Карбонатную жесткость

Удовлетворительные результаты получены при карбонатной жесткости воды Жк^,4,0—4,5 мг-экв/кг, общей до Жоб^8,0 мг-экв/кг и сухом остатке до 350—400 мг/кг. По данным Ф. И. Белая [Л. 32], увеличение напряжения более 1,0—1,7 кэ и числа inaip полюсов более 10 не увеличивает эффективности обработки.

Обычно Я/изб составляет 0,5—1,0 мг-экв/кг. Схема частичного нат-рийчкатионирования воды, состоящая из обычного оборудования: соле-растворителя 2, фильтра 3, бака с умягченной водой 4~—показана на рис. 9-7. При этой схеме часть воды после фильтра 3 становится умягченной и имеет избыток щелочи и бикарбоната натрия 2(NaHCOs). В исходной воде 1 содержание карбонатной жесткости должно быть больше суммы общей щелочности 'котловой, воды и пара, так как только в этом случае доля умягченной воды будет меньше единицы. Смесь «сходной и умягченной воды идет в бак 5. 384

Природная вода, предназначенная для подпитки теплосети, всегда содержит соли карбонатной и некарбонатной жесткости, агрессивные газы (кислород и угольную кислоту), а также хлориды и сульфаты. В такой воде существует динамическое равновесие углекислых соединений

которое оказывает существенное влияние на коррозионную агрессивность воды. Оно обусловлено наличием в воде карбонатной жесткости и свободной угольной кислоты СС>2. Это равновесие можно охарактеризовать с помощью индекса насыщения / (индекса Ланжелье), ко-

Комплексны показывают высокую надежность ингибированич накипеобразования в теплообменниках в широком диапазоне значений карбонатной жесткости оборотной воды. При этом дозировка комплексонов (например, ОЭДФ) составляет от 0,25 до 2,0 мг/кг.

Содержание свободного диоксида углерода в воде, мг/кг, определяют по щелочности (карбонатной жесткости) при рН исходной воды 5,0 — 8,3 по формуле:

щелочность (содержание кальция) — не менее 40 мг/л по СаСО3; отношение щелочности (в виде карбонатной жесткости) к суммарной концентрации хлоридов и сульфатов не менее 5:1; рН 6,8—7,3 (рН 8,0—8,5 нежелательно).

При карбонатной жесткости, превышающей 5,5 мг-экв/кг, снижение накипеобразования в конденсаторах турбин может быть достигнуто путем частичной ее нейтрализации серной или соляной 'кислотой. Дозировку кислот выбирают таким образом, чтобы она могла обеспечить снижение карбонатной жесткости на 0,5—

Присосы охлаждающей воды в конденсаторах турбин приводят к образованию в питательной воде солей карбонатной жесткости, а попадание последних в котлы приводит в свою очередь к образованию в них эквивалентных количеств едкого натра. Зная карбонатную жесткость питательной воды и кратность ее испарения в котле, можно также узнать количество три- и двунатрийфосфата, которое одновременно следует вводить для поддерживания режима чисто фосфатной щелочности.

При карбонатной жесткости питательной воды Жк— =0,038 .Щ//К, где /K=100/j0 (р — продувка котла в процентах от его паропроизводительности) режим чисто фосфатной щелочности можно обеспечить дозированием одного лишь динатриифосфата. Для промежуточных значений жесткости питательной воды потребуется дозировка в котлы обоих реагентов в различных соотношениях. При еще более высокой карбонатной жесткости питательной воды потребуется дозировка мононатрийфос-фата или даже фосфорной кислоты.

Дозировка фосфатов натрия при различной карбонатной жесткости питательной воды

Присосы охлаждающей воды в конденсаторах турбин приводят к образованию в питательной воде солей карбонатной жесткости, а попадание последних в котлы приводит в свою очередь к образованию в них эквивалентных количеств едкого натра. Зная карбонатную жесткость питательной воды и кратность ее испарения в котле, можно также узнать количество три- и двунатрийфосфата, которое одновременно следует вводить для поддерживания режима чисто фосфатной щелочности.

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

При выборе метода целесообразно учитывать экономически обоснованную кратность испарения воды в оборотной системе /Ср и соответствующую ей предельную карбонатную жесткость оборотной (циркуляционной) воды.

Таким образом, снижая карбонатную жесткость добавочной воды, можно обеспечить безнакипный и беспродувочный режим работы СОО. Однако если при этом снижается только карбонатная жесткость, а солесодержание добавочной воды остается неиз-

Соответствующие эксперименты показали, что в оборотных системах охлаждения циркулирующая вода даже при отсутствии в ней заметных количеств свободной углекислоты имеет значительную карбонатную жесткость, устойчиво сохраняющуюся неопределенно долгое время. Величина этой «равновесной» остаточной карбонатной жесткости воды, не содержащей органических веществ и некарбонатную жесткость, при температуре 40 — 45° С составляет ~3 мг-экв/л; некарбонатная (кальциевая) жесткость понижает эту величину, а органические вещества — сильно увеличивают. Эта предельная (стабильная) карбонатная жесткость Жпр оборотной воды может быть определена по составу и температуре последней на основании опытных данных.

веряют путем сравнения величин С1ЦИрк/С1доб и ЖкИрк/Жк°б, где индексы означают концентрацию хлоридов и карбонатную жесткость соответственно

того, понижает карбонатную жесткость воды, превращая бикарбонаты в сульфаты.

Следует отметить, что обработка охлаждающей воды дымовыми газами повышает ее агрессивность по отношению к металлу (особенно при сильной минерализации воды), а также к бетону. Положение осложняется еще и тем, что необходимая концентрация свободной углекислоты сильно зависит от температуры. Если поддерживать углекислот-но-кальциевое равновесие в соответствии с температурой воды, поступающей в конденсатор, то на выходе из него система будет неравновесной и возможно будет выпадение накипи. При дозировке ССЬ по температуре воды на выходе из конденсатора вода будет агрессивной на входе BjHero. Поэтому целесообразно применять рекарбонизацию при малой минерализации охлаждающей воды, поддерживать в системе охлаждения некоторый недостаток свободной углекислоты и ограничивать карбонатную жесткость циркуляционной воды.

При подкислении воды для систем охлаждения карбонатную жесткость добавочной воды снижают до такой величины, чтобы после упаривания воды в системе она не превышала допустимой карбонатной жесткости Жпр. Наличие остаточной карбонатной жесткости Жост предохраняет от перекисления воды и связанной с этим коррозии конструкционных материалов:

При помощи гексаметафосфата можно стабилизировать карбонатную жесткость циркуляционной воды Жпр на уровне 3,6 — 7,5 мг-экв/л в зависимости от состава воды. При этом в большинстве случаев необходимо ограничивать степень упаривания воды в системе с помощью продувки. С течением времени стабилизирующие свойства гексаметафосфата, введенного в охлаждающую воду, теряются в результате гидролиза его [(NaPOs)6 + бРЬО — QNaHzPO*], связывания образовавшегося при этом ортофосфата кальцием и выпадения продуктов этой реакции в виде фосфатного шлама. Вследствие этого требуется непрерывное дозирование данного реагента в охлаждающую воду. Расход реагента не поддается теоретическому расчету; обычная дозировка 2,0— 2,5 мг/л. Увеличение размеров дозирования обычно бесполезно и нежелательно, так как, не улучшая эффекта стабилизации воды, оно вызывает усиление шламообразования. Дозируемый раствор гексаметафосфата натрия должен иметь концентрацию не больше 0,1% во избежание усиленного выпадения шлама в месте ввода реагента.

При увеличении карбонатной жесткости добавочной воды размеры продувки согласно уравнению (9-13) возрастают и при Жк + 0,1ЖНК =„6>4^ 68 могут стать равными бесконечности. Поэтому для вод с высокой карбонатной жесткостью целесообразно обрабатывать воду комбинированным способом — подкислением и фосфатированием, что позволяет сократить расход кислоты и обеспечить безнакипное состояние системы охлаждения при практически любой карбонатной жесткости добавочной воды. Дозированием кислоты при этом карбонатную жесткость снижают до величины, стабилизируемой фосфатом.