离子交换除盐原理

水的离子交换除盐就是顺序用H型阳离子交换树脂将水中各种阳离子交换成H⁺,用 OH型阴离子交换树脂将水中各种阴离子交换成OH^-，进入水中的H⁺和OH_-离子组成水分子H₂O;或者让水经过阳阴混合离子交换树脂层，水中阳、阴离子几乎同时被H⁺和OH^-离子所取代。这样，当水经过离子交换处理后，就可除尽水中各种的无机盐类。该工艺中发生的H离子交换反应和OH离子交换反应以及树脂再生过程中发生的反应如下：

(1)氢离子交换反应式：

(HCO₃) (HCO₃)

2RH + Ca(Mg,Na₂) Cl₂ → R₂Ca(Mg,Na₂) + H₂ Cl₂

SO₄ SO₄

再生反应式为：

2HCl Cl₂

R₂Ca(Mg,Na₂) + → 2RH + Ca(Mg,Na₂)

H₂SO₄ SO₄

(2)氢氧根离子交换反应式为：

SO₄ SO₄

Cl₂ Cl₂

2ROH + H₂ CO₃ → R₂ (HCO₃)₂ + 2H₂O

SiO₃ (HsiO₃)₂

再生反应式：

SO₄ SO₄

Cl₂ Cl₂

R₂ (HCO₃)₂ + 2NaOH → 2ROH + Na₂ CO₃^2-

(HSiO₃)₂ SiO₃

进入离子的水中一般都含有大量的碳酸氢盐。它是天然水中碱度的主要组成部分。当水经H离子交换后，碳酸氢盐转化成了碳酸，连同水中原来含有的碳酸，可用除碳器一起除去。这样可以减轻阴离子交换器的负担降低消耗。

水中碳酸的平衡关系如下式所示：

H^＋ + HCO₃^- ≒ H₂CO₃ ≒ CO₂ +H₂O

水中H^＋浓度越大，平衡越易向右移动。当水的pH值低于4.3时，水中的碳酸几乎全部以游离的CO₂形式存在。水中游离的CO2可以看作是溶解在水中的气体，它在水中的溶解度符合亨利定律，只要降低水面上CO₂的分压就可除去CO₂。除碳器就是利用这个原理除去CO₂的。