Карбонатная жесткость

Гидратная щелочность обусловлена концентрацией в воде гидроксильных анионов ОН", карбонатная щелочность — карбонатных анионов СОз" и бикарбонатная — анионов НСОз. Особое значение имеет содержание в воде гидратной щелочности, которая агрессивно воздействует на металл поверхностей нагрева.

При известковании стремятся получить из осветлителя воду, лишенную взвешенных веществ и с минимальной щелочностью. Как показывает опыт, концентрация взвешенных веществ в известкованной воде Св должна составлять не более 20 мг/кг, нормально же ^(15 мг/кг. Карбонатная щелочность известкованной воды не должна превышать 1 мг-экв/кг, при удовлетворительном режиме она составляет 0,6—€,9 и на хорошо работающих установках достигает 0,5—0,6 мг-экв/кг. Снижению щелочности способствуют хороший режим зашламления осветлителей, оптимальное значение рН (~9,5), устранение колебания температуры подогрева, -равной обычно 40—45° С, нормальный гидродинамический режим работы осветлителя или отстойника (см. ниже). Покидающая осветлитель известкованная вода должна быть стабильной, т. е. обладать качеством, гори котором не наблюдается образования карбонатных отложений в трубопроводах. Это означает, что процесс кристаллизации карбоната кальция в основном должен завершиться в осветлителе. Стабильность воды может быть охарактеризована показателем стабильности АЯ(СТ (см. гл. 14).

Щк — карбонатная щелочность питательной воды мг-экв/кг;'

При этом в фильтрате снижаются кальциевая жесткость и бикарбонат -ная щелочность, возрастают карбонатная щелочность и магниевая жесткость. Возможно также непосредственное растворение таких составляющих сорбента, как MgCh и СаСЬ, что сцпровождается возрастанием некарбонатной жесткости воды. При таких условиях работы первоначально достигается высокий эффект обескремнивания, но при этом, взаимодействуя с НСОТ и СО2, сорбент интенсивно разрушается. Сопротивление фильтров прогрессивно растет и не устраняется полностью при их взрыхлении, затем эффект удаления кремнекислых соединений резко падает. Поэтому обескремнивание на сорбенте сырой или коагулированной воды нецелесообразно.

По данным Хильера потенциальные накипеобразователи (карбонатная щелочность) питательной воды в опытном испарителе с температурой 71° С распределяются, как показано в табл. 5.

2-таточная карбонатная щелочность (т.е. сумма С03 и НС03) обыч-

Контроль за щелочностью воды. Щелочность умягченной воды можно легко регулировать в широких пределах путем введения избытка применяемых реагентов. Уменьшение щелочности может быть достигнуто без уменьшения эффективности процесса умягчения. Некоторое снижение эффективности умягчения допустимо лишь в тех случаях, когда требуется вода, почти не содержащая избытка едкого натра или карбоната натрия. Для полного умягчения воды должны выполняться следующие условия: 1) общая щелочность должна превышать остаточную жесткость; 2) гидратная щелочность должна превышать оста-гочную магнезиальную жесткость; 3) карбонатная щелочность должна превышать остаточную кальциевую жесткость.

Полезным руководством для обеспечения хорошего эффекта умягчения могут служить следующие правила: 1) гидратная щелочность должна превышать магнезиальную жесткость примерно на 0,4 мг-экв/л при процессе без подогрева и на 0,2 мг-экв/л при процессе с подогревом; 2) карбонатная щелочность должна превышать известковую жесткость примерно на 1,2 мг-экв/л при процессе без подогрева и примерно на 0,8 мг-экв/л при процессе с подогревом. Гидратная щелочность может быть откорректирована путем изменения количества как гашеной извести, так и карбоната натрия; для этой цели на 1 часть гашеной извести должно приходиться 1,5 части карбоната натрия. Карбонатную щелочность корректируют изменением дозы одного лишь карбоната натрия.

Карбонатная щелочность

Карбонатная щелочность То же —

Соли выпадают в осадок, а СО2 улетучивается. Таким образом, временная (карбонатная) жесткость воды устраняется путем подогрева.

При умягчении воды из нее удаляются катионы Са++ и Mg++ (накипеобразователи) до поступления воды в котел. Снижение жесткости воды осуществляется химическим или термическим способом. Как указывалось выше, нагреванием воды до 85— 10.0° С устраняется временная (карбонатная) жесткость. Постоянная жесткость удаляется применением метода катионного обмена, сущность которого заключается в следующем: вода пропускается через слой катионитового вещества, обладающего способностью заменять свой обменный катион на катионы солей воды. Применяют Na- и Н-катиониты. При Na-катионировании жесткость воды снижается до 0,2—0,5 мг-экв/кг. В процессе эксплуатации катионит истощается и его подвергают регенерации, пропуская через него 8—10%-ный раствор поваренной соли.

Карбонатная жесткость добавочной воды, мэкв/л 1,5 — 2,5

Na-катионирование части охлаждающей воды обеспечивает уменьшение ее жесткости до 0,1 мг-экв/кг. Доля расхода воды, подлежащей известкованию и Na-катионированию, выбирается такой, чтобы карбонатная жесткость смеси неумягченной и умягченной воды не превышала 2,2 мг-экв(кг. Добавление полифосфатов стабилизирует соли Са и Mg; они приобретают способность находиться в водном растворе даже при больших концентрациях. Этим методом обеспечивается предупреждение накипеобразования в конденсаторах турбин при охлаждении их водой с жесткостью не выше 5,5 мг-экв/кг, для чего достаточно вводить 2 г полифосфата на 1 т охлаждающей воды.

Карбонатная жесткость питательной воды, мг-экв/л Дозируемый реагент Концентрация РО?~, мг/л Дозировка фосфатов, мг/л

В табл. 4-8 приведены значения необходимых размеров дозировки различных фосфатов в питательную воду в зависимости от ее карбонатной жесткости; некарбонатная жесткость питательной воды при вычислении этих дозировок не учитывалась. Расчет выполнен для

Режим чисто фосфатной щелочности трудно осуществлять на электростанциях с переменным составом питательной воды, в которой периодически появляется заметная карбонатная жесткость, колеблются ее щелочность и содержание в ней окислов железа. В частности, -на одной из электростанций так и не удалось организовать режим чисто фосфатной щелочности котловой воды даже при дозировке мононатрийфосфата, так как добавочный дистиллят испарителей часто загрязнялся щелочами.

Жесткость воды характеризуется количеством солей кальция, магния, растворенных в воде. Природные воды делятся на две группы: щелочные и нещелочные. Более часто встречаются нещелочные воды, в которых различают карбонатную и некарбонатную жесткость. Карбонатная жесткость обусловливается присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния, а некарбонатную жесткость образуют хлориды и сульфиты кальция и магния. Карбонатную жесткость называли также временной, так как при ней соли жесткости выпадают при нагревании воды, тогда как при некарбонатной или постоянен о и жесткости соли выпадают только при выпаривании. Временная и постоянная жесткости образуют общую жесткость воды. Выпадение солей жесткости происходит вследствие кристаллизации веществ из пересыщенных растворов, так как вода

Карбонатная жесткость подпиточной воды при наличии в системе теплоснабжения пиковых водогрейных котлов не должна превышать 400 мкг-экв/л. При отсутствии пиковых водогрейных котлов остаточная карбонатная жесткость в подпиточной воде допускается до 700 мкг-экв/л.

Некарбонатная жесткость обусловлена наличием в воде сульфатов (сернокислых4 солей) и хлоридов (хлористых солей) кальция и магния — CaS04, MgS04, СаС12 и MgCl2.

Карбонатная жесткость вызывается наличием бикарбонатов (двууглекислых солей) кальция Са(НС03)2 и магния Mg(HG03)2. По содержанию солей жесткости воду условно считают: мягкой — при общей жесткости до 3 мг-экв/кг, средней жесткости — от 3 до 6 мг-зкв/кг и жесткой — свыше 6 мг-экв/кг.