Водоприготовнтельная установка для подпитки котлов

Лабораторная работа № 1

Водоприготовнтельная установка для подпитки котлов

Цель работы

В цехе химводоподготовки Читинской ТЭЦ−1 ознакомиться с работой схемы подпитки котлов и отдельных фильтров. Сделать выводы о качестве получаемой воды,

Описание схемы

Водоприготовительная установка предназначена для подготовки подпиточной воды котлов типа БКЗ−220−100 Читинской ТЭЦ−1. Исходной является вода озера Кенон. Производительность установки 196 м³/ч. Обработка воды осуществляется по схеме:

ИК − М − H1 − А1 − Н2 − Д − А2.

Подогретая сырая вода из главного корпуса поступает в осветлитель ХОТЭП, в котором проводится известкование воды совместно с коагуляцией среднекислым железом (FeSO₄−7Н₂О) −при температуре 30±1 °С.

Основное назначение известкования воды − это снижение ще лочности (декарбонизация) исходной воды, при этом происходит соответствующее снижение жесткости и уменьшение количества сухого остатка. Одновременно из воды удаляются естественные ме­ханические примеси, органические загрязнения и соединения желе­за.

Декарбонизация воды, т.е. снижение щелочности, достига­ется путем увеличения рН>9 с одновременным выводом из сфе­ры реакции (т.е. осаждением) образующихся карбонат−ионов в со­ставе труднорастворимого соединения СаСОз. Для этого в обраба­тываемую воду вводят известь в виде раствора или суспензии, так называемого «известкового молока».

Известь предварительно гасят:

СаО+Н₂О=Са(ОН)₂.

В результате подачи извести в обрабатываемой воде увеличива­ется концентрация ионов Са²⁺ и ОН⁻:

Са(ОН)₂→Са²⁺+2ОН⁻.

Увеличение концентрации ОН приводит к изменению ранее существовавшего равновесия и образованию молекул воды:

Концентрация Н снижается, а величина рН увеличивается, что вызывает смещение углекислотного равновесия в сторону образова­ния карбонат−ионов. При этом идут процессы:

1)  гидратация свободного СО₂ и диссоциация образующихся молекул угольной кислоты:

СО₂+Н₂О+2ОН → Н₂СОз+2ОН⁻ → Н⁺+НСОз⁻+2ОН⁻ → Н₂О+НСО₃⁻

+ОH⁻ → Н₂О+Н⁺+СОз²⁻+ОН⁻ → 2Н₂О+СОз²⁻

или суммарно:    СО₂+2ОН⁻ →СО₃²⁻+Н₂О;

2) диссоциация бикарбонат−ионов, ранее присутствующих в во­де и обуславливающих ее щелочность:

НСОз⁻→Н⁺+СО₃²⁻НСО₃⁻+ОН⁻→СОз²⁻+Н₂О.

Так как концентрация карбонат−ионов увеличивается, то выделение ионов СОз²⁻ из раствора в составе осадка приводит к дальнейшей диссоциации ионов HCO₃.

При дозировании извести в количестве большем, чем это необ­ходимо для связывания свободной угольной кислоты и разложения бикарбонат−ионов, в воде появляется избыточная концентрация гид−роксильных ионов, в результате чего гидроксид магния выпадает в осадок:

Mg²⁺+2OH⁻→ Mg(OH) ₂↓

Это приводит к частичному снижению магниевой жесткости во­ды.

Совместно с этим происходит процесс коагуляции, т.е процесс укрупнения коллоидных частиц за счетих слипания под влиянием молекулярных сил притяжения.

Гидролиз железного купороса протекает в два этапа:

Fe²⁺+H₂O↔FeOH⁺+H⁺

FeOH⁺+ H₂O↔Fe(OH) ₂+ H⁺

или суммарно:  Fe²⁺+2H₂O↔Fe(OH)₂+H⁺

Гидролиз железа происходит быстрее при рН=5÷7.

Таким образом, при добавлении к воде растворов в течение не­скольких секунд происходит гидролиз солей железа  образуются коллоидные частицы гидроксида металла. Колло­идные примеси из воды адсорбируются на поверхности частиц гидро-ксидов металлов, и осаждение происходит под действием растворен­ных в воде электролитов.

Коагулированная вода из осветлителя поступает в баки коагулированной воды (2 бака, v=50 м³), откуда с помощью насосов коагулированной воды (2 насоса типа 6К−8 Q=170 м³/ч, Н=32,5 мм. вод. ст.) подается на механические двухкамерные фильтры (4 фильтра Д=2500 мм).

В механических фильтрах поступающая мутная вода фильтруется через фильтрующий слой и оставляет на его поверхности в паровом пространстве все взвешенные частицы или часть их. При малой скорости фильтрования частиц взвеси в основном задерживаются на поверхности фильтрующего слоя, образуя тонкопористый до­полнительный фильтр или клетку, которая извлекает из воды взвешенные частицы даже очень малых размеров. При больших скоростях фильтрующая пленка не образуется. Осветление воды в данном случае достигается в результате прилипания частиц взве­си к зернам фильтрующего слоя.

При длительной работе фильтрующего слоя наблюдается пере­пад давления на входе и на выходе воды вследствие загрязнения его механическими примесями.

Механические фильтры требуют периодического отключения для удаления взвесей. Отключается при перепаде давлений в 1 кгс/см² или по графику, утвержденному начальником цеха.

Период накопления загрязнений до перепада давлений в 1 кгс/см², т.е. от начала одной промывки до начала следующий называ­ется фильтроциклом.

Фильтроцикл делится на периоды работы: 1 отмывка фильтров от скопившихся загрязнений; 2 главный процесс-фильтрование.

Отмывка состоит из:

а) взрыхления водой;

б) промывки фильтрующего слоя.

Осветленная вода поступает на Н−катионные фильтры I ступени     (семь фильтров, Д=2600 мм).

Н-катионитовые фильтры служат для удаления из обрабаты­ваемой воды катионов Са²⁺, Mg²⁺. Частицы катионита (КУ-2), загруженного в Н-катионитовые фильтры, содержат катионы Н⁺, способные к обмену на другие катионы. При контакте исходной во­ды с катеонитом происходит реакция обмена катионов Са²⁺, Mg²⁺  на ион Н⁺.

Реакции:

Ca²⁺(Mg²⁺ )SO₄²⁻ + 2H⁺ | Rk⁻ → Ca²⁺(Mg²⁺ ) | Rk₂⁻ +H₂SO₄

Ca²⁺(Mg²⁺ ) C1₂⁻ + 2H⁺ | Rk⁻ → Ca²⁺(Mg²⁺ ) | Rk₂⁻ +2HC1

Контроль фильтра ведется по проскоку Са²⁺, Mg²⁺, при обнаружении проскоков фильтр ставят на регенерацию. Период от регенерации до регенерации считается фильтроциклом.

Регенерация Н-катионитовых фильтров состоит в обработке его 2-6 %-ным раствором серной кислоты:

Ca²⁺(Mg²⁺ ) | Rk₂⁻ +H₂SO₄→ 2H⁺ | Rk⁻ + Ca²⁺(Mg²⁺ )SO₄²⁻

Работа Н-катионитового фильтра состоит из двух операций:

1) катионирование;

2) регенерация.

Регенерация:

а) взрыхление;

б) регенерация;

в) отмывка катионита в дренаж.

В результате Н-катионирования получается кислая вода, обу­словленная присутствием смеси  сильных  и слабых кислот. после чего последовательно подается на анионитные фильтры I ступени (6 фильтров, Д=2800 мм)