ตัวกรองโซเดียม-แคตไอออน: วัตถุประสงค์และหลักการทำงาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

แผ่นกรองโซเดียมไอออนเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยกอบกู้น้ำกระด้างได้หลายวิธี ก่อนหน้านี้มีปัญหาเช่นน้ำกระด้างเกินไปเนื่องจากเครื่องใช้มักจะพังและมีระดับที่แข็งแกร่งยังคงอยู่ในตัวพวกเขา วิธีแก้ปัญหาแรกคือตลับประจุบวก

แนวคิดทั่วไปของสาระสำคัญของงาน

ในการทำให้น้ำอ่อนลง รวมทั้งหลีกเลี่ยงปัญหาเช่นตะกรันจำนวนมากบนผนังของภาชนะบรรจุ จำเป็นต้องแปรรูปของเหลวที่มีคุณภาพสูง มีหลายวิธีในการกำจัดสิ่งสกปรกส่วนเกินออกจากสารนี้ แต่วันนี้มักใช้สองวิธีต่อไปนี้:

• ตัวเลือกแรกคือการใช้สารเคมี ซึ่งสามารถขจัดทุกสิ่งที่ไม่จำเป็นออกจากของเหลวผ่านปฏิกิริยาบางอย่าง แต่ใช้สารเคมีอันตรายในการทำเช่นนี้
• ตัวเลือกที่สองคือทางกายภาพ ในกรณีนี้หมายความว่าน้ำที่เป็นปูนมากเกินไปจะเกี่ยวข้องกับการฉายรังสี เช่นเดียวกับการทำให้เป็นกลางของไอออนที่เป็นอันตราย

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าวิธีการเหล่านี้มีทั้งจุดแข็งและจุดอ่อน ไม่มีสิ่งใดที่ไม่มีข้อบกพร่อง จนถึงปัจจุบัน ไม่มีวิธีใดที่เหมาะสมที่สุดในการทำให้น้ำบริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายในลักษณะที่ไม่มีผลกระทบใดๆ

รายละเอียดตัวกรอง

ดังนั้น อุปกรณ์ที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้ตัวกรองโซเดียม-แคตไอออนคือตัวกรองการแลกเปลี่ยนไอออน อุปกรณ์นี้ง่ายมากประกอบด้วยชิ้นส่วนจำนวนน้อยและมีหลักการทำงานที่เรียบง่าย รวมรายการเช่น:

• ตัวเครื่องและตลับ;
• ถังพักฟื้น;
• ถังเก็บเกลือ;
• ในบางกรณีอาจมีตัวทำความสะอาดเพิ่มเติม

ตัวกรองโซเดียมไอออนบวกประกอบด้วยสิ่งของจำนวนเล็กน้อย

เมื่อพิจารณาถึงหลักการทำงานแล้ว ควรสังเกตทันทีว่ามีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอุปกรณ์สำหรับใช้ส่วนตัวและสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม

ความแตกต่างในฮาร์ดแวร์

ความแตกต่างหลักในหลักการทำงานของตัวกรองโซเดียม-คาไนต์สำหรับวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมและภายในประเทศคือ อันแรกสามารถมีขนาดที่ใหญ่เพียงพอและโครงสร้างหลายขั้นตอน ในขณะที่อันที่สองต้องไม่เกิน เหยือกธรรมดา เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าสามารถใช้ในบ้านส่วนตัวประเภทย่อยหลักของอุปกรณ์ดังกล่าวได้ เนื่องจากที่บ้านมักใช้ทำน้ำให้บริสุทธิ์และทำให้น้ำอ่อนลงสำหรับดื่มและในอาหารด้วยแล้วการเปลี่ยนตลับหมึกจะเป็นงานที่ค่อนข้างส่วนตัว ในระดับอุตสาหกรรม ตัวกรองโซเดียม-แคตไอออนไม่ทำน้ำให้บริสุทธิ์เท่าที่จะดื่มได้ ดังนั้นจึงสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยไม่ได้เปลี่ยน ในระบบดังกล่าว ตัวกรองประเภทที่นำเสนอสามารถเป็นแบบหลายเคสได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือมีหลายตลับเพื่อที่ว่าหากตัวใดตัวหนึ่งไม่ทำงานตลับอื่นก็สามารถทำงานได้ต่อไปแทน

ที่ส่วนท้ายของคำอธิบายอุปกรณ์ คุณสามารถเพิ่มว่าเป็นของกลุ่มน้ำยาทำความสะอาดสารเคมี

หลักการทำงานของเครื่อง

ถ้าเราพูดถึงหลักการทำงานของตัวกรองโซเดียม-แคตไอออน สาระสำคัญทั้งหมดจะอยู่ที่ฟิลเลอร์ ซึ่งเป็นฮีเลียมเรซินชนิดพิเศษ ซึ่งประกอบด้วยลูกบอลโซเดียมทั้งหมด คาร์ทริดจ์พิเศษบรรจุฟิลเลอร์ดังกล่าวและยังสามารถเก็บสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายทั้งหมดไว้ได้ กระบวนการนี้อำนวยความสะดวกโดยปฏิกิริยาพิเศษที่เกิดขึ้นระหว่างโซเดียมกับเกลือ และด้วยเหตุนี้ เปลือกโลกจึงก่อตัวขึ้นซึ่งกักเก็บแร่ธาตุที่เป็นอันตรายไว้ สารเช่นแคลเซียมและแมกนีเซียมจะเกาะติดกับตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกเช่นโลหะกับแม่เหล็ก จากนี้ไปการแลกเปลี่ยนไอออนเป็นจุดประสงค์หลักและอุปกรณ์ของตัวกรองการแลกเปลี่ยนโซเดียม - ไอออนบวก

เมื่อน้ำซึ่งเต็มไปด้วยเกลือแร่ที่เป็นอันตราย มาพบกับลูกบอลเรซินที่เติมโซเดียมเข้าไป ก็จะเกิดการทดแทนอย่างรวดเร็ว ข้อได้เปรียบหลักของการแลกเปลี่ยนดังกล่าวคือมันเป็นปฏิกิริยาที่เป็นธรรมชาติและรวดเร็วมากซึ่งไม่ต้องการการเชื่อมต่อเพิ่มเติมอุปกรณ์

โซเดียมถูกแลกกับแร่ธาตุซึ่งจะเกาะติดกับพื้นผิวของตลับได้อย่างทั่วถึง คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการสร้างตัวกรองโซเดียม cation ขึ้นใหม่ ซึ่งก็คือการคืนค่าตลับหมึกเหล่านี้

วัตถุประสงค์ของหน่วย

อุปกรณ์จำนวนมากทำให้เกิดปัญหาค่อนข้างมาก ดังนั้นจึงไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับความต้องการอุปกรณ์ดังกล่าวที่สามารถละลายน้ำได้ เหนือสิ่งอื่นใด วัตถุประสงค์ของตัวกรองการแลกเปลี่ยนโซเดียม-ไอออนบวกถูกเปิดเผยในกรณีที่จำเป็นต้องกรองของเหลวสำหรับเครื่องทำความร้อนหรือเครื่องทำความร้อน นี่เป็นเพราะข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของมาตราส่วนที่ครอบคลุมพื้นผิวของอุปกรณ์ดังกล่าวคือการถ่ายเทความร้อนได้ไม่ดีนัก หยุดกระบวนการนี้จริงๆ ด้วยเหตุนี้อุปกรณ์จึงมักจะล้มเหลวหรือไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ

การใช้อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นตัวกรองจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวได้เกือบทั้งหมด

เพื่อให้เข้าใจถึงความจำเป็นในการบำบัดน้ำมากขึ้น สามารถยกตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ ได้ หากคุณใช้กระทะใบเดิมในการปรุงอาหารตลอดเวลา โดยใช้ของเหลวที่ไม่ผ่านการกรอง เปลือกจะก่อตัวที่ด้านล่าง ตะกรันทำงานได้ไม่เลวร้ายไปกว่าการเคลือบยิปซั่มโดยไม่นำความร้อน เมื่อเปิดไฟ ก้นของเครื่องครัวดังกล่าวจะร้อนถึงขีดสุด เนื่องจากจะไม่สามารถผ่านการเคลือบได้ แม้แต่เหล็กหล่อชุบแข็งก็ไม่สามารถใช้งานได้นานในสภาวะเช่นนี้ ที่แน่นอนว่าสิ่งนี้จะทำให้ก้นแตกหรือละลายในที่สุด

รีวิวอุปกรณ์

เครื่องกรองโซเดียม-แคตไอออนค่อนข้างเรียบง่าย โดยเฉพาะในแง่ของการออกแบบ คุณสามารถพิจารณาได้โดยไม่มีปัญหาใด ๆ แม้กระทั่งการใช้ตัวอย่างเหยือกกรองน้ำธรรมดา เคสสำหรับรุ่นดังกล่าวมักทำจากพลาสติกซึ่งมักจะโปร่งใส สิ่งนี้ทำเพื่อให้สะดวกยิ่งขึ้นในการตรวจสอบกระบวนการรวบรวมของเหลว ข้างในมีภาชนะอีกอันที่ติดคาร์ทริดจ์ไว้ ภายในตลับนี้คือฮีเลียมโซเดียมเรซิน เป็นที่น่าสังเกตว่าปริมาณงานของตัวกรองดังกล่าวไม่สูงเกินไป แต่ก็เพียงพอแล้วเช่นสำหรับครอบครัวสามคน จากด้านบน อุปกรณ์ปิดด้วยฝาปิดเพื่อไม่ให้มีอะไรพิเศษเข้าไปในน้ำดื่มผ่านอากาศ ในการกรองของเหลว คุณเพียงแค่เทลงในภาชนะนี้ น้ำจะไหลผ่านตลับลงด้านล่างซึ่งถือว่าบริสุทธิ์

อย่างไรก็ตาม สิ่งต่างๆ ไม่ได้เรียบง่ายเสมอไป ตัวกรองดังกล่าวอาจเป็นระบบบำบัดน้ำหากจำเป็นสำหรับบ้าน ในกรณีนี้ การออกแบบจะเสริมด้วยอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ถังเก็บกู้ รวมทั้งชุดควบคุม ในกรณีนี้ ตัวอุปกรณ์เองจะตรวจสอบระดับการอุดตันของตลับหมึก หากเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น จะมีการส่งสัญญาณและของเหลวจะเริ่มไหลไปตามทางเลี่ยง ระบบจะถ่ายโอนคาร์ทริดจ์ที่อุดตันไปยังถังกู้คืนซึ่งมีการเตรียมน้ำเกลือไว้ล่วงหน้า ในขณะที่หนึ่งในตลับหมึกจะถูกกู้คืน ภาระของผู้อื่นจะเพิ่มขึ้น แต่อุปกรณ์ถูกออกแบบมาสำหรับสิ่งนี้

จุดด้อย

ในอุปกรณ์ใดๆ ตัวกรองนี้มีจุดอ่อน เนื่องจากปัญหาอาจเกิดขึ้นเป็นระยะ เรากำลังพูดถึงตลับหมึกที่จะไม่อนุญาตให้คุณใช้งานตัวกรองโดยไม่หยุด ต้องการการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง กล่าวคือ การเปลี่ยนหรือทำความสะอาด นอกจากนี้ ความถี่ของการบำรุงรักษาโดยตรงยังขึ้นอยู่กับว่าน้ำต้องผ่านกระบวนการปนเปื้อนมากน้อยเพียงใด ควรทำการเปลี่ยนไส้กรองก็ต่อเมื่อใช้สำหรับการผลิตน้ำดื่มเท่านั้น ในกรณีอื่นๆ สามารถคืนค่าได้

กระบวนการฟื้นฟู

"การซ่อมแซม" หลักของตัวกรองโซเดียมไอออนบวกคือกระบวนการของการผลิตตลับหมึกใหม่ ซึ่งสามารถทำได้ทันทีโดยไม่ต้องปิดการจ่ายของเหลว กระบวนการกู้คืนเกิดขึ้นโดยใช้น้ำเกลือพิเศษ เป็นเพราะเหตุนี้โรงงานอุตสาหกรรมจึงมีหลายขั้นตอน และแต่ละตลับมีถังกู้คืนของตัวเอง การติดตั้งอัตโนมัติดังกล่าวมีแผงควบคุมพิเศษ ซึ่งจะรับสัญญาณหากองค์ประกอบการทำงานสกปรกเกินไปและต้องมีการสร้างใหม่ คุณยังสามารถตั้งเวลาเปลี่ยนได้ด้วยตนเอง ในการทำเช่นนี้ คุณสามารถระบุระยะเวลาหรือจำนวนลิตรของน้ำได้ กระบวนการนี้ค่อนข้างง่ายและตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการทำความสะอาด ถ้าในระหว่างการจัดการของเหลวโซเดียมทำให้เกิดเกลือจำนวนมาก จากนั้นในระหว่างการฟื้นฟู ทุกอย่างจะเกิดขึ้นในทางตรงกันข้าม และโซเดียมที่ไหลแรงมากก็สามารถชะล้างเกลือออกได้ สำหรับกระบวนการนี้ จำเป็นต้องซื้อเกลือที่ไม่ธรรมดา แต่เป็นเกลือชนิดพิเศษซึ่งมีโซเดียมในปริมาณที่มากกว่า ตัวมันเองมีราคาถูกแต่ปริมาณการใช้เยอะพอ ซึ่งทำให้กระบวนการกู้คืนไม่ถูกมาก

การใช้งานและบำรุงรักษา

ในแง่ของประสิทธิภาพแล้ว Na-filter นั้นดีที่สุด อย่างไรก็ตาม ความไม่สะดวกที่เกิดขึ้นอย่างมากนั้นเกิดจากการที่คุณต้องจัดการกับสภาพของมันอย่างต่อเนื่องเพื่อให้สามารถทำงานได้ที่ 100% ตัวเครื่องมีราคาค่อนข้างสูง แต่ทุกคนไม่ชอบการเปลี่ยนตลับหมึกอย่างต่อเนื่องและนอกจากนี้คุณจะต้องใช้เวลาในการซื้อตลอดเวลา คุณภาพการกรองของตลับที่อุดตันและตลับใหม่นั้นแตกต่างกันมาก

ขั้นตอนการกรอง

ปัจจุบันมีอุปกรณ์สองประเภท นี่คือตัวกรอง FIP ของด่านแรกและด่านที่สอง แบบแรกใช้สำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์ในสถานประกอบการอุตสาหกรรม ในขณะที่แบบหลังใช้สำหรับการทำให้ของเหลวอ่อนตัวลงและแยกเกลือออกจากของเหลวที่ลึกที่สุด

สำหรับคุณลักษณะของตัวกรองโซเดียม-ไอออนบวกในขั้นแรกมีดังนี้ ความดันใช้งานอาจอยู่ที่ 0.4 ถึง 0.6 MPa ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่น เส้นผ่านศูนย์กลางตัวกรองระบุเริ่มต้นจาก 500 มม. สำหรับรุ่นที่เล็กที่สุดและสิ้นสุดที่ 3400 มม. สำหรับตัวกรองที่ใหญ่ที่สุด มีพารามิเตอร์เช่นความสูงของชั้นกรองซึ่งเริ่มต้นจาก 1,000 และสิ้นสุดที่ 2500 มม. วัดประสิทธิภาพลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงและสามารถมีได้ตั้งแต่ 10 ถึง 220 เป็นที่น่าสังเกตว่ามวลของการติดตั้งดังกล่าวมีขนาดใหญ่และน้ำหนักเบาที่สุด 307 กก. และหนักที่สุด 6.4 ตัน

ตัวกรองขั้นที่ 2 ต่างกันตรงที่แรงดันใช้งานของรุ่นใด ๆ คือ 0.6 MPa และเส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำคือ 1,000 มม. แม้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดจะเล็กกว่าเล็กน้อย - 3000 มม. สำหรับรุ่นใดๆ ความสูงของชั้นกรองจะอยู่ที่ 1500 มม. แต่ผลผลิตขั้นต่ำของพืชดังกล่าว เช่นเดียวกับจำนวนสูงสุดจะสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและอยู่ในช่วง 40 ถึง 350 ม.3/h สำหรับมวลนั้นขั้นต่ำจะใหญ่กว่าเล็กน้อย - 490 กก. แต่สูงสุดนั้นน้อยกว่ามากเพียง 4.9 ตันเท่านั้น

สรุป

เมื่อซื้อยูนิต โปรดทราบว่าแต่ละอุปกรณ์มีพาสปอร์ตทางเทคนิค ตัวกรองโซเดียม cation exchanger จำหน่ายพร้อมกับเอกสารประกอบเสมอ มีข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับข้อมูลทางเทคนิคของอุปกรณ์ โดยคุณสามารถเลือกรุ่นที่ต้องการได้

หน่วยเหล่านี้มีประสิทธิภาพมากและราคาไม่แพงนัก ปัญหาและข้อเสียหลักของพวกเขาคือความจำเป็นในการเปลี่ยนหรือสร้างตลับหมึกใหม่อย่างต่อเนื่องเพื่อการทำงานปกติ