Uzdatnianie wody zas urz technologiczne 6-8, 6


6.8. Uzdatnianie wody zasilającej urządzenia technologiczne

6.8.1. Wiadomości ogólne o twardości wody

Większość urządzeń technologicznych takich jak wymienn­iki, kotły przemysłowe wysokociśnieniowe i wysokotemperatu­rowe itp., zasila się wodą czystą i pozbawioną twardości. Nie­zwykle szkodliwym zjawiskiem towarzyszącym eksploatacji, zwłaszcza urządzeń kotłowych, jest tworzenie się kamienia kotłowego, który osadza się na powierzchniach kotła, styka­jących się z wodą. Kamień kotłowy znacznie zmniejsza przewodność cieplną ścianek urządzenia i powoduje straty cieplne. Ponadto jest on przyczyną miejscowych przegrzań i przepalania blachy kotłowej, powodujących uszkodzenie kotła.

Kamień kotłowy tworzy się z zanieczyszczeń zawartych w wo­dzie. Mogą to być zawiesiny substancji organicznych i nieorga­nicznych w wodzie nie filtrowanej lub rozpuszczone w niej sub­stancje tworzące roztwory koloidalne i rzeczywiste.

Zanieczyszczenia substancjami rozpuszczalnymi określa się ja­ko twardość wody; może ona być przemijająca lub stała. Twardość przemijającą tworzą przede wszystkim kwaśne węglany wapniowe i magnezowe.

Twardość stałą tworzą siarczany, chlorki i krzemiany wapniowe oraz magnezowe.

Jednostką twardości wody wg PN-55/C-32000 jest taka war­tość, jaką nadaje 1 miligramorównoważnik jonu wapnia (Ca2+) lub magnezu (Mg2+) jednemu litrowi wody. Jednostkę taką na­zywa się 1 miliwalem na litr (1 mval/l). Niekiedy można spotkać się z innymi jednostkami twardości wody, np. stopień niemiecki (1°n) odpowiada zawartości 10 mg CaO, lub równoważnikowi 10 mg CaO innej substancji w 1 litrze wody; stopień fran­cuski (1°fr), odpowiada zawartości 10 mg CaCO3 lub równowagi nitrowi 10 mg CaCO3 innej substancji w 1 l wody; stopień an­gielski (1°a) wyraża zawartość około 14,3 mg CaCO3 lub równo­ważnika 14,3 mg CaCO3 innej substancji w 1 1 wody (czyli 1 g CaCO3 w 70 l wody).

W czasie ogrzewania wody następuje rozkład kwaśnych wę­glanów wapniowych i magnezowych na węglany obojętne, które są słabo rozpuszczalne i wytrącają się w postaci mułu. Muł ten osiadając w niższych częściach urządzenia technologicznego two­rzy częśoiowo warstwę kamienia.

6.8.2. Metody zmiękczania wody zasilającej

Wodę najczęściej zmiękcza się metodą wymiany jonów. Po­zwala ona w praktyce osiągnąć szczątkową twardość wody około 0,1°n.

Metoda wymiany jonów polega na wykorzystaniu pewnych substancji (zazwyczaj żywic syntetycznych) mających właściwość wymiany jonów na jony zawarte w wodzie i powodujące jej twardość. Substancje te nazywa się wymieniaczami jonów lub jonitami. Jeżeli jonit ma zdolność wymiany jonów dodatnich (wodór i metale, np. H2++, Ca++), to nazywa się go kationitem; we wzorach oznacza się go symbolem K . Jeżeli zaś jonit wiąże jony ujemne, tj. niemetale i grupę OH, np. SO4−−, (OH) 2−−, to nazywa się anionitem; we wzorach oznacza się go symbolem A.

Przebieg reakcji zachodzącej między solami powodującymi twardość i jonitami ze związanym jonem przedstawiają niżej po­dane reakcje:

Na2++ K + Ca(HCO3)2 = Ca++ K + 2NaHCO3 (6-29)

Na2++ K + Mg(HCO3)2 = Mg++ K + 2NaHCO3 (6-30)

Na2++ K + CaSO4 = Ca++ K + Na2SO4 (6-31)

Do zalet metody jonitowej zmiękczania wody należy możność regenerowania wyczerpanych złóż jonitowych oraz samoczynna regulacja procesu. Regeneracja jonitu polega na wprowadzeniu jonu sodowego zamiast jonu odebranego wodzie. Regenerację uzy­skuje się przepuszczając przez warstwę jonitu roztwór soli ku­chennej (NaCl). Przebieg regeneracji przedstawia reakcja:

Ca++ K + 2NaCl = Na2++ K CaCl2 (6-32)

Mg++ K + 2NaCl = Na2++ K MgCl2 (6-33)

Kationit regenerowany solą kuchenną wiąże jon sodowy; dla związania jonu wodorowego kationit regeneruje się kwasem solnym (HCl). Przebieg regeneracji kationitu kwasem solnym przedstawia reakcja:

Ca++ K + 2HCl = H2++ + K CaCl2 (6-34)

Kationit regenerowany solą kuchenną nazywa się kationitem sodowym, zaś regenerowany kwasem solnym nazywa się kationitem wodorowym.

W praktyce stosuje się dwa sposoby zmiękczania wody. Pier­wszy polega na zastosowaniu dwóch równolegle pracujących złóż kationitowych: jednego z kationitem sodowym i drugiego z ka­tionitem wodorowym. Przebieg reakcji jest następujący:

Na2++ K + Ca(HCO3)2 = Ca++ K + 2NaHCO3 (6-35)

H2++ K + CaSO4 = Ca++ K + H2SO4 (6-36)

Drugi sposób polega na przepuszczeniu wody najpierw przez kationit wodorowy, a następnie przez anionit regenerowany łu­giem sodowym (NaOH). Przebieg reakcji na przykładzie jest na­stępuiący:

CaSO4 + H2++ K = Ca++ K + H2SO4 (6-37)

H2SO4 + (OH) 2−−A = SO4−− A + 2H2O (6-38)

Regeneracja anionitu ługiem sodowym przebiega według reakcji:

SO4−− A + 2NaOH = (OH) 2−−A + 2H2O (6-39)

Schemat technologiczny typowej stacji zmiękczania wody przedstawiono na rys. 6-33. Zmiękczanie wody następuje w wymiennikach kationowych (zbiornikach cylindrycznych) wypełnianych kationitem, pracujących równolegle w cyklu sodowym (regeneracja kationitu NaCl) i w cyklu wodorowym (regeneracja kationitu HCl). Wydzielający się podczas reakcji wymiany jonów dwutlenek węgla CO, usuwa się z wody dekarbonizowanej w desorberze CO2. Desorberem CO2 w tym wypadku jest stalowy zbiornik cylindryczny wypełniony pierścieniami Raschiga.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wykorzystanie technik membranowych w uzdatnianiu wody do picia, technologia membranowa
Uzdatnianie wody - Odgazowanie (1), Technologia Wody i Ścieków
5.Zastosowanie mas jonowymiennych w technologii uzdatniania wody, pytania dyplomowe
uzdatnianie wody powierzchniowej, Technologia Wody i Ścieków
instrukcja bhp przy magazynowaniu i stosowaniu chloru w oczyszczalni sciekow i stacji uzdatniania wo
morawski sciaga, Studia, Uzdatnianie wody
UZDATNIANIE WODY
sciaga mor 2 (1), Studia, Uzdatnianie wody
Remont stacji uzdatniania wody
Elektrodejonizacja wody dla potrzeb technologicznych
Wyznaczanie wskaźników stabilności wody i napowietrzanie wody, Ochrona środowiska, Technologie wody
3z3, Inżynieria Środowiska, mgr 1 semestr, Uzdatnianie wody do celów przemysłowych, wykłady, opracow
uzdatnianie wody, koagulacja
45-7-BWiS-Ujęcia i urządzenia do uzdatniania wody
sciaga woda, Studia, Uzdatnianie wody
Procesy sorpcji i wymiany jonowej w uzdatnianiu wody i oczyszczaniu ścieków
Przemysłowa regeneranja węgli aktywnych stosowanych do uzdatniania wody

więcej podobnych podstron