去离子器基本原理及应用概述

一、 去离子器的作用

离子交换系统是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺，阴、阳离子交换树脂按不同比例进行搭配可组成离子交换阳床系统，离子交换阴床系统及离子交换混床系统，而混床系统又通常是用在反渗透等水处理工艺之后用来制取超纯水，高纯水的终端工艺，他是目前用来制备超纯水、高纯水不可替代的手段之一。其出水电导率可低于1uS/cm以下，出水电阻率达到1MΩ.cm以上，根据不同的水质及使用要求，出水电阻率可控制在1~18MΩ.cm之间。被广泛应用在电子、电力超纯水，化工，电镀超纯水，锅炉补给水及医药用超纯水等工业超纯水，高纯水的制备上。

  去离子器一般安装在燃料电池发动机冷却水路支路，吸附由燃料电池电堆及冷却水路相关零部件所释放出来的阴阳离子，使冷却水路的电导率维持在较低数值，防止系统漏电。下表要点氢能总结了当前主流电堆供应商对冷却水路电导率的范围要求。

 

 

 

数据来源，供应商电堆操作手册

去离子器，因其成本跟三大件相比（包括空压机、氢气循环泵、增湿器），占比较小，一般被系统集成商或主机厂列入“非关键零部件”，但其对保障系统安全可靠运行却发挥了重要作用。同时，去离子器是一个易损件或耗材，跟传统发动机的机油滤清器类似，需要定期更换。去离子器在更换前，一般也需要放空冷却水路的冷却水。如何能够方便的放水和更换去离子器，在系统的售后维护中也是一个重要的课题。

二、去离子器的工作原理：

去离子器采用离子交换的方法去除阴阳离子，可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除，以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类，水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达：

去离子水设备：

 

1、阳离子交换树脂：R—H+Na+ R—Na+H+；

2、阴离子交换树脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH-；

 

阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成：

 

RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O；

由此可看出，水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代，而反应生成物只有H2O，故达到了去除水中盐并降低电导率的作用，如下图所示：    

 

 

 

三、去离子器的结构和关键指标

常见结构如下，内部是颗粒状的交换树脂，封装外壳一般采用塑料（离子析出少）

 

 

该结构的离子交换器的关键指标包括：交换容量、工作温度 和 压力损失（压降）

依据各个产品要求不同，其设定的电导率要求也不同，等液体的离子浓度达到设定限制后就需要更换去离子器了（接近交换容量）；

工作温度收树脂材料和结构以及外壳材质的限制，燃料电池一般要求小于95度；

压降 是因为流体经过封装管道和树脂颗粒产生的压力损失，影响因素主要来自封装结构

四、去离子设备的其他用途
 

化妆品行业：护肤品生产用纯水、洗发水生产用纯水、染发剂生产用纯水、牙膏生产用纯水 、洗手液生产用水；

电子工业：铝箔清洗；电子管喷涂配液；显相管；玻壳清洗、沉淀、湿润、洗膜、管颈清洗；液晶屏屏面清洗和配液：晶体管和集成电路的硅片清洗用水、配制水；

电池行业：蓄电池生产去离子水设备、锂电池生产去离子水设备、太阳能电池生产去离子水设备；

混凝土外加剂配制去离子水设备；玻璃镀膜用去离子水设备、玻璃制品清洗去离子水设备、灯具清洗去离子水设备；

纺织印染工业：印染助剂配制去离子水设备、湿巾用去离子水设备、面膜去离子水设备；

超声波清洗纯水设备；

涂装行业：涂料配制去离子水设备、电镀配制清洗去离子水设备、电泳漆配制清洗去离子水设备；

作者：政飞科技  转载请注明来源