Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Корректировка ph (нейтрализация)

Следует помнить, что иногда возможна корректировка pH с помощью физических методов, предусматривающих применение адсорбции и десорбции газа из воды. Здесь мы рассмотрим только применение химических реагентов.

 

 

Применение щелочных реагентов

В процессе подготовки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения при корректировке pH вводят следующие реагенты: каустическую соду, известь и соду. При подготовке воды для промышленности, кроме перечисленных реагентов, в особых условиях применяют:

  • окись лития — в атомной промышленности;
  • нейтрализующие амины (аммиак, циклогексиламин, этаноламин, морфолин и т. д.) при обработке воды для питания котлов: при конденсации пара эти реагенты соединяются с растворенной углекислотой, образуя углекислые амины. Коэффициенты распределения CO2 между фазами котловой воды и пара таковы, что дозы аминов могут быть значительно меньше, чем стехиометрические количества, рассчитанные по CO2, выделяющейся в котле. При низких и средних давлениях дозы аминов составляют 1 г на 1 г выделяющейся CO2. При высоких давлениях после термической дегазации дозы составляют около 1 г/м3 воды;
  • карбонат кальция в виде порошка для нейтрализации промышленных сточных вод.

К чистоте реагентов, используемых при водоподготовке для Промышленности, не предъявляются также жесткие требования, как в случае подготовки питьевой воды, где качество реагентов должно тщательно проверяться, и особенно при использовании каустической соды, которая не должна содержать ртути. При содержании в воде углекислоты добавление этих реагентов приводит к образованию бикарбонатов. При содержании в некоторых промышленных стоках сильных кислот образуются нейтральные соли. Известь, благодаря ее низкой стоимости, применяют наиболее часто.

Реагенты вводят в воду:

  • в виде порошка (известь, карбонат натрия) с помощью сухих дозаторов;
  • в виде растворов или суспензий насосами-дозаторами или гравитационными дозаторами; если для регулирования pH очищенной воды вводят известь, желательно использовать сатураторы, так как в них задерживаются частицы недожога и получается прозрачная известковая вода. Применение известкового молока вызывает повышение мутности воды, степень которой зависит от чистоты товарного продукта и требуемой дозы извести.

Эффективность обработки зависит от того, насколько хорошо нейтрализующий реагент смешивается с водой: поэтому процесс нейтрализации следует производить в реакторах, оборудованных мешалками или в «Турбакторах», которые обеспечивают наилучшие условия смешивания.

Фильтрование через нейтрализующие зернистые материалы

Этот вид обработки, при котором используются вещества на основе карбоната кальция в смеси с карбонатом магния или оксидом магния, наиболее часто применяют для удаления агрессивной углекислоты, которая в процессе фильтрования образует бикарбонаты. В прошлом для этой цели широко использовали мрамор, но из-за малой скорости реакции и невозможности достичь состояния полного равновесия сейчас предпочитают применять другие реагенты, известные под их торговыми наименованиями «Нютралайт», «Магно», «Акдолит» и т. д. Кинетика их взаимодействия с углекислотой обеспечивает полную эффективность процесса даже при относительно малой массе реагента.

Эти гранулированные реагенты в основном используют в напорных фильтрах. Иногда применяют открытые фильтры.

В принципе возможно фильтрование снизу вверх и сверху вниз. При фильтровании сверху вниз нейтрализующая загрузка выполняет одновременно функции механического фильтра, в процессе фильтрования происходит уплотнение и загрязнение загрузки, степень которого зависит от качества обрабатываемой воды. Поэтому необходима обратная промывка, в связи с чем применяют стандартные фильтры, обеспечивающие возможность расширения фильтрующей загрузки при промывке с высокой интенсивностью. Промывка производится с помощью насоса или от водонапорной башни. Для снижения количества промывной воды используют водовоздушную промывку.

При фильтровании воды снизу вверх теоретически нет необходимости в расширении и промывке загрузки, однако без промывки нейтрализацию фильтрованием следует применять только для обработки чистой воды, не содержащей взвешенных веществ.

Некоторые нейтрализующие материалы в процессе производства подвергаются обжигу и поэтому характеризуются высоким содержанием оксидов щелочно-земельных металлов. В начале работы они сильно повышают щелочность воды, которая со временем постепенно уменьшается.

«Нютралайт», который не содержит свободной щелочи, не имеет этого недостатка, стабилен в течение длительного времени и поэтому его широко применяют (ему будет уделено особое внимание в настоящем разделе). Имеется «Нютралайт» с различным размером зерен. Он состоит из карбонатов кальция и магния, и его структура обеспечивает быстрое и равномерное растворение, которое всегда пропорционально количеству нейтрализованной С02.

В зависимости от концентрации CO2 с помощью 1 м3 «Нютралайта» можно обрабатывать от 3 до 10 м3 воды в час. Высота фильтрующего слоя «Нютралайта» составляет 0,8—1,5 м. Потери напора в чистой загрузке в зависимости от скорости фильтрования и высоты загрузки составляют 0,2—0,5 м. Однако следует учитывать возможность загрязнения загрузки и предусматривать рост потерь напора до 1 м.

В зависимости от условий расход материала загрузки изменяется от 1,6 до 2,2 ч на 1 г нейтрализованной углекислоты, поэтому периодически необходимо частично перегружать фильтры, чтобы компенсировать количество материала, растворенного в воде.

Подкисление воды

Подкисление воды применяют в основном с целью предотвращения образования отложений, предварительной обработки воды перед опреснением, нейтрализации щелочных стоков и регулирования pH после умягчения известью.

При подкислении воды диоксидом углерода необходимо использовать следующее оборудование: емкости или баллоны, расходомеры и реактор для растворения СО2 в воде. При подкислении серной и иногда соляной кислотой применяют насосы-дозаторы.

Взаимная нейтрализация

В некоторых случаях можно избежать применения реагента, используя взаимодействие двух или более вод с противоположными характеристиками: агрессивные воды и воды, образующие отложения (однако для достижения точного углекислотного равновесия часто требуется дополнительно вводить реагент), а также кислые и щелочяные стоки. Кислые и щелочные воды можно попеременно пропускать через ионообменные смолы с карбоксильными группами.

Читайте также:

Updated: 22.03.2015 — 20:22
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.