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从液体介质中分离碱土元素

碱土是二价阳离子。钙和镁在地下水中很常见，原因是水会渗过石灰岩、白垩和白云石等含有钙和镁的矿床。

 

在碱土元素中，钙和镁因在地下水中很常见而受到最多关注。富含这些矿物质的水被称为“硬水”，因会在设备和管道中形成水垢，带来了各种挑战。钙和镁（及其他碱土元素）可以采用多种分离技术去除。

  • 4

    Be

    铍

  • 12

    Mg

    镁

  • 20

    Ca

    钙

  • 38

    Sr

    锶

 
 
 

钠 (Na+) 循环软化

 

钠循环离子交换是工业用水软化中使用最广泛的技术，如低压锅炉的水质处理和反渗透预处理，可以保护膜并提高水的整体回收率。该技术还广泛用于酒店和住宅设施等应用，保护热水管道，减少清洁剂的使用。在这个过程中，水与钠 (Na+) 形式的强酸阳离子 (SAC) 交换树脂接触，其中钙 (Ca2+) 和镁 (Mg2+) 的线束离子进行交换，形成更易溶解的钠离子。

 
 
 
 
 
 
 
 
 

氢 (H+) 循环软化/脱碱

 

如果钙 (Ca2+) 和镁 (Mg2+) 的硬性离子导致水源中的碳酸盐 (CO32-) 或碳酸氢盐 (HCO3-) 碱度较高，可以通过非常有效的氢 (H+) 循环离子交换过程对水进行软化。这个过程会去除碱性和硬性离子，因此也被称为脱碱过程，特别适用于反渗透之前或双床离子交换除盐系统。

 
 
 
 
 
 
 
 
 

纳滤（膜软化）

 

膜软化一词适用于使用纳滤 (NF) 膜技术降低硬度的水处理工艺。与反渗透 (RO) 一样，NF 是一种压力驱动的分离工艺，采用半透膜和错流过滤原理。如果不需要较高的脱盐率，可以选择使用 NF 膜进行膜软化。NF 膜优先抑制硬性离子，同时除去水中的部分盐分，从而去除 10-90% 的溶解盐。NF 工艺可以使硬度降低 50-97%，具体取决于选用的膜。NF 工艺的工作压力范围为 75-150 psig，使其成为软化作业的一种经济选择。

 
 
 

糖浆除灰

 

淀粉基甜味剂中存在无机杂质和蛋白质杂质，这些杂质来自天然来源和添加的加工助剂。为了提高质量，优化下游加工，必须去除这些杂质。

葡萄糖浆除灰有助于提高产品质量，是制造高果糖玉米糖浆 (HFCS) 时将葡萄糖异构化为果糖的必要过程。虽然钙 (Ca) 对于淀粉酶转化为葡萄糖必不可少，但也会在异构化过程中使葡萄糖异构酶失活，使得葡萄糖除灰在 HFCS 的生产过程中至关重要。由于类似的原因—虽然镁 (Mg) 对于异构化过程必不可少，但会污染下游色谱富集介质—果糖浆也必须进行除灰。

 
 
 

甜菜糖稀汁脱钙

 

从甜菜中提取的稀蔗糖溶液（也称为稀汁）含有天然矿物质。这种稀汁中的钙 (Ca) 离子或石灰盐会在蒸发和结晶设备的传热表面结垢，从而增加能源和维护成本，降低资产利用率。通过离子交换对这种稀汁进行脱钙已被证明是一种成功的解决方案。此外，脱钙的糖蜜可通过色谱过程提高糖的回收率。

 
 
 

氯碱电解盐水软化

 

使用功能化膜（材质为具有羧基或磺酸官能团的氟化聚合物基材）进行氯碱电解，对盐水纯度提出了更为严格的要求。这种膜选择性地允许钠离子和水合钠离子从阳极室转移到阴极室。过程中使用的盐类、稀释水和化学物质带入系统的钙、镁、锶、钡、氧化铝、二氧化硅、硫酸盐和碘等杂质会缩短膜的使用寿命或损坏电极。这会增加能耗和膜的更换成本。杜邦水处理解决方案提供了选择性离子交换树脂，促进高纯度盐水的使用，从而保护敏感且成本高昂的电解膜。

 
 
 

稠油开采（注汽软化）

 

将低压蒸汽注入地层，以降低粘度，提高稠油和沥青的开采率。一般每桶油注入两桶蒸汽。为了保护锅炉和直流蒸汽发生器，并将采出水排出，需要进行水处理。在这种蒸汽的生产中，对高固体含量 (TDS) 的采出水进行软化是一种广泛采用的方法。杜邦水处理解决方案提供了一系列离子交换产品助力此过程，同时提供 UPCORE™ 和 AMBERPACK™ 填充床技术，满足您的热 EOR 水处理需求。

 
 
 

页岩气和石油（水力压裂）

 

钠循环离子交换是工业用水软化中使用最广泛的技术，可用于低压锅炉应用或反渗透 (RO) 预处理，有助于保护膜并提高水的整体回收率。在这个过程中，水与钠 (Na+) 形式的强酸阳离子 (SAC) 交换树脂接触，其中钙 (Ca2+) 和镁 (Mg2+) 的线束离子进行交换，形成更易溶解的钠离子。