去離子器基本原理及應(yīng)用概述

一、 去離子器的作用

離子交換系統(tǒng)是通過陰、陽離子交換樹脂對(duì)水中的各種陰、陽離子進(jìn)行置換的一種傳統(tǒng)水處理工藝，陰、陽離子交換樹脂按不同比例進(jìn)行搭配可組成離子交換陽床系統(tǒng)，離子交換陰床系統(tǒng)及離子交換混床系統(tǒng)，而混床系統(tǒng)又通常是用在反滲透等水處理工藝之后用來制取超純水，高純水的終端工藝，他是目前用來制備超純水、高純水不可替代的手段之一。其出水電導(dǎo)率可低于1uS/cm以下，出水電阻率達(dá)到1MΩ.cm以上，根據(jù)不同的水質(zhì)及使用要求，出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應(yīng)用在電子、電力超純水，化工，電鍍超純水，鍋爐補(bǔ)給水及醫(yī)藥用超純水等工業(yè)超純水，高純水的制備上。

    去離子器一般安裝在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水路支路，吸附由燃料電池電堆及冷卻水路相關(guān)零部件所釋放出來的陰陽離子，使冷卻水路的電導(dǎo)率維持在較低數(shù)值，防止系統(tǒng)漏電。下表要點(diǎn)氫能總結(jié)了當(dāng)前主流電堆供應(yīng)商對(duì)冷卻水路電導(dǎo)率的范圍要求。

數(shù)據(jù)來源，供應(yīng)商電堆操作手冊(cè)

去離子器，因其成本跟三大件相比（包括空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵、增濕器），占比較小，一般被系統(tǒng)集成商或主機(jī)廠列入“非關(guān)鍵零部件"，但其對(duì)保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行卻發(fā)揮了重要作用。同時(shí)，去離子器是一個(gè)易損件或耗材，跟傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油濾清器類似，需要定期更換。去離子器在更換前，一般也需要放空冷卻水路的冷卻水。如何能夠方便的放水和更換去離子器，在系統(tǒng)的售后維護(hù)中也是一個(gè)重要的課題。

 二、去離子器的工作原理：
去離子器采用離子交換的方法去除陰陽離子，可以把水中呈離子態(tài)的陽、陰離子去除，以氯化鈉(NaCl)代表水中無機(jī)鹽類，水質(zhì)除鹽的基本反應(yīng)可以用下列方程式表達(dá)：

去離子水設(shè)備：

1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+ R—Na+H+；

2、陰離子交換樹脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH-；

陽、陰離子交換樹脂總的反應(yīng)式即可寫成：

RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O；

由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應(yīng)生成物只有H2O，故達(dá)到了去除水中鹽并降低電導(dǎo)率的作用，如下圖所示：     

三、去離子器的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵指標(biāo)

常見結(jié)構(gòu)如下，內(nèi)部是顆粒狀的交換樹脂，封裝外殼一般采用塑料（離子析出少）

 該結(jié)構(gòu)的離子交換器的關(guān)鍵指標(biāo)包括：交換容量、工作溫度 和 壓力損失（壓降）

依據(jù)各個(gè)產(chǎn)品要求不同，其設(shè)定的電導(dǎo)率要求也不同，等液體的離子濃度達(dá)到設(shè)定限制后就需要更換去離子器了（接近交換容量）；

工作溫度收樹脂材料和結(jié)構(gòu)以及外殼材質(zhì)的限制，燃料電池一般要求小于95度；

壓降 是因?yàn)榱黧w經(jīng)過封裝管道和樹脂顆粒產(chǎn)生的壓力損失，影響因素主要來自封裝結(jié)構(gòu)

四、去離子設(shè)備的其他用途

化妝品行業(yè)：護(hù)膚品生產(chǎn)用純水、洗發(fā)水生產(chǎn)用純水、染發(fā)劑生產(chǎn)用純水、牙膏生產(chǎn)用純水 、洗手液生產(chǎn)用水；

電子工業(yè)：鋁箔清洗；電子管噴涂配液；顯相管；玻殼清洗、沉淀、濕潤(rùn)、洗膜、管頸清洗；液晶屏屏面清洗和配液：晶體管和集成電路的硅片清洗用水、配制水；

電池行業(yè)：蓄電池生產(chǎn)去離子水設(shè)備、鋰電池生產(chǎn)去離子水設(shè)備、太陽能電池生產(chǎn)去離子水設(shè)備；

混凝土外加劑配制去離子水設(shè)備；玻璃鍍膜用去離子水設(shè)備、玻璃制品清洗去離子水設(shè)備、燈具清洗去離子水設(shè)備；

紡織印染工業(yè)：印染助劑配制去離子水設(shè)備、濕巾用去離子水設(shè)備、面膜去離子水設(shè)備；

超聲波清洗純水設(shè)備；

涂裝行業(yè)：涂料配制去離子水設(shè)備、電鍍配制清洗去離子水設(shè)備、電泳漆配制清洗去離子水設(shè)備；

作者：政飛科技  轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源