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鍋爐結(jié)垢的主要原因是由于鍋爐給水中存在Ca2+、Mg2+，鈉離子交換的目的就是除去水中的Ca2+、Mg2+，使硬水變成軟水，以防止鍋爐結(jié)垢。當(dāng)原水的堿度較低時，工業(yè)鍋爐的給水可采用鈉離子交換軟化法處理。

固定床是動態(tài)離子交換的一種形式，它是指運行中離子交換劑層固定在一個交換器中，再生時一般也在交換器內(nèi)進行。

固定床運行時，當(dāng)水流從上至下通過交換劑層時，水中的Ca2+、Mg2+與交換劑中的Na+進行交換反應(yīng)。其過程如下：

碳酸鹽硬度軟化過程：

Ca(HCO3)2 + NaR à CaR2 + NaHCO3

Mg(HCO3)2 + NaR à MgR2 + NaHCO3

非碳酸鹽硬度軟化過程： 

CaSO4 + NaR à CaR2 + Na2SO4

CaCl2 + NaR à CaR2 + NaCl

MgSO4 + NaR à MgR2 + Na2SO4

MgCl2 + NaR à MgR2 + NaCl

從以上反應(yīng)式可以分析出，經(jīng)鈉離子交換的軟化水有如下特點：

經(jīng)鈉離子交換樹脂軟化后的水，其殘余硬度可以降低至0.03mmol/L以下，甚至可以完全消除硬度。

經(jīng)鈉離子交換樹脂軟化后的水，由于碳酸鹽硬度等量的轉(zhuǎn)變成了重碳酸鈉，并不能使硬水的堿度降低，所以堿度保持不變。

經(jīng)鈉離子交換樹脂軟化后的水，由于原水中的陰離子，即水中的氯離子、硫酸根、重碳酸根和硅酸根等并不改變，如果水中的其他重金屬陽離子忽略不計時，只是鈣、鎂鹽類等量地轉(zhuǎn)變成了不能生成水垢的鈉鹽，當(dāng)1mmol/L的（1/2Ca2+）鈣硬度被1mmol/L的鈉離子所交換時，則水中可增加鹽量達2.96mg/L[即23.00（Na+的摩爾質(zhì)量）-20.04（1/2Ca2+）的摩爾質(zhì)量）]。而1mmol/L的（1/2Mg2+）鎂硬度被1mmol/L的鈉離子所交換時，則水中可增加鹽量達10.84mg/L[即23.00（Na+的摩爾質(zhì)量）-12.16（1/2 Mg 2+）的摩爾質(zhì)量）]。因此，軟化后的水質(zhì)，其含鹽量要比原水高。

軟化樹脂：

鈉離子交換劑（軟化專用鹽）：