓度控制为：6～8％，进盐时间控制为：50～80分钟。
交换剂用磺化煤再生流速控制为：2～2.5米／小时，盐液浓度控制为：5％，进盐时间控制为：50～60分钟。
2.4、置换及反洗：关闭空气门，从交换器底部出水装置进入软水，把流速调整到要求范围，废水由中排装置放走，置换15～20分钟然后逐步加大置换软水流量，进行反洗，把反洗流速逐步提高到10～12米／小时（以交换剂不乱层为限），反洗到洗液中氯化物浓度相同于冲洗水氯根时反洗结束，此段时间约为3～5分钟，至出水较清为止。
2.5、小正洗（正洗压实层）：关闭反洗水进口阀门，打开空气门、进水阀门，关闭中排装置排水阀门，至空气阀门出水后，打开中排装置排水阀门，正洗压层，把压层内的废再生液洗去，流速控制在15～20米／小时，时间约为3～5分钟，至出水较清为止。
2.6正洗（清洗交换剂层）：关闭中排装置排水阀门，开交换器底部排水阀门，使交换剂正洗，正洗到水质合格后，交换器即可投入运行。
离子交换设备设计计算(有公式)
全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录一、总述 (1)1. 锅炉水处理监督管理规则 (1)2. 离子交换树脂内部结构 (1)3. 钠离子交换软化原理及特性: (2)4. 水质分析测试内容 (2)•PH值(Potential of Hydrogen) (2)•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (2)•铁含量(IRON) (2)•锰 (3)•硬度值(HARDNESS) (3)•碱度 (3)•克分子(mol) (3)•当量 (4)•克当量 (4)•硬度单位 (4)•我国江河湖泊水质组成 (6)二、全自动软水器 (6)三、影响软水器交换容量的因素 (8)1. 流速(gpm/ft，m/h) (8)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (8)3. 树脂层的高度 (9)4. 进水含盐量 (10)5. 温度 (12)6. 再生剂质量(NaCl) (12)7. 再生液流量 (13)8. 再生液浓度 (14)9. 再生剂用量 (15)10. 树脂 (15)四、自动软水器设计 (15)1. 软水器设备应遵循的标准 (15)2. 全自动软水器主要参数计算 (16)1) 反洗流速的计算: (16)2) 系统压降计算 (16)3. 软水器设计计算步骤 (16)计算示例 (18)一、总述1.锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规则。
第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。
第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。
第十一条未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、安装和使用。
第十四条锅炉水处理设备出厂时，至少应提供下列资料:1.水处理设备图样(总图、管道系统图等);2.设计计算书;3.产品质量证明书;4.设备安装、使用说明书;5.注册登记证书复印件。
软化水设备钠离子交换器标准
GB/T18300——定义与术语
返回
硬度：指水中易于形成沉淀物的金属离子总浓度，通常以 水中钙、镁离子总浓度表示。
软化水 ：除掉大部分或全部钙、镁离子后的水。
离子交换树脂：采用化学合成方法制成的具有离子交换活 性基团的高分子聚合物，能与溶液中相同电性的离子相互交 换的离子交换剂。
阳离子交换树脂：指带有酸性活性基团,能与水中阳离子进 行交换的离子交换树脂。若采用钠盐再生，即为钠离子交换 树脂。
反洗：离子交换树脂失效后，用水由下向上清洗离子交换 树脂层，使其膨胀而松动，同时清除树脂层上部的悬浮物 和破碎树脂等杂质的步骤。
再生：将一定浓度的再生液以一定的流速流过失效的离子 交换树脂层，使离子交换树脂恢复其交换能力的步骤。
顺流再生：再生液的流向和运行时水的流向一致。 逆流再生：再生液的流向和运行时水的流向相反。
返回
本标准规定了自动控制钠离子交换器的术语和定义、分 类与型号、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、 运输、贮存等要求。
本标准适用于工作压力不大于0.6MPa，采用多路阀自动 控制的钠离子交换器。
本标准不适用于流动床、移动床钠离子交换器，也不适 用于非自动控制的钠离子交换器。
温州市润新机械制造有限公司
温州市润新机械制造有限公司
GB/T18300——技术要求（续）
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交换器的使用条件
项目
要求
工作 条件
工作压力 进水温度
0.2MPa～0.6MPa 5℃～50℃
环境温度
5℃～50℃
工作 环境
相对湿度 适用电源
≤95%（25℃时）
交流220V±22V/50Hz或 380V±38V/50Hz或直流电（干电池）
GB/T18300——技术要求（续）
纯水离子交换计算公式(内部资料)
全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录一、总述 (1)1. 锅炉水处理监督管理规则 (1)2. 离子交换树脂内部结构 (1)3. 钠离子交换软化原理及特性: (2)4. 水质分析测试内容 (2)•PH值(Potential of Hydrogen) (2)•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (2)•铁含量(IRON) (2)•锰.........................................................•硬度值(HARDNESS) (3)•碱度 (3)•克分子(mol) (3)•当量 (4)•克当量 (4)•硬度单位 (4)•我国江河湖泊水质组成 (6)二、全自动软水器 (6)三、影响软水器交换容量的因素 (8)1. 流速(gpm/ft，m/h) (8)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (8)3. 树脂层的高度 (9)4. 进水含盐量 (10)5. 温度 (12)6. 再生剂质量(NaCl) (12)7. 再生液流量 (13)8. 再生液浓度 (14)9. 再生剂用量 (15)10. 树脂 (15)四、自动软水器设计 (15)1. 软水器设备应遵循的标准 (15)2. 全自动软水器主要参数计算 (16)1) 反洗流速的计算: (16)2) 系统压降计算 (16)3. 软水器设计计算步骤 (16)计算示例 (18)一、总述1.锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规则。
第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。
第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。
全固定钠床离子交换器计算示例
序号名称符号单位1产水量Q m3/h 2原水总硬度Hi mol/m33软化水硬度Ho mmol/L 4原水钾钠含量K+Na ppm 5工作温度T ℃6进水压力P MPa 7要求连续供水时间Scthr8离子交换器R 9单位树脂再生盐耗盐量Spr g/L 10树脂工作交换容量Rc mol/L 11运行流速Sv m/h 12所需交换面积F m213交换器同时工作台数n 台14交换器选用台数台15单台交换器流量Qem3/h 16单台交换器直径De mm 17选用交换器直径Dt mm 18实际交换器截面积Fe m219单罐连续运行时间St hr 20要求的单罐交换容量Ce mol 21最少树脂装载量Rmin L 22核算树脂层高度Hcr mm 23选用交换器高度H mm 24反洗流速Bcv m/h 25反洗膨胀率Bh %26交换器折损高度h mm 27实际树脂层高度Hr mm 28实际运行流速V m/h 29实际树脂装载量Rv L 30实际单罐运行时间Sthr 反洗计算31反洗流量Bqm3/h 32反洗流量控制器 D.L.F.C gpm 33实际反洗流速Bv m/h 34反洗时间Btmin 再生计算再生一次盐耗量Sd kg 配制饱和盐液耗水量Swgallon 盐箱注水孔板流量 B.L.F.C.gpm 盐箱注水时间Rt min 实际盐箱注水量Rw gallon全自动固定床顺流再生钠离子交换器计算示例原始参数交换器计算L实际再生一次盐耗量Spt kg饱和盐液量Dv gallon再生液体积流量Bcf gpm/ft3再生液总流量Btf gpm射流器选择If gpm实际再生液体积流量Bf gpm/ft3实际再生液流速Bs m/h吸盐流量Df gpm吸盐时间Dt min置换计算置换水量Sv gallon置换流量Sf gpm置换时间St min细盐置换时间设定Dst min正洗计算计算正洗水耗量Fcv m3正洗流速m3/h正洗流量Ff m3/h正洗时间Ft min再生水耗计算反洗水耗量Bw m3正洗水耗量Fw m3吸盐置换水耗量Dsw m3再生总水耗量Tw m3计算公式数值附注或控制要求由用户提供240由用户提供 2.5由用户提供0.03由用户提供50由用户提供10由用户提供0.42由用户提供24选用001*7型树脂（PLROLITE）160查阅相关资料1.125根据国家标准确定 标准为20-30m/h Q/Sv9.6流量/运行流速，结果是总的面积2n或n+13一台再生备用120总流量/交换器台数2472.7817726003.14×(Dt/2）² 5.30668流量控制再生一般连续运行时间不少于6小时Qe×St×Hi2400流量×运行时间×原水硬度Ce/Rc2181.818182时间控制再生其树脂量必须满足一天的总产水要求Rmin/Fe×1000411.1518075树脂高度最低不低于762mm3000根据玻璃钢罐体资料或碳钢衬胶罐体1515根据国家标准*确定 标准为15m/h树脂粒径（0.45-1.25）50查PUROLITE-C-100E型树脂资料得0查阅相关资料(H-h)/(1+Bh)2000Qe/Fe22.61334941Fe×Hr10613.2(Rv×Rc)/(Qe×Hi)38.91506667Fe×Bcv79.5991m3/h=4.4gpmBq×4.4350.2356查阅反洗流量控制器资料80实际流量DLFC×0.227／Fe14.98215按国家标准*Rv×Spr/10001698.112当饱和盐液浓度为26.3%时,一加仑水溶解1.35kg盐Sd/1.351257.8607411gallon=3.785LSw/1583.85738272盐箱注水时间一般设定在 10-20 分钟;查资料确认9注水实际流量Sw/BLFC15BLFC×Rt135510.975Rw×1.35182.25{（Rw×3.785+Spt）/1.2}/3.785152.62549541gallon=3.785L；饱和盐液比重为1.20.25-0.90.25以树脂公司要求的参数为准（PUROLITEC-100）Rv/28.3×Bcf93.756183751ft3=28.3L15查阅射流器资料选择If/(Rv/28.3)0.039997362If×0.227/Fe 2.781gpm=0.227m3/hIf×0.38 5.7Dv/Df26.7764027Rv×0.2672833.7244取0.5-1倍的树脂量（1L=0.267gallon）If-Df9.3射流器流量-盐流量（因此时无盐）Sv/Sf304.7015484置换水量/置换流量Dt+St331.4779511吸盐时间+置换时间3-6倍的树脂量6查阅相关资料，取4.5倍树脂量与反洗相同18.422.57Fcv/Ff×6015.95037661Bt×DLFC23.8797Ff×Ft61m3=220gallonSf×Dst14.01247702Bw+Fw+Dsw43.89217702一般要求每去除1mol硬度其再生水耗小于14升少于6小时满足一天的总产水要求一加仑水溶解1.35kg盐0-20 分钟;查资料确认ITEC-100）267gallon）再生水耗小于14升。
离子交换软化实验报告
1实验目的(1)熟悉顺流再生固定床运行操作过程；(2)加深对钠离子交换基本理论的理解。
2实验原理当含有钙离子或镁离子是造成水硬度的主为成分。
当含有钙离子或镁离子的水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的Ca2+及Mg2+便与树脂中的可交换离子（钠型树脂中的Na+,氢型树脂中的H+）交换，使水中的Ca2+和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的软化。
钠离子交换用食盐（NaCl）再生，氢离子交换用盐酸或硫酸再生。
基本反应式如下:（1）钠离子交换软化再生（2）氢离子交换交换再生钠离子交换的最大优点是不出酸性水，但不能脱碱；氢离子交换能去除碱度，但出酸性水。
本实验采用钠离子交换。
3实验内容3.1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 g3.2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3.3实验步骤(1)熟悉实验装置，搞清楚每条管路、每个阀门的作用；(2)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。
(3)将交换柱内树脂反洗数分钟，反洗流速采用15 m/h，以去除树脂层的气泡；(4)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；(5)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；(6)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。
(7)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%），计算再生一次所需食盐量。
弱酸转Na型离子交换器计算书
32.0%
1.35 5%
1.032
6.96 9394
13.92
6.0
1.86 104.84
10
37.3 60.122
5 114 3.68 30.77 1.50 85.20 100 50.728
m/h
15
min
15
m3
23.08
m/s
1.50
6
三价铁
反洗管径
反洗管径（选定） 5 正洗计算
m
2.383 1.136 2.12 70% 3.604
单台弱酸阳离子交换树脂量(H型,湿
态)
m3
13.05
弱酸阳离子交换树脂总量(H型,湿态)
m3
压脂层高度
m
39.14 0.00
单台压脂层体积
m3
0.00
压脂层总体积
核定周期运行时间
2
酸再生计算
浓酸浓度
m3
0.00
h
89.60
31%
浓酸比重 再生稀酸浓度(1.5～3%) 稀酸比重
m/h min m3 m/s mm m/h m3/m3R m3 m/s min mm mm
m3 m3 %
m3 m3/d
0.000 147.57 150.00
5 30 15.39 1.50 85.20 15 2 26.09 1.50 16.96 147.57 150.00
127.59 49.17 1.79%
t/m3
1.154
％
5%
t/m3
1.0083
一次再生浓酸体积
一次再生浓酸重量 酸计量箱所需体积(计算) 酸计量箱体积(选定) 单台阳床日耗浓酸液
全自动固定床顺流再生钠离子交换器计算示例
全自动固定床顺流再生钠离子交换器计算示例序号名称符号单位计算公式数值原始参数1产水量Q m3/h由用户提供60 2原水总硬度Hi mol/m3由用户提供4 3软化水硬度Ho mmol/l由用户提供0.03 4原水钾钠含量K+Na ppm由用户提供50 5工作温度T℃由用户提供10 6进水压力P Mpa由用户提供0.4 7要求连续供水时间Sct hr由用户提供24交换器计算8离子交换树脂R9单位树脂再生耗盐量Spr g/L160 10树脂工作交换容量Rc mol/L 1.1 11运行流速Sv m/h25 12所需交换面积F m2Q/Sv 2.4 13交换器同时工作台数n台2 14交换器选用台数台n或n+12 15单台交换器流量Qe m3/h Q/n3016单台交换器直径De mm√(F/n/3.14)*20001236.39117选用交换器直径Dt mm1250 18实际交换器截面积Fe m2 3.14×（Dt/2）2 1.22656319单罐连续运行时间St hr820要求的单罐交换容量Ce mol Qe×St×Hi96021最少树脂装载量Rmin L Ce/Rc872.727322核算树脂层高度Hcr mm Rmin/Fe711.5229 23选用交换器高度H mm2000 24反洗流速Bcv m/h1515 25反洗膨胀率Bh%树脂粒径（0.45-1.25）50 26交换器折损高度h mm500 27实际树脂层高度Hr mm（H-h）/(1+Bh)1000 28实际运行流速V m/h Qe/Fe24.4586 29实际树脂装载量Rv L Fe×Hr1226.563 30实际单罐运行时间St hr（Rv×Rc）/(Qe×Hi)11.24349反洗计算31反洗流量Bq m3/h Fe×Bcv18.39844 32反洗流量控制器DLFC gpm Bq×4.480.9531380 33实际反洗流速Bv m/h DLFC×0.227/Fe14.982 34反洗时间Bt min15再生计算35再生一次盐耗量Sd kg Rv×Spr/1000196.2536配置饱和盐液耗水量Sw gallon Sd/1.35145.370437盐箱注水孔板流量DLFC gpm Sw/159.6913589 38盐箱注水时间Rt min Sw/DLFC15 39实际盐箱注水量Rw gallon DLFC×Rt135L510.97540实际再生一次盐耗量Spt kgRw×1.35182.2541饱和盐液量Dv gallon（Rw×3.785+Spt）/1.2/3.785152.625542再生液体积流量Bcf gpm/ft 30.25-0.90.2543再生液总流量Btf gpm Rv/28.3×Bcf 10.8353644射流器选择If gpm1545实际再生液体积流量Bf gpm/ft 3If/(Rv/28.3)0.34608946实际再生液流速Bs m/h If×0.227/Fe 2.77605147吸盐流量Df gpm If×0.38 5.748吸盐时间Dt minDv/Df26.7764置换计算49置换水量Sv gallon Rv×0.267327.492250置换流量Sf gpm If-Df 9.351置换时间St min Sv/Sf 35.2142152吸盐置换时间设定Dst min Dt+St61.99062正洗计算53计算正洗水耗量Fcv m 33-6倍的树脂量 5.51953154正洗流速m/h 与反洗相同14.982正洗流量Ff m 3/h 18.3984455正洗时间Ft min Fcv/Ff 18再生水耗计算56反洗水耗量Bw m 3Bt×DLFC 4.59960957正洗水耗量Fw m 3Ft×Ff 5.51953158吸盐置换水耗量Dsw m 3Sf×Dst 2.56548259再生总水耗量Twm 3Rw+Bw+Fw+Dsw13.195660选择控制阀阻力损失计算61控制阀阻力系数Cv 36.562控制阀压力损失Pv psi （Qe×4.4/Cv）213.0786363布水器压力损失Pd psi 8.664树脂层压力损失Pr kg/cm 2Hr/1000×0.20.265交换器压力损失Pt kg/cm 2（Pv+Pd）×0.07+Pr1.717504****选用182型多路阀，运行方式为二用一备，用480D3型控制器来进行控制表中绿色部分在计算时根据实际情况填写，每个项目各不相同，请在设计时对绿色因实际原因，标准数据大量的单位转换过程，如果所查数据不设计单位转换，应及参考标准为《工业用水软化除盐设计规范》GB/T50109-2006附注或控制要求001*7查阅相关资料查资料考虑安全余量根据国家标准，20-30m/h流量/运行流速，结果是总的面积一台再生备用总流量/交换器台数(总交换面积/台数/3.14)开方后*2*1000根据罐体资料流量控制再生一般连续运行时间不少于6小时流量×运行时间×原水硬度时间控制再生其树脂量必须满足一天的总产水要求树脂层高度最低不低于762mm根据玻璃钢罐体资料根据国家标准，15m/h查阅相关树脂资料查阅相关资料1m3/h=4.4gpm实际流量当饱和盐浓度为26.3%，一加仑水溶解1.35kg盐1gallon=3.785L盐箱注水时间一般设定在10-20分钟；查资料确认注水实际流量1gallon=3.785L;饱和盐液比值为1.2以树脂公司要求的参数为准1ft3=28.3L查阅射流器资料选择1gpm=0.227m3/h一般计算时吸盐量按射流器流量的38%来确定取0.5-1倍的树脂量（1L=0.267gallon）射流器流量-盐流量（因此时无盐）置换水量/置换流量吸烟时间+置换时间查阅相关资料，取4.5倍树脂量1m3=220gallon一般要求每去除1mol硬度其再生水耗小于14升用一备，用480D3型控制器来进行控制查控制阀资料根据选用的布水器，查布水器资料查树脂资料得：0.2kg/cm2/m1psi=0.07kg/cm2对绿色部分数据进行检查，应及时 对计算进行修正。
离子交换器计算书
项目除盐水处理系统计算书设计原则1工艺流程的设计由于原水水质较好，水中TD洽量较低。
因此，本项目推荐选用传统的成熟工艺离子交换器作为系统的主脱盐设备；系统初期投资成本低、易于实现自动化。
离子交换器采用双床浮动床工艺，它具有处理水量大、占地面积小、交换容量高等优点。
根据计算，一级阳阴离子脱盐后的产水尚未达到生产工艺用水的要求，所以，在一级除盐装置之后，设置混合离子交换器，其出水水质完全满足设备采购方出水要求。
为保证关键设备离子交换器的长期可靠稳定运行，则必须设置符合水质特点的预处理系统，满足离子交换器进水指标：SS<3mg/L。
2工艺流程总述2.1 工艺流程：由净化水场来的原水经过水处理系统后到达超高压锅炉给水的要求后，通过管道送到除氧水站供超高压和高压锅炉使用。
原水由全厂新鲜水管网送入除盐水站后，部分去凝结水换热后进生水罐，生水经新鲜水泵加压后，先经过滤器后进入阳离子交换器，因原水中HCO3含量为20-42.1mg/L，为减少后级阴离子交换器的负荷，经过除CO2 器除去重碳酸根后，由中间水泵经阴离子交换器和混合离子交换器后，去除盐水罐，最后由除盐水泵加压进除盐水管网供各用户使用。
主体设备为单元式运行排列，同时也考虑母管式的连接组合。
为了减少设备的台数、减少再生次数和酸碱耗量，增加运行时间。
工艺如下：（原水箱）T原水泵T多介质过滤器T阳离子交换器T脱塔碳T中间水箱T阴离子交换器T混合离子交换器T除盐水箱T除盐水泵T使用点2.2为了保证除盐水系统供应的可靠性，选择了五个系列；正常情况下，三个系列运行，一个系列再生，一个系列备用。
其中设备包括：10台150吨/小时的纤维球过滤器（？2600mm，5套300吨/小时阳离子交换器（?3000mm, 5套300吨/小时阴离子交换器（?3000mm，5套300吨/小时混合离子交换器（?2800mm及其它辅助设备等组成。
2.3本套水处理设备的原水水质按提供的水质报告设计，而最终制出900吨/小时除盐水。
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全自动固定床顺流再生钠离子交换器计算示例
序号名称符号单位计算公式数值附注或控制要求原始参数
1产水量Q m3/h由用户提供60
2原水总硬度Hi mol/m3由用户提供4
3软化水硬度Ho mmol/L由用户提供0.03
4原水钾钠含量K+Na ppm由用户提供50
5工作温度T o C由用户提供10
6进水压力P MPa由用户提供0.42
7要求连续供水时间Sct hr由用户提供24
交换器计算
8离子交换树脂R 选用001*7型树脂(PUROLITE)
9单位树脂再生耗盐量 Spr g/L160查阅相关资料
10树脂工作交换容量Rc mol/L 1.1查资料考虑安全余量得
11运行流速Sv m/h25根据国家标准*确定 标准为20-30m/h
12所需交换面积F m2Q/Sv 2.4流量/运行流速，结果是总的面积
13交换器同时工作台数n台2
14交换器选用台数台n或n+13一台再生备用
15单台交换器流量Qe m3/h Q/n30总流量/交换器台数
16单台交换器直径De mm√(F/n/3.14)×20001236(总交换面积/台数/3.14)开方后*2*1000
17选用交换器直径Dt mm1250根据玻璃钢罐体资料
18实际交换器截面积Fe m2 3.14×(Dt/2)2 1.2
19单罐连续运行时间St hr8流量控制再生一般连续运行时间不少于6小时20要求的单罐交换容量Ce mol Qe×St×Hi960流量×运行时间×原水硬度
21最少树脂装载量R min L Ce/Rc873时间控制再生其树脂量必须满足一天的总产水要求22核算树脂层高度Hcr mm Rmin/Fe×1000712树脂层高度最低不低于762mm
23选用交换器高度H mm2000根据玻璃钢罐体资料
24反洗流速Bcv m/h1515根据国家标准*确定 标准为15m/h
25反洗膨胀率Bh%树脂粒径(0.45-1.25)50 查PUROLITE-C-100E型树脂资料得
26交换器折损高度h mm500查阅相关资料
27实际树脂层高度Hr mm(H-h)/(1+Bh)1000
28实际运行流速V m/h Qe/Fe24.46
29实际树脂装载量Rv L Fe×Hr1227
30实际单罐运行时间St hr(Rv×Rc)/(Qe×Hi)11.24
反洗计算
31反洗流量Bq m3/h Fe×Bcv181m3/h=4.4gpm
32反洗流量控制器 D.L.F.C gpm Bq×4.481查阅反洗流量控制器资料
80实际流量
33实际反洗流速Bv m/h DLFC×0.227/Fe14.98
34反洗时间Bt min15按国家标准*再生计算
35再生一次盐耗量Sd kg Rv×Spr/1000196当饱和盐液浓度为26.3%时,一加仑水溶解1.35kg盐36配制饱和盐液耗水量Sw gallon Sd/1.351451gallon=3.785L
37盐箱注水孔板流量 B.L.F.C.gpm Sw/159.69盐箱注水时间一般设定在 10-20 分钟;查资料确认
9.00注水实际流量
38盐箱注水时间Rt min Sw/BLFC15.0
39实际盐箱注水量Rw gallon BLFC×Rt135.00
L511
40实际再生一次盐耗量Spt kg Rw×1.35182.25
41饱和盐液量Dv gallon{(Rw×3.785+Spt)/1.2}/3.7851531gallon=3.785L;饱和盐液比重为1.2
42再生液体积流量Bcf gpm/ft30.25-0.9 0.25以树脂公司要求的参数为准(PUROLITE C-100)
43再生液总流量Btf gpm Rv/28.3×Bcf10.84 1 ft3=28.3L
44射流器选择If gpm15查阅射流器资料选择
45实际再生液体积流量 Bf gpm/ft3If/(Rv/28.3)0.35
46实际再生液流速Bs m/h If×0.227/Fe 2.781gpm=0.227m3/h
47吸盐流量Df gpm If×0.38 5.7一般计算时吸盐量按射流器流量的38%来确定
48吸盐时间Dt min Dv/Df27
置换计算
49置换水量Sv gallon Rv×0.267 327.49取0.5-1倍的树脂量 (1L=0.267gallon)
50置换流量Sf gpm If-Df9.3射流器流量- 盐流量(因此时无盐)
51置换时间St min Sv/Sf35置换水量/置换流量
52吸盐置换时间设定Dst min Dt+St62吸盐时间+置换时间正洗计算
53计算正洗水耗量Fcv m33-6倍的树脂量6查阅相关资料,取4.5倍树脂量
54正洗流速m/h与反洗相同18.40
正洗流量Ff m3/h22.57
55正洗时间Ft min Fcv/Ff15
再生水耗计算
56反洗水耗量Bw m3Bt × DLFC 5.45
57正洗水耗量Fw m3Ff×Ft 5.521m3=220 gallon
58吸盐置换水耗量Dsw m3Sf×Dst 2.62
59再生总水耗量Tw m3Rw+Bw+Fw+Dsw14.11一般要求每除去1mol硬度其再生水耗小于14升
60选择控制阀选用 182 型多路阀阀，运行方式为二用一备, 用 480D3 型控制器来进控制。
阻力损失计算
61控制阀阻力系数Cv36.5查控制阀资料
62控制阀压力损失Pv psi(Qe×4.4/Cv)213.081m3/h=4.4gpm
63布水器压力损失Pd psi8.6选用5687型布水器，查布水器资料得:
64树脂层压力损失Pr kg/cm2Hr/1000×0.20.2 查PUROLITE-C-100E型树脂资料得：0.2kg/cm2/m 65交换器压力损失Pt kg/cm2(Pv+Pd)×0.07+Pr 1.721psi=0.07kg/cm2
*表中红色部分均应由客户在计算时根据实际情况填写，每个项目各不相同，请在设计时对红色数据进行检查
*本计算示例主要是为了说明计算的全过程，仅保证计算正确性，不保证相关数据的真实性(即实际所查数据可能与表中不同) *因实际原因，表中数据存在大量单位转换过程，如果所查数据不涉及单位转换，应及时对计算进行修正
*工业用水软化除盐设计规范(GBJ 109-87)。