ВОДОПОДГОТОВКА

Методические указания и задания к выполнению

лабораторных и практических работ для студентов

Салаватского индустриального колледжа

по специальности 140102

«Теплоснабжение и теплотехническое оборудование»

Составитель:

преподаватель ГБОУ СПО «Салаватский

индустриальный колледж» Инчина О.И.

Рецензент:

Преподаватель

ГБОУ СПО «Салаватский

индустриальный колледж» Сбитякова О.Г.

ПРАВИЛАТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В ЛАБОРАТОРИИ

1. Находиться в лаборатории можно только в специальном халате.

2. В лабораторию запрещается вносить посторонние вещи, продукты питания и принимать пищу.

3. Исследуемый материал, поступающий в лабораторию, рассматривается как заразный. Его ставят на специальный поднос и дезинфицируют.

4. Во время работы необходимо соблюдать осторожность: следить за чистотой рук, применять технические приёмы, обеспечивающие безопасность для жизни.

5. Исследуемый материал после работы подлежит уничтожению.

6. С опасными и ядовитыми химическими реактивами можно работать только под тягой.

7. Всю работу необходимо выполнять строго по инструкциям.

8. При попадании на кожу или одежду кислоты или щелочи - смыть струёй воды и сообщить преподавателю.

9. Не допускать загромождения рабочих мест и проходов вещами.

10. Нельзя оставлять включенные электрические приборы без присмотра.

11. При возникновении возгорания необходимо применять огнетушитель, песок, кошму или воду, после предупреждения преподавателя или лаборанта.

12. По окончании работы необходимо убрать своё рабочее место, промыть и продезинфицировать посуду и руки

13. К работе в лаборатории можно приступать только после ознакомления с правилами техники безопасности.

Содержание

Практическая работа 1 «Расчет схемы водоподготовительных установок с катионитными фильтрами» 5

Лабораторная работа 1«Определение общей жесткости и щелочности воды» 10

Лабораторная работа 2 «Определение оптимальной дозы коагулянта

для обработки воды» 13

Лабораторная работа 3 «Умягчение воды катионитом КУ-2» 17

Лабораторная работа 4 «Определение содержания растворённого кислорода в воде.» 20

Список использованных источников 24

Практическая работа 1

Тема: Расчет схемы водоподготовительных установок с катионитными фильтрами

Цель: Научится рассчитывать ионообменные фильтры

Задание

1) Рассчитать водород-катионитный фильтр I ступени

2) Подобрать типовой проект ионообменного фильтра

Ход работы:

1 Расчет водород – катионитных фильтров I ступени

1.1 Объем катионита , м³ в Н⁺– катионитных фильтрах

,

где Q – расход воды, м³/ч (исходные данные),

С_к – общее содержание в воде катионитов Са⁺², Mg⁺², Na⁺ и К⁺, г-экв/м³ (исходные данные).

n_р – число регенераций каждого фильтра в сутки n_р = 1÷ 3 [1],

– рабочая обменная емкость водород – катионита, г-экв/м³

,

где α_н – коэффициент эффективности регенерации Н⁺, по таблице 4 [1] α_н = 0,68 ÷ 0,92,

Е_пол – паспортная полная обменная емкость катионита в нейтральной среде, г-экв/ м³,

Е_пол для КУ – 2 - 1500 ÷ 1700 г-экв/м³, для сульфоугля - 500 г-экв/м³

q_отм – удельный расход воды на отмывку катионита после регенерации, 4÷5 м³/м³ [1],

С_к – общее содержание в воде катионитов Са⁺², Mg⁺², Na⁺ и К⁺, г-экв/м³ (исходные данные).

1.2 Площадь Н⁺ фильтров, м²

,

где h_сл – высота слоя катионита в фильтре, м h_сл = 2-2,5 м [1].

Выбираем стандартный фильтр по таблице 1.1

Марка –; диаметр – м; высота– м.

Материал загрузки водород-катионитного фильтра первой ступени КУ – 2, сульфоуголь (выбрать)

1.3 Находим площадь одного фильтра, м²

,

где d – диаметр фильтра, м.

1.4 Определяем требуемое количество рабочих фильтров

Количество резервных фильтров принимается

при, числе рабочих n ≤ 6 – 1 резервных

при числе рабочих n > 6 – 2 резервных

1.5 Определяем скорость фильтрования, м/ч

(10 ÷ 25 м/ч)

2 Расчет водород – катионитных фильтров II ступени

2.1 Объем катионита , м³ определяют по формуле (1).

2.2 Рабочая обменная емкость катионита II ступени

,

где С_Na – содержание Na в воде, поступающей на Н – катионитовые фильтры II ступени, вследствие проскока Na в фильтрат I ступени, г-экв/м³. (С_Na – принимается с запасом и равна концентрации Na в исходной воде)

,

α_н= 0,85 – при удельном расходе Н₂SO₄ = 10 г/г-экв,

q_отм –расход воды на отмывку q_отм = 10 м³/м³ [1]

Е_пол для сульфоугля – 200 г-экв/м³

для катионита КУ – 2 = 400 ÷ 500 г-экв/м³

2.3 Площадь Н⁺- фильтров второй ступени определяется по формуле (3)

где h_сл – принимается равным h_сл = 1,5 м

Выбираем стандартный фильтр по таблице 1.1

марка –

диаметр –

высота –

материал загрузки – АН – 3 – 11

2.4 Находим площадь 1 фильтра по формуле (4), определяем по формуле (5) число рабочих фильтров

f = м²

n = шт резервных –

2.5 Находим скорость фильтрования, м/ч

м/ч д.б. ≤ 50м/ч

Таблица 1.1 Ионитные фильтры(Р_раб =0,6 МПа)

Контрольные вопросы:

1) Описать химические реакции ионного обмена Na – катионирования.

2) Описать химические реакции ионного обмена Н – катионирования.

3) Чем регенерируются Na – катионитные фильтры. написать реакцию регенерации.

4) Чем регенерируются Н – катионитные фильтры. Написать реакцию регенерации.

5) Что называется полной и рабочей обменной емкостью катионита.

Лабораторная работа 1

Тема: Определение общей жесткости и щелочности воды

Цель: научиться определять жесткость и щелочности воды

Оборудование и реактивы: 0,05н раствор трипона Б, аммиачный буферный раствор, эриохром чёрный, бюретки, пипетки, раствор фенолфталеина, раствор метилоранжа, 0,1н раствор соляной кислоты.

Жёсткость воды обусловлена присутствием в ней растворимых кальциевых и магниевых солей различных кислот (угольной, серной, соляной, азотной, фосфорной и кремниевой). Жёсткость воды бывает карбонатная и некарбонатная. Карбонатная жёсткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния и называется временной, потому что её можно почти полностью кипячением. Гидро­карбонаты при этом подвергаются разложению с образованием углекислоты и выпадающих в осадок карбонатов. Некарбонатная жёсткость обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей серной, соляной, азотной, фосфорной и кремниевой кислот, которые при кипячении остаются в растворе, поэтому некарбонатную жёсткость называют ещё постоянной. Жёсткость выражают в мг-экв растворимых солей кальция и магния на литр. В лаборатории жёсткость определяют ком-плексонометрическим методом, который основан на том, что ионы кальция и магния связываются трилоном Б в малостойкие комплексы, имеющие характерную окраску. Титрование ведётся в щелочной среде, применяя для этого буферную смесь гидроксида аммония с хлоридом аммония.

Определение общей щёлочности основано на реакции образования нейтральных солей при титровании воды соляной кислотой. Общая щёлочность воды обусловлена присутствием ионов ОН^-, СО₃^2- и НСО₃^-

Ионы ОН и СО₃^2- титруются соляной кислотой в присутствии индикатора фенолфталеина (при рН = 8,3) и обуславливают щёлочность воды по фенолфталеину. При титровании воды соляной кислотой в присутствии фенолфталеина протекают следующие реакции:

ОН^- + Н⁺ = Н₂0

СО₃^2-+Н⁺=НСО ₃^-

Ионы НСОз титруются соляной кислотой в присутствии индикатора метилового оранжевого (при рН = 3,6). Протекающую при этом реакцию можно выразить уравнением:

НСО₃^- +Н⁺=С0₂+Н₂О

Если щёлочность по фенолфталеину равна нулю, то общая щёлочность обусловлена присутствием только гидрокарбонатов (НСО₃^-).

Для подавляющего большинства природных вод ионы НСО^- связаны только с ионами Са²⁺ и Мg²⁺. Поэтому в тех случаях, когда щёлоч­ность по фенолфталеину равна нулю, можно считать, что общая щё­лочность воды равна её карбонатной жёсткости.

Щёлочность воды зависит от способа очистки воды. При известковании воды увеличивается содержание анионов ОН и щёлочность возрастает. При обработке воды коагулянтом FeSО₄, Al(SO₄)₃, FeCl₃ в результате их гидролиза образуется сильное основание, и щёлочность увеличивается.

Поиск по сайту: