Коррекционные методы обработки воды

Эксплуатация обесфторивающих установок

На станциях подготовки хозяйственно-питьевой воды эксплуатация обесфтори­вающих установок осложняется разно­образием применяемых реагентов (из­вестковое молоко, сульфаты алюминия и магния, трикальцийфосфат и др.), ионо­обменных материалов (гранулирован­ный оксид алюминия, активированный уголь, вшиты и др.), использованием сложного реагентного хозяйства (аппа­ратура и оборудование для приготовле­ния и дозирования растворов реаген­тов) и очистных сооружений разной кон­струкции (смесители, осветлители, фильт­ры и т. д.). Их эксплуатация в основ­ном аналогична эксплуатации установок для осветления и обесцвечивания воды, однако имеются и особенности.

При использовании магнезиальных ре­агентов следует учитывать, что образу­ются легкие хлопья гидроксида магния, поэтому скорость восходящего потока в осветлителях со слоем взвешенной кон­тактной среды не должна превышать 0,2—0,3 мм/с.

Дозы реагентов необходимо уточнять в период пуска, наладки и эксплуата­ции установок.

Перед загрузкой ионообменных ма­териалов в фильтры следует определять их рабочую обменную, емкость по фто­ру. В качестве фильтров допускается применять материалы, разрешенные Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохра­нения СССР в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения и удовлетво­ряющие требованиям СНиП 2.04.02—84 и СНиП Ш-30-74.

А) нитратирование

Нитратирование питательной или химически обработанной воды проводится для защиты металла котла от межкристаллитной коррозии.

Присадка азотно кислого натрия (пассиватора) защищает котельный металл от щелочнохрупких разрушений. В результате нитратирования в котловой воде должна быть достигнута конценстрация нитрата натрия 40% по массе концентраций всех щелочей, пересчитанных на гидроксид натрия.

Дозирования NaNO₃ рекомендуется осуществлять химически обработанную воду, что бы обеспечить в деаэраторе удаление кислорода, попавшего с дозируемым реагентом. Дозировка NaNO₃ проводится в виде 5- 10 % раствора. Расход 100 %-го NaNO₃ определяют по формуле NaNO₃= 16 Щ_о.в., где NaNO₃ – доза нитрата натрия в химически обработанную воду, г/м³; Щ_о.в. – щелочность обработанной воды, г-экв/м³.

Дозировку раствора нитрата натрия осуществляют в трубопровод пропорционально расходу химически обработанной или питательной воды. Насосы дозаторы типа НД обеспечивают автоматическое пропорциональное дозирование от воздействия на насосы импульса, подаваемого расходомером. Расход раствора нитрата натрия V, л/ч, определяют по формуле:

V= ,

где NaNO₃- расход нитрата, определяемый по формуле (см. выше), г/м³;

- расход химически обработанной воды, м³/ч

Р- концентрация NaNO₃ в дозируемом растворе, обычно принимают 5-10 %

𝛒- плотность р%-ного раствора NaNO₃, г/см³ (см. справочник проектировщика, Лившиц, таблица 15-6).

Емкость бака для приготовления раствора нитрата натрия принимают из расчета приготовления дозируемого раствора один раз в смену или в сутки.

Б) обработка аммиаком

Обработка питательной воды аммиаком осуществляется в случаях:

1. Если необходимо в питательной воде связать свободную углекислоту для защиты питательного тракта от углекислотной коррозии(повышение рН питательной воды);

2. Если необходимо связать углекислоту, выделяющуюся в пар, из -за термического распада и гидролиза бикарбонатной и карбонатной щелочности. Связывание свободной углекислоты протекает:

при рН равной 8.4 -8.5 по реакции:

NH₃+ CO₂+H₂O→NH₄HCO₃;

При рН равной 9-10 по реакции:

2NH₃+ CO₂+H₂O→(NH₄)₂CO3.

Ввод однопроцентного раствора аммиака целесообразно проводить также в химически обработанную воду, так как при дозировке во всасывающую линию питательных насосов с раствором в деаэрированную воду может попасть кислород.

В качестве исходного раствора используют обычно 25%-ый водный раствор, в одном миллилитре которого содержится 233 мг NH₃.

Расход аммиака на нейтрализацию углекислоты определяют по формуле:

NH₃=,

где NH₃- расход аммиака на установке, мл/ч;

СО₂- концентрация углекислоты (в питательной воде или в паре), мг/л;

Q- расход воды (или паропроизводительность), м³/ч.

Вся аппаратура, насосы и арматура, соприкасающаяся с аммиаком, должна быть изготовлена из стали. Изготовление деталей из цветного металла не допускается.

При одновременном проведение обработки аммиаком и нитратирование в баке приготовляют смесь реагентов NaNO₃ и NH₄OH требуемой концентрации. Расход аммиачной воды определяют по формуле

V=,

где 0,825 – расход NH₄OH на последующую нейтрализацию в паре 1 мг/кг СО₂, г/м³;

(СО₂)_п- количество нейтрализуемой углекислоты выделяющейся в паре;

Qп- количество вырабатываемого пара, т/ч.

В) фосфатирование

Фосфатирование котловой воды является средством предупреждения в котле кальциевой накипи (но не любой другой); одновременно путем фосфатирования может поддерживаться определенная щелочность рН котловой воды, обеспечивающая защиту металла котла от коррозии.

Фосфатирование следует применять для всех барабанных котлов абсолютным давлением более 16 кгс/см² при жесткости питательной воды более 1 мкг-экв/л.

Для фосфатирования котловой воды в зависимости от качества питательной воды могут применяться: тринатрийфосфат, смесь тирнатрийфосфата с кислыми фосфатами и в отдельных случаях – аммонийфосфат.

При осуществлении фосфатирования в котлах низкого и среднего давлений необходимо поддерживать концентрацию свободных фосфатов в котловой воде:

А) для котлов без ступенчатого испарения – не менее 5 и не более 15 мг/л;

Б) для котлов со ступенчатым испарением – в чистом отсеке – не более 75 мг/л.

В котлах низкого и среднего давления осуществляется фосфатно-щелочной режим, поскольку в котловой воде, кроме иона РО₄^3-, всегда будет ион ОН^-(за счет разложения бикарбоната натрия, вносимого химически очищенной водой).

Фосфатирование должно осуществляться путем непрерывного равномерного ввода раствора фосфата в котловую воду по индивидуальной схеме, то есть в каждый котел. Ввод фосфатов производится насосами-дозаторами, устанавливаемыми согласно инструкции по два на каждый котел.

Первоначальная доза фосфата, необходимого для создания в котловой воде надлежащей концентрации ионов РО₄^3-, приближенно определяется по формуле:

А₁=,

где А₁ – количество технического фосфата, необходимого для первоначального создания в котловой воде надлежащей концентрации фосфатов, кг;- водяной объем котла, м³; р – содержание РО₄^3- в применяемом техническом фосфате,%; для Na₃PO₄∙12H₂O p=25%; для Na₂НPO₄∙12Н₂О р=26,5%; для NaН₂PO₄∙2Н₂О р=61%; для

(NaPO₃)₆ р=93%; для Na₅P₃O₁₀ р=77,5%; правильнее эту величину принимать из технического анализа фосфата; i – требуемый избыток фосфатов в котловой воде.

Количество фосфатов, необходимых для поддержания в работающем котле надлежащего избытка ионов РО₄^3-, может быть определено по формуле:

А₂=,

где А₂ – необходимый часовой расход фосфата, кг/ч; - паропроизводительность котла, т/ч; - жесткость питательной воды, г-экв/м³; - продувка котла в долях от его паропроизводительности, принятой за единицу; 28,5=0,3*95 – эквивалентная масса РО₄^3- в гидроксилопатите Са[Са₃(РО₄)₂](ОН)₂.

Объем дозируемого в котел раствора фосфата может быть определен по формуле:

V_Ф=,

где V_Ф – объем дозируемого в котел раствора, л/с; - концентрация дозируемого раствора фосфата, обычно принимается около 5%; ρ – плотность 5%-ного раствора фосфата, кг/л; n – отношение РО₄^3-: Na₃PO₄=0,579.

Дата добавления: 2014-01-06