Курсовая работа: Химическая обработка воды для подпитки теплосети

В зависимости от обменного иона процессы и аппараты получили следующие навания:

1) Na-катионирование и Na-катионитный фильтр.

2) H-катионирование и H-катионитный фильтр.

3) OH-анионирование и OH-анионитный фильтр.

Na-катионирование применяется для умягчения воды фильтрованием ее через слой катионита, содержащего в качестве обменных ионов ионы натрия. В этом процессе из воды извлекаются ионы кальция и магния, т.е. ионы жесткости, в обмен на эквивалентное количество ионов натрия.

Однако важно отметить, что при таком фильтровании немного возрастает солесодержание воды, вследствие введения ионов натрия.

Ионит имеет свойство постепенно истощаться. Для восстановления ионита проводят регенерацию. Для регенерации ионита при Na-катионировании используют 5-8% раствор поваренной соли.

При H-катионировании уменьшается общая жесткость, солесодержание и бикарбонатная щелочность, но фильтрат приобретает кислотность, т.к. все катионы воды заменяются на ион водорода.

По причине возрастания кислотности H-катионирование как самостоятельный процесс не применяется, а применяется совместно с анионированием.

Анионирование воды производят для ее химического обессоливания, поэтому на анионитные фильтры всегда поступает Н-катионированая вода. Чаще всего анионами анионита используют гидроксид ионы, которые вступая в реакцию с ионами водорода образуют малодиссоциирующие молекулы воды, что повышает pH воды.

Регенерацию Н-катионитных фильтров производят 1% раствором H₂ SO₄ , а анионитных фильтров 4% раствором NaOH.

Иногда применяют схему Н-катионирования с "голодной" регенерацией. В этом случае происходит разряжение бикарбонатной щелочности без образования кислого фильтрата.

Для предотвращения образования кислого фильтрата после Н-катионитного фильтра устанавливают буферные самогенерирующие фильтры, загружаемые сульфауглем. Эти фильтры как бы увлекают нерегенерируемый слой фильтров с голодной регенерацией, предохраняя фильтрат от проскоков кислоты.

Так же могут использоваться схемы параллельного H-Na-катионирования и последовательного H-Na-катионирования.

Параллельное H-Na-катионирование применяют для обработки воды с высоким солесодержанием и преобладающей величиной карбонатной жесткости при возмещении больших потерь пара и конденсата. При этом происходит перемешивание щелочной воды после Na-катионирования и кислой после H-катионирования с частичной нейтрализацией и образованием свободной углекислоты. Колебания кислотности H-катионированой воды и изменения щелочности исходной воды приводят к необходимости перераспределения потоков между Н- и Na-фильтрами.

Последовательное H-Na-катионирование применяют для обработки воды с высоким солесодержанием и преобладающей величиной некарбонатной жесткости. Доля воды, прошедшей через Н-катионитный фильтр, смешивается с остальным количеством воды.

Происходит нейтрализация минеральных кислот Н-катионированой воды бикарбонатами кальция и магния исходной воды, т.е. оставшаяся часть карбонатной жесткости переходит в некарбонатную. По той же причине, что и в схеме параллельного H-Na-катионирования существует необходимость перераспределения потоков.

При подготовке воды для паровых котлов сверхвысоких и сверхкритических параметров используется схема трехступенчатого химического обессоливания, которая в обязательном порядке предполагает установку предочистки. Выбор схемы ионообменной части водоподготовительной установки ведется по трем основным параметрам:

Величина продувки котла, %

где S_кв – нормативный сухой остаток котловой воды, мг/кг

S_пв и S_п – сухой остаток питательной воды и пара, мг/кг

S_ов – сухой остаток обработанной воды, мг/кг

β – доля обработанной воды в питательной.

Для котлов с давлением до 2,4 МПа и производительностью 10 т/ч и выше размер продувки допускается не более 10 % при сухом остатке до 500 мг/кг.

Для котлов с давлением 4 МПа продувка допускается не более 5% при сухом остатке 250 мг/кг.

1) Содержание углекислоты в паре, мг/кг

где - эквивалентная масса CO_2, мг/ мг-экв