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原理：
實際化學除鹽過程中，離子交換反應都在離子交換器上進行，稱為“柱上操作”。當水流通過離子交換層時，一段時間后，樹脂分為三層，上層失效的樹脂為“失效層”，中層正在進行交換的為“交換層”，下層尚未進行交換的為“保護層”。
影響厚度因素：
隨著交換器運行時間的延長，失效層逐漸增加，工作層不斷下降，當工作層下降到保護層極*，開始出現離子泄露的情況，直到工作層*失效時，離子交換需進行再生。
水流速越大，工作層越厚。高流速下，水與樹脂的接觸時間短，要把水中的離子降到一定層度，必須在較厚的工作層中完成。
樹脂顆粒越大，工作層越厚。
進水中的離子濃度越高，工作層越厚。離子越多，交換反應時間越長，交換層也越厚。
此外，還與交換劑的空隙和水溫等因素有關。
一般來說，流速在60m/h以下，水流處于層流狀態，對于樹脂的工作交換量影響不大，但超過此流速會造成工作層明顯加厚，工作交換量降低。
目前，固定床一級化學除鹽設備的運行流速一般選為10-30m/h，高40 m/h。運行流速的選擇與進水水質，運行周期和樹脂交換容量有關。
離子交換是一種液固相反應過程，必然涉及物質在液相和固相中的擴散過程。在常溫下，交換反應的速度很快，不是控制因素。如果進行交換的離子在液相中的擴散速度較慢，稱為外擴散控制，如果在固相中的擴散較慢，則稱為內擴散控制。
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