Реферат: Вимоги до води для водогрійних і парових котлів
Що знаходяться в природній воді в колоїдному стані частинки глини, кремнієва кислота, окислу алюмінію і заліза і інші речовини фільтром не затримуються. Осідаючи на стінках поверхонь нагріву, вони погіршують передачу тепла від стінки до води і усилюють піноутворення. Такі частинки віддаляються з води коагуляцією. Єство коагуляції полягає в укрупненні колоїдних частинок і виділенні їх, а також суспензій в осад, що відбувається при додаванні до води спеціальних реагентів-коагуляцій. Коагуляцією може бути сірчанокислий алюміній А12 (5О4) з або сірчанокисле залізо Ре5О4. При додаванні у воду сірчанокислого алюмінію відбувається реакція, в результаті якої утворюються вільна сірчана кислота Н25О4 і гідрат окислу алюмінію А1 (ВІН) 3:
А12 (5О4) 3 + 6Н2О = 2А1 (ВІН) 8 + ЗН25О4.
Сірчана кислота нейтралізується бікарбонатами Са (НСОз) г, що знаходяться у воді:
Н25О4 + Са (НСО3) 2 = Са5О4 + 2Н2О + 2СО2.
Розчини коагуляцій сильно роз'їдають метал, тому їх готують в дерев'яних, просмолених всередині, баках; трубопроводи і апаратуру захищають кислототривкими матеріалами, а процес коагуляції здійснюють в спеціальних відстійних резервуарах.
При коагуляції зміст органічних речовин, що є у воді, зменшується до 60-80%. У разі забруднення природних вод розчиненими органічними речовинами окисливість води цим методом зменшується тільки на 25-30%
Для поліпшення коагуляції воду підігрівають до 35-40°С в напірному змішуючому підігрівачі.
Зм'якшування води. Докотлове зм'якшування води може здійснюватися термічним або хімічним способом.
Термічний спосіб зм'якшування води заснований на розкладанні солей тимчасової (карбонатної) жорсткості - бікарбонатів кальцію і магнію при нагріванні води до 85-110°С, що супроводжується утворенням погано розчинних карбонату кальцію і гідроокису магнію, що випадає у вигляді твердого осаду. При цьому способі частково віддаляються розчинені у воді кисень і вуглекислий газ.
Термічний спосіб вимагає громіздкої апаратури і тому застосовується в поєднанні з хімічним, при якому як реагенти використовуються їдкий натр і кальцинована сода.
Хімічне зм'якшування води здійснюють методом осадження або катионного обміну, принципово відмінними один від одного.
Обробка води осадженням полягає в створенні умов, при яких накипоутворювачі випадають в осад, а у воді залишаються легкорозчинні речовини, не створюючи накипу.
На мал.2 показана содорегенеративна водопом'ягчувальна установка ВНІЇСП. Прямокутний резервуар роздільний на три відділення: реактор /, відстійник // і бак чистої води III,
Мал.2. Содорегенеративна водопом'ягчувальна установка ВНІЇСП: / - реактор; // - відстійник; // / - бак для чистої води; 1 - масловіддільник - 2 - дозатор; 3 і 8 - трубопроводи; 4 - головки; 5 - приймач; 6 і 7 - ежектори - 9 - дренажна труба; 10 - регулятор рівня; 11 - поплавковий покажчик рівня
закриті герметично кришками. Відділення повідомляються між собою щелевидними вирізками і мають конічні днища з дренажними трубами 9 для видалення шламу. Хімічні реакції і зм'якшування води відбуваються в реакторі, розділеному на три відсіки подовжніми перегородками. Над верхньою частиною середнього відсіку поміщається головка 7, в яку поступає зм'якшувана вода. Усередині головки є два гідравлічні затвори, утворені циліндром і двома знімними тарілками. Під головкою знаходиться приймач 5, в який поступають розчин соди з дозатора 2 і вода. До нижньої частини приймача приєднаний ежектор 6, працюючий на гострій або відпрацьованій парі, попередньо обчищеному від масла.
Ежектор відсисає воду з приймача, нагріває її до 96-98°С і подає в розчин. Під дією високої температури в реакторі відбуваються розпад солей тимчасової жорсткості і взаємодія соди з солями постійної жорсткості.
Вода з центральної порожнини двома паралельними потоками переходить в дві бічні порожнини, відокремлені від середньої перегородками, що не доходять до низу. В нижній частині кожної порожнини знаходяться ежектори, що працюють під дією продувочной води. Тут вода нагрівається до 103°С і зм'якшується остаточно. Після зм'якшування кипляча вода підіймається по бічних порожнинах вгору і переходить у відстійник. При цьому з неї виділяються повітря, гази і пара. У відстійнику вода опускається вниз, залишає ті, що містяться в ній зважені частини, огинає перегородку і поступає в бак зм'якшеної води. Бак забезпечений покажчиком поплавця // рівня і автоматичним регулятором поплавця 10 рівня, призначеним для підтримки постійного рівня води в баку.
Пара і гази, що виділилися в реакторі з киплячої води, поступають в головку 4. Пара, охолоджуючись поступаючою водою, конденсується, а повітря і гази виходять назовні.
Продуктивність содорегенеративних установок - 1,5 - 2,5 т води в 1 ч.
Зм'якшування води методом катіонного обміну засновано на здатності деяких нерозчинних у воді речовин замінювати обмінний катіон (катіон - частина молекули, несуча позитивний електричний заряд, - атоми металів і група N1^) катіонами солей води в процесі її фільтрування через шар катіоніта. Залежно від того, який катіон бере участь в обміні, розрізняють Na - і Н - катіоніровання.
В якості катіоніту для зм'якшування води використовують сульфовугілля (роздроблене кам'яне вугілля, оброблене спочатку сірчаною кислотою, а потім куховарською сіллю) або вофатит (синтетична смола).
Характеристикою зм'якшуючих властивостей катіонітов є місткість поглинання, виражена в грам-еквівалентах іонів кальцію і магнію на 1 м3 . Наприклад, місткість поглинання сульфовугілля і вофатита складає 280-300 г-экв/м3.
Процес катіонує відбувається в спеціальних апаратах - катіонітових фільтрах.
Мал.3. Катіонітовий фільтр: 1 - вхід жорсткої води; 2 - вхід розчину солі; 3 - вхід промивальної води; 4 - вхід зм'якшеної води; 5 - переливши в дренажний канал
Катіонітові фільтри (мал.3) є металевими закритими резервуарами циліндрової форми заввишки 1-4 м, діаметром до 3 м, усередині яких поміщається сульфовугілля. Товщина "шару сульфовугілля залежить від жорсткості зм'якшуваної води. Чим жорсткіше вода, тим товще повинен бути шар сульфовугілля. В нижній частині фільтру під шаром сульфовугілля розташовується дренажний пристрій, що складається з колектора і системи приєднаних до нього труб. До верхньої частини цих труб приварені патрубки з різьбленням для того, що нагвинчує дренажних ковпачків з пластмаси або фарфору. В ковпачках є отвору діаметром 2-3 мм або щілини шириною 0,3 мм Ковпачки служать для рівномірного розподілу води по перетину фільтру під час роботи і при розпушуванні.
Перед катіонуванням поверхневі води слід піддати коагуляції і освітлюванню на механічних фільтрах, оскільки механічні домішки, що є у воді, засмітять фільтр і приведуть до передчасної зупинки його на регенерацію.
Експлуатація катіонітового фільтру зводиться до послідовного проведення операцій розпушування, регенерації (відновлення обмінних властивостей виснаженого катіонітового матеріалу шляхом обробки 6-8% -вим розчином куховарської солі), відмивання і зм'якшування.