Реферат: Дегазация воды
При использовании стальных стружек их обезжиривают и загружают в специальный фильтр. Содержание марганца в них не должно превышать 0,3%.
В процессе фильтрования железо, окисляясь, связывает кислород
4Fe+ 302 = 2Fe3 03 .
Оксид железа (III) и гидроксид железа (III), образовавшиеся в результате коррозии стружек, удаляют обратной промывкой. Продолжительность контакта воды со стружками зависит от температуры и уменьшается от 25 до 3 мин при увеличении температуры от 20 до 80 °С.
Чаще всего применяют обработку воды сульфитом натрия
2Na2 S03 + 02 = 2Na2 S04 , или оксидом серы (IV)
S02 + H2 0=H2 S03 ,
Образующаяся сернистая кислота окисляется кислородом, содержащимся в воде, до серной кислоты:
2H2 S03 + 02 = 2H2 S04 .
В качестве катализатора применяют соли меди(II) или кобальта (II) в виде 0,01%-ного раствора. Для удаления 1 мг кислорода расходуется 4 мг оксида серы(IV) или 7,9 мг сульфита натрия. Кроме того, для удаления кислорода воду обрабатывают также гидразином N2 H4 .
Гидразин является сильным обескислороживающим реагентом:
02 + N2 H4 → N2 + 2Н2 0.
Эта реакция протекает значительно быстрее, чем реакция окисления сульфита натрия. Катализаторами в данном случае являются металлическая медь, стекло и активированный уголь. Реакция обескислороживания воды гидразином каталитически ускоряется материалом стенок котла.
Гидразин применяют для обработки воды, идущей на питание прямоточных котлов, поскольку он не увеличивает количества сухого остатка питательной воды и не образует вредных летучих продуктов разложения. Недостатком метода обескислороживания воды гидразином является его высокая стоимость.
Процесс связывания кислорода восстановителями идет быстро при температуре 95 ... 100°С и заканчивается за 1 ... 2 мин, даже при минимальном против, стехиометрического избытке (5%) восстановителя.
Необходимую дозу сульфата натрия или оксида серы (IV), мг/л, рассчитывают по формуле
Д=1,1β[02 ],
где [О2 ] — концентрация растворенного кислорода в воде, мг/л; Р — теоретический расход реагента на связывание 1 мг растворенного кислорода, мг.
Удаление растворенного кислорода без подогрева воды может быть достигнуто фильтрованием ее через электронно-обменные (ЭО) и электронно-ионообменные смолы (продукты конденсации пирогаллола, гидрохинона или пирокатехина с фенолом и формальдегидом). Восстановительная способность отечественных электрообменников следующая: ЭО-6 — 450; ЭО-7 — 600 ... 800; ЭО-8 — 5000 г-экв/м3. При использовании ЭО смол для обескислороживания воды высота слоя смолы в фильтре принимается равной 2 м, скорость фильтрования —20 м/ч. Регенерируются фильтры 1... 2%-ным раствором сульфита или тиосульфита натрия.
Электронно-обменные смолы представляют собой катиониты или аниониты с веденными в них железом или медью. Выпускаемая промышленностью электронно-ионообменная смола ЭИ-12 имеет обменную способность по кальцию 500 г-экв/м3 и поглотительную способность по кислороду 45 кг О2 /м3 . Регенерируется смола ЭИ-12 так же, как и смолы ЭО.
На рис. 19.9 показана схема удаления кислорода ионообмен- ником, заряженным палладием, с использованием водорода в качестве катализатора. Остаточное содержание кислорода 20... ,..30 мкг/л при исходном 9,0 мг/л.
Рис. 19.9. Установка обескислороживания воды с помощью иоиообменника с палладием. 1 — баллон с водородом; 2, 3 — ввод исходной и отвод обескислороженной воды;4 — ионообменник заряженный палладием;5 — слой инертной смолы; 6 — камера смешения
Эффективное обескислороживание воды может быть достигнуто в электролизерах с растворимыми железными или алюминиевыми электродами. Обескислороживание происходит за счет катодной и анодной деполяризации, а также химического окисления железа или алюминия растворенным в воде кислородом. Для удаления из воды сероводорода химическими методами его окисляют кислородом воздуха или хлором, кроме того, может быть использовано взаимодействие сероводорода с гидрок- сидом железа(III). Для более полного удаления сероводорода кислородом воздуха при аэрации воду подкисляют серной или соляной кислотой до рН=5,5.
Дозу кислоты, мг/л, для снижения рН определяют по формуле
где Щ — щелочность исходной воды, мг-экв/л; е1 — эквивалентная масса кислоты; С — концентрация серной или соляной кислоты в техническом продукте, %.
Очищенную воду необходимо стабилизировать подщелачиванием для устранения коррозионных свойств.
Сероводород окисляют хлором до свободной серы или до серной кислоты (в зависимости от дозы хлора). Малые дозы хлора (2,1 мг на 1 мг свободного сероводорода) окисляют сероводород до коллоидной серы: