Химическая подготовка воды. Выбор схемы обработки воды

9.Химическая подготовка воды.

Для удовлетворения разнообразных требований к качеству воды. потребляемой при выработке тепловой энергии, возникает необходимость специальной физико-химической обработки природной волы. Эта вода является, по существу, исходным сырьем, которое после надлежащей обработки (очистки) используется для получения пара в парогенераторах,

При выборе схемы обработки воды учитывается следующее. Воды поверхностных источников, которые после обработки подаются в систему питания паровых котлов, должны подвергаться осветлению с предварительной коагуляцией.

Качество питательной коды паровых котлов с естественной циркуляцией, габл,1.[6]

количество химически очищенной воды G_хво____________________12,26 т/ч

общая жесткость _________________________________________10мкг-экв/кг

SiO₂______________________________________________________   - мг/кг

Fe________________________________________________________100мкг/кг

CO₂_________________________________________________________0мкг/кг

O­_{2­­­­­­}_________________________________________________________20мкг/кг

значение pH__________________________________________________9,1±0,1

взвешенные вещеста___________________________________________5 мг/кг

масло, менее_________________________________________________3 мг/кг

1.Обработка данных анализа воды

Химический состав источника водоснабжения река , вблизи города

Взвешенные вещества, с_вв____________________________________10,0мг/кг

Окисляемость________________________________________________12мг/кг

Щёлочность общяя (по М.О.), щ_о_____________________________ 2,4мкг-экв

Сухой остаток, S____________________________________________350мг/кг

_______________________________________________75мг/кг

____________________________________________________14,5мг/кг

_________________________________________________20,3 мг/кг

________________________________________________140,3 мг/кг

__________________________________________________140 мг/кг

_____________________________________________________15,0 мг/кг

______________________________________________________- мг/кг

_____________________________________________________3,0 мг/кг

______________________________________________0,6 мг/кг

Данные анализа пересчитываются в миллиграмм-эквивалент форму. Для этого содержание катионов или анионов, выраженное в мг/кг делят на эквивалентную массу. Значение эквивалентной массы для отдельных ионов приведены  в табл.

При полном и правильном произведённом анализе сумма катионов должна равняться сумме анионов.

∑К = Са²⁺ +Mg²⁺ + Nа⁺ = 3,59 + 1,19 + 0,88 = 5,бб мг-экв/л

∑A = S0^2-₄+CI-+НСО₃-=2,91 + 0,43 + 2,29мг-экв/л

Производится определение погрешности выполненного анализа по формуле

Величина обшей жесткости численно равна суммарной концентрации катионов кальция и магния. выраженной мг-экв/л

Величина карбонатной жесткости для нещелочных вод численно

принимается равной щелочности вмг-экв/л

Некарбонатная жесткость воды равна разности между общей и карбонатной жесткостью воды

ж_нк=ж₀-ж_к=4,78-2,29=2,49 мг-экв/л

Относительная щелочность воды определяется по формуле

2.Выбор способа обработки воды

Доля химически обработанной волы в питательной

где G_хво – количество химически очищенной воды

G_пв=53,8 т/ч —количество питательной воды

Максимально допустимое солесодержание химически обработан мои воды, подаваемой в систему питания парового котла, определяется ко формуле

где S_кв=1500 мг/кг-норма солесодержания для котлов табл,7[6]

S_h'_H=5,w^<?-норма солесодержания конденсата

Р=5%  - допустимый процент продувки парового котла  

α=0,228 -доля химически обработанной воды в питательную

Подсчитываем качественные показатели исходной воды после коагуляции и осветления, принимая к=0,5 мг-экв/л

ж_о=ж_ив=4,78 мг-экв/л

ж_к=ж_кив-к=2,29-0,5=1,79 мг-экв/л

ж_нк=ж_нкив+к=2,49+0,5=2,29 мг-экв/л

HCO₃=HCO₃-к=2.29-05=1.79 мг-экв/л

SO₄=SO_4ив+к=2,91+0,5=3,41 мг-экв/л

S=S_ив+16к=350+16∙0,5=358

Вода с этими показателями поступает на умягчительную частьчасть

водоподготовительной установки.

Проверяем последовательно возможность применения схем Na катионирования

S_Na=S_ив+2.96∙ж_Ca+10,84∙ж_Mg=358+2,96∙3,59+10,84∙1,19=381,53 мг/л

Не подходит по величине продувки котла

Na-Cl ионирования

S_Na-Сl=S_ив+2.96∙ж_Ca+10,84∙ж_Mg+4,97∙(щ_ив-щ_ост)-12,55∙SO₄

S_Na-Сl=358+2,96∙3,59+10,84∙1,19+4,97∙(1,79-0,3)-12,55∙3,41=346,13 мг/л

не подходит по величине продувки котла

Вся обрабатываема я вода подвергается коагуляции, осветлению на напорных фильтрах, Н-катионированию на фильтрах, работающих в режиме голодной регенерации, декарбонизации, двухступенчатому Na-катионированию и поступает в деаэратор.

3.Расчёт выбранной схемы обработки воды

Показатели качества и расхода воды по ступеням обработки

Физическая Величина	NaII	NaI	HГ	Осветительный фильтр	Сырая вода
жо	0,01	0,1	3,29	4,78	4,78
жк	-	-	0,3	1,79	2,29
щ	-	-	0,3	2,4	2,4
жнк	-	-	2,99	2,99	2,49
ΔМ	0,09	3,19	1,49	-	-
SO4	3,41	3,41	3,41	3,41	2,91
S	308	308	308	358	350
G	12,26	12,286	12,946	13,44	14,2

Расчёт Na-катионитных фильтров 2-й ступени

ν_ф=40 м/ч – скорость фильтрования

h=1,5 м – высота слоя катионита

i_взр=40 кг/(м²∙с) – интенсивность взрыхления

t_взр=30 мин – продолжительность взрыхляющей промывки

ν_отм= 7 м/ч – скорость пропуска отмывочной воды

q_отм=6 м³/ м³ – удельный расход поваренной соли

а=350 г/г-экв – удельный расход поваренной соли на регенерацию

Е^раб=275 г-экв/ м³ – рабочая обменная ёмкость катионита

ν_рр=4 м/ч – скорость пропуска регенерационного раствора

k_рр=10% - концентрация регенерационного раствора

0,5-1,1 мм – крупность зёрен сульфоугля

общая площадь фильтрования

== 0,306 м²

число фильтров диаметром 0,7 м, площадь поперечного сечения 0,385 м²

принемаем к установке 2 фильтра марки ФИПа II-0,7-0,6-Na, БиКЗ, табл. П.14.3. [6].

Действительная скорость фильтрования

при отключении одного фильтра на регенерацию

число регенераций каждого фильтра в сутки

количество ионов поглощаемое фильтром

А=G_ХВО∙24∙ΔМ=12,26∙24∙0,09=26,48 г-экв/сутки

Расход воды на собственные нужды:

На взрыхление фильтра

=2,77 м³

на отмывку фильтра то продуктов регенерации

=3,465 м³

на приготовление регенерационного раствора

на регенерацию фильтра

При использовании для взрыхления отмывочной воды предыдущей регенерации

для всех фильтров в сутки

среднечасовой

Определяется количество поступающей на фильтры воды с учётом расхода на собственные нужды

Проверяем правильность выполненного расчёта по следующим показателям:

скорость фильтрования

при регенерации одного фильтра

удельный расход воды на собственные нужды

Определяется продолжительность регенерации

t_рег=t_взр+t_отм+t_рр=30+77+18,9=126 мин

Расчёт Na-катионитных фильтров 1-й ступени

ν_ф=25 м/ч – скорость фильтрования

h=2 м – высота слоя катионита

i_взр=4 кг/(м²∙с) – интенсивность взрыхления

t_взр=30 мин – продолжительность взрыхляющей промывки

ν_отм= 7 м/ч – скорость пропуска отмывочной воды

q_отм=4 м³/ м³ – удельный расход поваренной соли

а=120 г/г-экв – удельный расход поваренной соли на регенерацию

ν_рр=4 м/ч – скорость пропуска регенерационного раствора

k_рр=6% - концентрация регенерационного раствора

0,5-1,1 мм – крупность зёрен сульфоугля