АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Водоподготовка котельных установок малой мощности

Читайте также:
  1. Ананиз семьи как института и малой группы.
  2. БЕЗПЕКА ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ КОМПРЕСОРНИХ УСТАНОВОК
  3. БЕЗПЕКА ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ КОТЕЛЬНИХ УСТАНОВОК
  4. БЕЗПЕКА ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ УСТАНОВОК КРІОГЕННОЇ ТЕХНІКИ
  5. ВОДОПОДГОТОВКА
  6. Водоподготовка. Водопользование. Водоотведение.
  7. Временная задержка малой длительности
  8. Выбор мощности и типа рабочих и резервных трансформаторов собственных нужд.
  9. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью
  10. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью
  11. Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

Возмещение расходов пара и воды на покрытие потерь и другие нужды котельной установки осуществляют через специальные устройства, комплекс которых называют водоподготовкой.

Суммарный расход воды в течение года, который необходимо обеспечить, складывается из следующих величин:

- потерь пара и конденсата технологическими потребителями;

- подпитки тепловой сети;

- на горячее водоснабжение при открытой системе теплоснабжения;

- на непрерывную продувку паровых котлов.

Рассмотрим водо-химические характеристики природных вод. Качество воды характеризуется наличием и концентрацией содержащихся в ней примесей. Химическое качество воды определяется ее сухим остатком, жесткостью, щелочностью, окисляемостью, концентрацией водородных ионов рН, содержанием катионов, силикатов, кислорода и активного хлора. Химические свойства воды могут быть нейтральными, щелочными и кислыми.

Вода представляет собой слабый раствор электролитов, разделяемых на положительно заряженные ионы или катионы Са2+, Mg2+, Fe2+, Al3+ и др. отрицательно заряженные ионы или анионы Cl1-, SO42-, CO2- и т.д.

Сухим остатком называют количество примесей минерального и органического происхождения, мг/кг, полученное при упаривании воды и высушивании при 110°С. Чем выше сухой остаток, тем хуже качество воды.

Общая жесткость воды определяется суммарным содержанием в ней катионов кальция и магния и выражается миллиграмм-эквивалентом в 1 кг воды (мг-экв/кг). 1 мг-экв/кг соответствует содержанию 20,04 мг/кг Са2+ или 12,16 мг/кг Mg2+. Для малой жесткости воды и конденсата принята величина мкг-экв/кг воды (1/1000 мг-экв/кг).

Карбонатная временная жесткость Жк определяется по содержанию в воде бикарбонатов кальция и магния, превращающихся в котле в карбонаты, выпадающие в виде шлама и накипи и дающие газ СО2.

Некарбонатная жесткость Жн.к характеризуется содержанием в воде хлористых СаCl2, MgCl2, сернистых CaSO4, MgSO4 и других солей, которые при кипячении не выпадают в осадок.

Общая жесткость является суммой Жк и Жн.к.

Ж0 = Жк + Жн.к, мг-экв/кг.

Иногда пользуются понятиями жесткости кальцевой ЖСа и магниевой ЖMg, тогда Ж0 = ЖCa + ЖMg.

Воду считают мягкой, если ее жесткость составляет до 2 мг-экв/кг, средней – от 2 до 5 мг-экв/кг, жесткой – от 5 до 10 мг-экв/кг.

Пересчет результатов анализа воды в мг/кг на содержание вещества, мг-экв/кг, производится по соотношению.

Ж = Н∙С/Э.

В соотношении: С – концентрация данного вещества, мг/кг; Э - эквивалентная масса, которая может быть получена делением молекулярной массы вещества на его валентность в данной рекции.

Общей щелочностью Щоб называется суммарная концентрация гидроксильных ОН-, карбонатных СО32-, бикарбонатных (НСО32-) и других анионов слабых кислот в воде, выраженных в мг-экв/кг.

Относительной щелочностью воды называют общую щелочность, мг-экв/кг, отнесенную к сухому остатку и выраженную в процентах.

.

Количество растворенных в виде газов (кислорода и свободной углекислоты), которые могут вызывать коррозию стали и другие повреждения, оцениваются в мг/кг.

Из воды при ее подогреве и испарении происходит выделение солей, связанное с повышением их концентрации, вплоть до насыщения и возникновения кристаллизации.

В качестве питательной воды паровых котлов предъявляются повышенные требования по сравнению с водогрейными котлами.

Докотловая обработка воды состоит в том, что перед умягчением вода должна быть очищена от механических и коллоидных примесей. Процесс удаления трубодисперсных и коллоидных примесей называют осветлением. Его осуществляют путем фильтрования и отстаивания воды.

Умягчение воды методом катионного обмена основано на способности некоторых нерастворимых в воде материалов – катионов поглощать присутствующие в воде катионы кальция и магния, отдавая воде катионы натрия Na, водорода H или аммония NH4, которыми предварительно насыщают материал. В зависимости от содержания в поверхностном слое катионита того или иного обменного катиона (Na, H или NH4) различают Na-катионирование, Н-катионирование и NH4-Na-катионирование.

1) натрий-катионирование

Самым дешевым способом умягчения воды является Na-катионирование. Катионы Ca2+ и Mg2+ обрабатываемой воды замещаются на катионы натрия.

При этом протекают следующие реакции:

2NaR+Ca(HCO3)2↔CaR2+2NaHCO3

2NaR+CaCl2↔CaR2+2NaCl

2NaR+Mg(HCO3)2↔MgR2+2NaHCO3

2NaR+MgSO4↔MgR2+Na2SO4

R – условное обозначение катионита

В процессе Na-катионирования в воду переходят ионы Na+. Соли Na не являются накипеобразователями. Концентрация HCO-3 и Н+ при этом не изменяется и щелочность Na-катионированной воды остается равной исходной щелочности. Сухой остаток несколько увеличивается.

Для восстановления обменной способности фильтра его отключают на регенерацию. Регенерация осуществляется путем пропускания регенерационного раствора сверху вниз. Обычно используют 8÷10% раствор NaCl.

CaR2+2NaCl↔2NaR+CaCl2

MgR2+2NaCl↔2NaR+MgCl2

Для получения остаточной жесткости воды ≤0,02 мг-экв/кг принимают двухступенчатое Na-катионирование.

2) водород-катионирование

В этом методе катионит регенерируется кислотой и катионы Ca2+ и Mg2+ обрабатываемой воды замещаются на катион водорода. При этом протекают следующие реакции:

2HR+Ca(HCO3)2↔CaR2+2CO2+2H2O

2HR+CaCl2↔CaR2+2HCl

2HR+Mg(HCO3)2↔MgR2+2CO2+2H2O

2HR+MgCl2↔MgR2+2HCl

Следует отметить, что в этом случае в воде уменьшается содержание бикарбонат-ионов HCO-3 и растет концентрация ионов Н+. В результате рН уменьшается и вода приобретает кислый характер. Питание котла такой водой недопустимо, ввиду ее коррозионной активности. Поэтому такая схема в чистом виде не применяется, а используется совместно с Na-катионированием (2 схемы).

При совместном Н-Na-катионировании вода фильтруется через слой катионита, обработанного в начале слабым раствором H2SO4, а затем NaCl.

Н-катионирование в котельной требует хранения и использования серной кислоты, применения кислотостойкого оборудования.

В производственно-отопительных котельных в настоящее время рекомендуется применять Н-катионитовые фильтры с голодной регенерацией. Эти фильтры регенерируются таким количеством H2SO4, которого хватает лишь для разрушения карбонатной жесткости. Получаемый фильтрат имеет слабую щелочную реакцию. После удаления свободной углекислоты в декарбонизаторах вода подвергается умягчению в Н-катионитовых фильтрах. В процессе Н-катионирования уменьшается как жесткость и щелочность воды, так и ее сухой остаток. Схема

3) аммоний-натрий-катионирование

Умягчение методом аммоний-натрий-катионирования основано на замещении Ca2+ и Mg2+ на Na+ и NH+4. Регенерация аммоний-катионита производится сульфатом аммония. Реакция замещения аналогично Na-катионированию.

2NH4R+Ca(HCO3)2↔CaR2+2NH4HCO3

2NH4R+Mg(HCO3)2↔MgR2+2NH4HCO3

2NH4R+CaCl2↔CaR2+2NH4Cl

2NH4R+MgSO4↔MgR2+(NH4)2SO4

Аммоний-натрий-катионирование применяют когда нужно снизить щелочность и солесодержание котловой воды и нежелательно применение Н-катиони-рования.

В котле под действием высокой температуры аммонийные соли разлагаются

NH4HCO3→NH3↑+H2O+CO2

NH4Cl→ NH3↑+HCl

(NH4)2SO4→ 2NH3↑+H2SO4

Этот метод не следует применять, если имеется опасность аммиачной коррозии оборудования, изготовленного из латуни и других медных сплавов; если пар применяется для технологических целей, не допускающих содержания аммиака; если пар или вода используются для систем горячего водоснабжения или в открытых системах теплоснабжения.

4) натрий-хлор-ионирование

Этот метод умягчения воды с одновременным снижением щелочности осуществляется путем фильтрования воды. После первой ступени натрий-катиониро-вания через фильтр, загруженный слабоосновным анионитом, например, АН-2Ф (регенерируемым также поваренной солью), а затем через натрий-катионитовый фильтр второй ступени. Вторая ступень катионирования может совмещаться с Сl-анионированием в одном фильтре.

Метод основан на замещении Ca2+ и Mg2+ на Na+, а HCO-3 и SO2-4 на Cl. При этом протекают следующие реакции:

в катионите

2NаR+Са(HCO3)2=СаR2+2NаHCO3

2NаR+MgSO4=MgR2+Nа2SO4

в анионите

AHCl+NaHCO3=AHHCO3+NaCl

2AHCl+Na2SO4=AH2SO4+2NaCl

где AH – условное обозначение анионита.

Методом натрий-хлор-ионирования воды можно получить жесткость до 0,01 (мг-экв)/кг и снижение щелочности до 0,2÷0,6 (мг-экв)/кг.

Ограничением применения этого метода является недостаточный выпуск промышленностью анионитов и высокая их стоимость.

Достоинством этого метода помимо простоты технологии, компактности оборудования и надежности эксплуатации является медленное нарастание остаточной жесткости фильтрата, позволяющее отключать фильтр при достижении ее величины до требуемых пределов.


1 | 2 | 3 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)