Zmiekczanie new

POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Rok akademicki 2012/2013

UZDATNIANIE WODY DO CELÓW PRZEMYSŁOWYCH

LABORATORIUM

SPRAWOZDANIE

Temat: Zmiękczanie.

Wykonali: Data:

Karol Lipiński 20.03.2013r.

Emilia Hołownia

Jakub Ledkiewicz

Paulina Miklińska

Michał Szkielonek

Aleksandra Sacewicz

Grupa: ZWR1

  1. Wprowadzenie

Wymaganą jakość wody wykorzystywanej w przemyśle określają odpowiednie normy branżowe, które są różne w zależności od przeznaczenia wody. Jednak woda przeznaczona do celów przemysłowych powinna na ogół spełniać następujący warunek - powinna być pozbawiona twardości.

Twardość wody, powodowana przede wszystkim przez kationy wapnia i magnezu, ma bardzo istotne znaczenie dla wielu gałęzi przemysłu, zarówno dla produkcji, chłodzenia, jak i zasilania kotłów. Woda przeznaczona do celów przemysłowych powinna być jej pozbawiona, ponieważ woda twarda łatwo tworzy osady, powodując wiele niekorzystnych zjawisk, np: stopniowe zmniejszanie przepustowości przewodów, zmianę przewodności cieplnej powierzchni urządzeń pokrytych tzw. „kamieniem”, tworzenie naprężeń, które mogą doprowadzić do pękania płaszcza kotła. Proces, w którym twardość wody jest usuwana nazywany jest zmiękczaniem.

Do zmiękczania wody na jonitach stosuje się kationity silnie kwaśne pracujące w cyklu sodowym. Wymiana w tym przypadku zachodzi zgodnie z reakcjami:

2 KtNa + Ca(HCO3)2 → Kt2Ca + 2 NaHCO3

2 KtNa + Mg(HCO3)2 → Kt2Mg + 2 NaHCO3

2 KtNa + CaCl2 → Kt2Ca + 2 NaCl

2 KtNa + MgSO4 → Kt2Mg + Na2SO4

2 KtNa + CaSO4 → Kt2Ca + Na2S04

Najczęściej stosowana jest równoległa wymiana wodorowo-sodowa na kationitach silnie kwaśnych, z których jeden jest regenerowany silnym kwasem i pracuje w tzw. cyklu wodorowym, a drugi regenerowany jest chlorkiem sodu i pracuje w tzw. cyklu sodowym. Na kationicie pracującym w cyklu sodowym zachodzi zmiękczanie wody według reakcji opisanych powyżej, natomiast na kationicie pracującym w cyklu wodorowym zachodzą następujące reakcje.

2 KtH + Ca(HCO3)2 → Kt2Ca + 2 H2O + 2 CO2

2 KtH + Mg(HCO3)2 → Kt2Mg + 2 H2O + 2 CO2

2 KtH + CaCl2 → Kt2Ca + 2 HCl

2 KtH + MgSO4 → Kt2Mg + H2SO4

2 KtH + CaSO4 → Kt2Ca + H2S04

W wodzie po kationicie wodorowym pojawiają się silne kwasy mineralne, tj. kwas solny i kwas siarkowy. Ponadto powstają duże ilości dwutlenku węgla w wyniku rozkładu wodorowęglanów. Woda taka, pomimo że jest zmiękczona, nie nadaje się do wykorzystania ze względu na niski odczyn i korozyjne właściwości. Rozwiązaniem zapewniającym neutralizację i polepszenie składu uzdatnianej wody jest polaczenie wycieków z jonitu wodorowego i sodowego. Neutralizacja przebiega według następujących reakcji:

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

NaHCO3 + H2SO4 →Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2

  1. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest ustalenie w skali laboratoryjnej warunków przebiegu procesu zmiękczania badanej wody, poprzez wymianę jonową z użyciem kationitu sodowego i wodorowego pracujących w układzie równoległym, oraz dobranie właściwego stosunku zmieszania wycieków z obydwu jonitów, aby zapewnić ich prawidłową neutralizację.

Zakres ćwiczenia obejmuje:

  1. Wyniki badań.

Tabela 1. Wyniki oznaczeń:

Oznaczenia Jednostki Woda surowa Woda po kationicie sodowym Woda po kationicie wodorowym Woda po zmieszaniu
pH - 6,74 7,22 2,69 4,78
Twardość ogólna mval/l 4,4 nw nw -
Zasadowość Zm mval/l 2,9 2,8 - 0,4
Zasadowość Zp mval/l - - - -
Kwasowość ogólna mval/l 0,4 0,25 4,7 1,1
Kwasowość mineralna mval/l -   3,65  
Chlorki mval/l 159,8 159,8 159,8 159,8
Siarczyny mval/l 114 114 114 114
Stężenie anionów mval/l 6,9 6,9 6,9 6,9
Stosunek zmieszania - 2/3
CO2 wolny mg/l 11 11 233,2 52,8

Na podstawie otrzymanych wyników określono stosunek zmieszania.


$$\frac{a}{b} = \frac{M_{1} - M_{2}}{c}$$

a - część wody zmiękczona na jonicie wodorowym,

b - część wody zmiękczona na jonicie sodowym,

M1 – zasadowość ogólna wody surowej [mval/l],

M2 – zasadowość wody po mieszaniu (przyjmuje się 0,3-0,6 mval/l),

c – stężenie ogólne anionów w wodzie surowej.


$$\frac{a}{b} = \frac{2,9 - 0,45}{3,65} = 0,67 \approx \frac{2}{3}$$


$$\frac{a}{b} \approx \frac{2}{3}$$

Przyjęto wartość ilości kwasów mineralnych 3,65 mval/l jako miarodajne stężenie anionów w wodzie surowej, a nie wyliczone z ilości chlorków i siarczanów stężenie anionów w wodzie surowej 6,9 mval/l dlatego, że wyliczone stężenie anionów nie uwzględnia postaci chloru w wodzie. Z wyliczonego stosunku połączenia przyjęto połączenie 200 ml wody po jonicie wodorowym i 300 ml wody po jonicie sodowym.

  1. Analiza wyników i wnioski.

Główny cel doświadczenie został osiągnięty, ponieważ twardość wody została usunięta. Zasadowość w wodzie po wymieszaniu jest bliska przyjętej do wyliczenia stosunku wymieszania M2=0,45, wiec wymieszanie zapewniło neutralizacje i polepszenie składu wody. Niski odczyn w wodzie po wymieszaniu może wynikać ze znacznych zawartości CO2 w wodzie po wymieszaniu, należałoby zastosować napowietrzanie wody w celu usunięcia CO2 po wymianie jonowej na kationicie wodorowym.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Prezentacja KST 2007 new
new employee safety orientation 1201643571904060 5
jakość 1 new
Active new pl 200605
CHRYSLER NEW YORKER 1994
Mw8 new
zmiekczenia
IMG 0004 NEW id 211048 Nieznany
czesci rozbite new do druku
More Than Meets The Eye New Feats
zmiekczenia6
03 ulotka new age
New Headway Intermediate Test
zmiekczenia 1 id 591411 Nieznany
cw8s rozwiazania zadan new id 123854
egzamin 2007, II rok, II rok CM UMK, Giełdy, 2 rok, II rok, giełdy od Nura, fizjo, egzamin, New fold
[8]konspekt new, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
New Age, 01 ANDRZEJ WRONKA - TRÓJCA ŚWIĘTA - META JĘZYK, P. Andrzej Wronka

więcej podobnych podstron