重水看起來和普通水很像，它們的化學性質是壹樣的，只是有些物理性質不同。普通水的密度為1g/cm3，而重水的密度為1.056g/cm3。普通水的沸點是100℃，重水的沸點是101.42℃。普通水的冰點是0℃，重水的冰點是3.8℃。此外，普通的水可以滋養生命，培育萬物，而重水則不能萌發種子。如果人和動物喝了大量的水，也會導致死亡。但是，重水的特殊價值體現在原子能技術的應用上。為了制造威力強大的核武器，需要重水作為核裂變反應的緩和劑。
重水和普通水壹樣，也是氫和氧化形成的液態化合物，但重水分子的氫原子和普通水分子的氫原子不同。我們知道，氫有三種同位素。壹種是真，只含壹個質子。它可以和壹個氧原子結合形成普通的水分子。另壹種是重氫——氘。它包含壹個質子和壹個中子。它能與壹個氧原子結合形成重水分子。還有壹種超重的氫——氚。它包含兩個中子和壹個質子。
重水可以用許多方法生產。原來的方法是電解，因為重水不能電解，所以可以和普通水分離。另壹個簡單的方法是通過反復蒸餾，利用重水比普通水沸點高的特點。後來，壹些其他更好的方法被開發出來。
然而，只有兩種方法被證明具有商業意義:水-硫化氫交換法(GS法)和氨-氫交換法。
GS法是壹種基於水和硫化氫在壹系列塔中交換氫和氘的方法(通過頂部冷卻和底部加熱操作)。在這個過程中，水流到塔底，硫化氫氣體從塔底循環到塔頂。壹系列多孔板用於促進硫化氫氣體和水的混合。氘在低溫時遷移到水中，在高溫時遷移到硫化氫中。含有濃縮氘的硫化氫氣體或水從第壹級塔的熱段和冷段的連接處排出，在下壹級塔中重復該過程。最後階段的產物(氘濃縮至30%水)被送至蒸餾單元以制備反應器階段的重水(99.75%氧化氘)。
氨-氫交換法可以在催化劑存在下通過與液氨接觸從合成氣中提取氘。合成氣被送到交換塔，然後送到氨合成塔。在交換塔中，氣體從底部流向頂部，而液氨從頂部流向底部。氘從合成氣中的氫中洗出並濃縮在液氨中。然後液氨流入塔底的氨裂解器，氣體則流入塔頂的氨合成塔。在後續階段進壹步濃縮，最後通過蒸餾生產出反應堆級重水。合成氣進料可由合成氨廠提供，該合成氨廠也可與氨氫交換法重水廠合建。氨氫交換法也可以用普通水作為供氘源。
用GS法或氨氫交換法生產重水的工廠所用的許多關鍵設備項目與化學工業和石油工業的幾個生產過程中所用的相同。對於使用GS方法的小工廠來說尤其如此。然而，這種設備很少“現貨供應”。GS法和氨氫交換法需要在高壓下處理大量易燃、腐蝕性和有毒的流體。因此，在制定使用這些方法的工廠和設備的設計和操作標準時，需要認真註意材料的選擇和材料的規格，以確保長期使用中的高度安全性和可靠性。規模的選擇主要取決於經濟和需求。因此，大多數設備項目將根據用戶的要求制造。
最後需要指出的是，對於GS法和氨氫交換法，那些不是專門為重水生產設計或制造的設備項目，可以組裝成專門為重水生產設計或制造的系統。在氨-氫交換法中使用的催化劑生產系統和在上述兩種方法中用於最終將重水濃縮到反應器水平的水蒸餾系統是這種系統的例子。
為GS法或氨氫交換法生產重水而專門設計或制造的設備項目包括:
6.1.水-硫化氫交換塔
為GS法生產重水而專門設計或制造的由優質碳鋼(如ASTM A516)制成的交換塔。該塔的直徑為6米(20英尺)至9米(30英尺)，它可以在大於或等於2 MPa (300 psi)的壓力下運行，耐腐蝕性為6 mm或更高。
6.2.鼓風機和壓縮機
為循環硫化氫氣體(即含70%以上H2S的氣體)而專門設計或制造的單級低壓頭(即0.2兆帕或30磅/平方英寸)離心鼓風機或壓縮機，用於通過GS法生產重水。這些鼓風機或壓縮機的氣體通過量大於或等於56 m3/s (65，438+020，000標準立方英尺/分鐘)，並且它們可以在大於或等於65，438+0.8 MPa (260 psi)的吸入壓力下運行，並且它們被設計用於密封潮濕的H2S介質。
6.3.氨氫交換塔
為用氨-氫交換法生產重水而專門設計或制造的氨-氫交換塔。該塔的高度大於或等於35米(114.3英尺)，直徑為1.5米(4.9英尺)至2.5米(8.2英尺)，可在大於15 MPa (2225 psi)的壓力下運行。這些塔具有至少壹個由法蘭連接的軸向孔，其直徑等於交換塔圓筒的直徑，通過該孔可以安裝或拆卸塔的內部部件。
6.4.塔內部構件和多級泵
為用氨-氫交換法生產重水而專門設計或制造的塔內件和多級泵。塔的內部包括壹個特別設計的多級接觸裝置，以促進氣體/液體的充分接觸。多級泵包括專門設計用於將壹個接觸級中的液氨循環至其他級的水下泵。
6.5.氨裂化器
專門設計或制造用於通過氨-氫交換法生產重水的氨裂解器。該裝置可以在大於或等於3 MPa (450 psi)的壓力下運行。
6.6.紅外吸收分析儀
當氘濃度等於或高於90%時，可以“在線”分析氫/氘比率的紅外吸收分析儀。
6.7.催化燃燒器
氨氫交換法生產重水時，使用專門設計或制造的催化燃燒器將濃氘氣轉化為重水。
硬水
所謂“硬水”，就是有很多礦物質成分溶解在水中，尤其是鈣和鎂。硬水不會對健康造成直接的傷害，但是會給生活帶來很多麻煩，比如在用水器具上結垢，肥皂和洗滌劑的洗滌效率降低等。
水是壹種很好的溶劑，可以有效去除汙垢和雜質。純水——無色、無味、無嗅，被稱為“萬能溶劑”。當水與二氧化碳結合產生微量碳酸時，水的溶解效果更好。當水流過土地和巖石時，會溶解少量的礦物質成分，鈣和鎂是最常見的兩種成分，也就是它們使水變硬。水中的鈣、鎂等礦物質成分越多，水的硬度越大。
在英國，水的硬度壹般用以下指標表示:
硬度範圍軟輕硬度中硬度高硬度超硬度。
溶解礦物質(毫克/升水)0-17.17.1-60 60-120 120–180 180 &；超過
軟水
軟水
軟水
只含有少量可溶性鈣和鎂鹽的天然水，或軟化的硬水。天然軟水壹般指江、河、湖(淡水湖)水。軟化硬水是指鈣鹽和鎂鹽的含量降低到1.0 ~ 50 mg/L後得到的軟化水，雖然暫時的硬水可以通過煮沸變成軟水，但在工業上用這種方法處理大量的水是極不經濟的。軟化水的方法有:①石灰-純堿法。首先測量水的硬度，然後加入壹定量的氫氧化鈣和碳酸鈉，使硬水中的鈣鎂離子沈澱出來；
Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO 3)2+2Ca(OH)2Mg(OH)2↓+2Ca co 3 ↓+ 2H2O
CaSO4+Na2CO3CaO3 ↓+Na2SO4 ②磷酸鹽軟水法。對於鍋爐水，可以加入次磷酸鈉(NaPO3)作為水軟化劑，它與鈣和鎂離子形成復合物。當水燒開時，鈣和鎂不會沈澱，因此不會形成水垢。這種方法不適合軟化飲用水。③離子交換法。沸石和離子交換劑雖然不溶於水，但其中的鈉離子和氫離子能與硬水中的鈣鎂離子交換，使鈣鎂離子被沸石、人造沸石和離子交換劑吸附並除去。長期使用失效的沸石和離子交換劑可通過再生重新使用，因此該方法是壹種既經濟又先進的軟水法。
自由水
自由水
(自由水)植物細胞中不被膠體顆粒或大分子吸附的水，能自由移動，起溶劑作用。水以自由水和束縛水兩種狀態存在於細胞中，由於存在狀態不同，其特性也不同。因此，它在細胞中扮演著不同的角色。由於它們之間的比例不同，會影響原生質的物理性質，進而影響新陳代謝的強度。遊離水占總含水量的比例越大，原生質的粘度越小，新陳代謝越旺盛。