一句話結論: 除鹼是用離子交換降低水的鹼度(主要是碳酸氫根 HCO₃⁻),減少鍋爐結垢、蒸汽帶鹼與 pH 飄移。兩種主流做法:弱酸陽樹脂(WAC)除鹼——用 H 型 WAC 把「與鹼度結合的鈣鎂」換成 H⁺,碳酸氫根變成 CO₂ 脫掉,再生超省藥;鹽型(Cl 型)陰樹脂除鹼——陰樹脂用 Cl⁻ 換走碳酸氫根/硫酸根,以鹽水再生。除鹼不是除鹽,而是選擇性把鹼度拿掉。
軟化只把硬度換成鈉、鹼度還在;除鹼則專門對付鹼度——兩者目標不同,常搭配。
方法一:弱酸陽樹脂(WAC)除鹼
H 型 WAC 只交換「與鹼度(碳酸氫根)結合的那部分鈣鎂」:
R–H + Ca(HCO₃)₂ → R₂–Ca + 2 H₂CO₃ → (脫氣) 2 H₂O + 2 CO₂↑
- 鈣鎂被吸附、碳酸氫根變成 CO₂ 用脫氣塔趕掉 → 硬度與鹼度同時下降。
- WAC 再生效率極高、用酸接近理論值,非常省。為何 WAC 這麼省見:樹脂四大類 SAC/WAC/SBA/WBA。
- 注意:WAC 只處理「與鹼度結合」的硬度,非碳酸鹽硬度(與氯、硫酸根結合者)不除。
方法二:鹽型(Cl 型)陰樹脂除鹼
Cl 型強鹼陰樹脂用 Cl⁻ 換走碳酸氫根:
R–Cl + HCO₃⁻ ⇌ R–HCO₃ + Cl⁻
- 鹼度被氯取代,總溶解鹽量大致不變,但鹼度降了。
- 以鹽水(NaCl)再生,不需強酸強鹼,操作單純。
- 常與鈉型軟化搭配(軟化+除鹼)。
除鹼 vs 軟化 vs 除鹽
| 處理 | 拿掉什麼 | 樹脂/再生 |
|---|---|---|
| 軟化 | 硬度(鈣鎂→鈉) | 鈉型陽樹脂,鹽再生 |
| 除鹼 | 鹼度(碳酸氫根) | WAC(酸再生)或 Cl 型陰樹脂(鹽再生) |
| 除鹽 | 幾乎所有離子 | H 型陽+OH 型陰,酸鹼再生 |
為什麼要除鹼?
- 鍋爐補水:鹼度高會在鍋爐分解產生 CO₂、造成蒸汽冷凝水腐蝕,並助長結垢。除鹼是鍋爐前處理常見手段。
- 結垢控制:鹼度是碳酸鈣結垢的關鍵,降鹼度有助穩定水質。見:LSI 朗格利爾飽和指數、冷卻水穩定。
- 省藥替代:不需要全程除鹽時,除鹼比除鹽便宜得多。
常見問題 FAQ
Q1. 除鹼和軟化一樣嗎? 不一樣。軟化把硬度換成鈉、鹼度仍在;除鹼專門降低鹼度(碳酸氫根)。兩者目標不同,常搭配使用。
Q2. 弱酸陽樹脂怎麼除鹼? 用 H 型 WAC 把與鹼度結合的鈣鎂換成 H⁺,碳酸氫根轉成 CO₂ 由脫氣塔趕掉,硬度與鹼度同時下降,且再生很省酸。
Q3. 鹽型陰樹脂除鹼會增加鹽分嗎? 它用氯換走碳酸氫根,鹼度下降但總溶解鹽量大致不變,屬於把鹼度「換成中性鹽」,以鹽水再生。
Q4. 為什麼鍋爐補水常要除鹼? 鹼度高會在鍋爐分解產生 CO₂ 造成冷凝水腐蝕並助長結垢,除鹼能減少這些問題、保護鍋爐與管線。
鍋爐或製程要除鹼?
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