去離子器基本原理及應用概述

一、 去離子器的作用

離子交換系統是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進行置換的一種傳統水處理工藝，陰、陽離子交換樹脂按不同比例進行搭配可組成離子交換陽床系統，離子交換陰床系統及離子交換混床系統，而混床系統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。其出水電導率可低于1uS/cm以下，出水電阻率達到1MΩ.cm以上，根據不同的水質及使用要求，出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應用在電子、電力超純水，化工，電鍍超純水，鍋爐補給水及醫藥用超純水等工業超純水，高純水的制備上。

    去離子器一般安裝在燃料電池發動機冷卻水路支路，吸附由燃料電池電堆及冷卻水路相關零部件所釋放出來的陰陽離子，使冷卻水路的電導率維持在較低數值，防止系統漏電。下表要點氫能總結了當前主流電堆供應商對冷卻水路電導率的范圍要求。

數據來源，供應商電堆操作手冊

去離子器，因其成本跟三大件相比（包括空壓機、氫氣循環泵、增濕器），占比較小，一般被系統集成商或主機廠列入“非關鍵零部件"，但其對保障系統安全可靠運行卻發揮了重要作用。同時，去離子器是一個易損件或耗材，跟傳統發動機的機油濾清器類似，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，在系統的售后維護中也是一個重要的課題。

 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的陽、陰離子去除，以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：

去離子水設備：

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，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽并降低電導率的作用，如下圖所示：     

三、去離子器的結構和關鍵指標

常見結構如下，內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）

 該結構的離子交換器的關鍵指標包括：交換容量、工作溫度 和 壓力損失（壓降）

依據各個產品要求不同，其設定的電導率要求也不同，等液體的離子濃度達到設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構以及外殼材質的限制，燃料電池一般要求小于95度；

壓降 是因為流體經過封裝管道和樹脂顆粒產生的壓力損失，影響因素主要來自封裝結構

四、去離子設備的其他用途

化妝品行業：護膚品生產用純水、洗發水生產用純水、染發劑生產用純水、牙膏生產用純水 、洗手液生產用水；

電子工業：鋁箔清洗；電子管噴涂配液；顯相管；玻殼清洗、沉淀、濕潤、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：蓄電池生產去離子水設備、鋰電池生產去離子水設備、太陽能電池生產去離子水設備；

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

紡織印染工業：印染助劑配制去離子水設備、濕巾用去離子水設備、面膜去離子水設備；

超聲波清洗純水設備；

涂裝行業：涂料配制去離子水設備、電鍍配制清洗去離子水設備、電泳漆配制清洗去離子水設備；

作者：政飛科技  轉載請注明來源