Обессоливание воды ионным обменом Основные сведения процесса обессоливания ионным обменом

Как указывалось ранее, метод ионного обмена применяется как для обессоливания воды с солесодержанием в них 2-3 г/л растворённых солей.

Однако в последнее время разработано несколько технологических схем обессоливания воды ионным обменом, расширяющих границы применения данного метода и делающих его конкурентно-способным с другими методами опреснения воды с солесодержанием 8-10 г/л.

При пропускании солёной воды через Н-катиониты происходит обмен катионов раствора на Н- ионы, а растворённые в воде соли превращаются в соответствующие кислоты, т.е. проходят следующие реакции:

RH + NaCl → RNa + HCl

2RH + Na₂SO₄ → 2RNa + H₂SO₄

2RH + Ca(HCO₃)₂ → 2RCa + 2CO₂↑ + 2H₂O

2RH + MgSO₄ → 2RMg + H₂SO₄

В этих реакциях символом [R] – обозначен практически не растворимый в воде сложный одновалентный комплекс катионита, играющий роль аниона.

Из выше приведённых реакций следует, что при фильтровании солёной воды через катионит карбонаты распадаются с выделением СО₂. В результате этого процесса:

• солесодержание воды снижается на величину, эквивалентную щёлочности воды (из реакции №3);

• исходя из остальных реакций видно, что вместо сернокислых и хлористых солей и нитратов в исходной воде в отфильтрованной образуются эквивалентные им количества сильных минеральных кислот.

Если теперь воду пропущенную через Н-катионит отфильтровать через гранулированный анионит, то при этом будет происходить сорбция анионов сильных кислот анионитом. Углекислота удаляется аэрацией. Т.е.:

[Aн]OH + HCl → [Aн]Cl + H₂O

OH^- форма

2[Aн]OH + H₂SO₄ → [Aн]₂SO₄ + 2H₂O

Если анионит находится в карбонатной или гидрокарбонатной форме, то проходят следующие реакции:

[Aн]2СО₃ + H₂SO₄ → [Aн]₂SO₄ + CO₂ + H₂O

[Aн]HCO₃ + HCl → [Aн]Cl + CO₂ +H₂O

В этих уравнениях символом [Ан] обозначен практически не растворимый в воде сложный органический комплекс А-та, играющий роль катиона.

Стабилизация воды для предотвращения коррозии металлических трубопроводов

На внутренних поверхностях Ме трубопроводов, на сварных швах, вследствие различного химического состава, посторонних включений, неодинаковой плотности Ме на различных участках , наличие напряжений участков, деформаций, а также ряда других причин возникает множество коррозионных гальванических микроэлементов в результате чего и происходит внутренняя коррозия трубопроводов.

Факторы влияющие на коррозию металла

Подразделяют на внутренние и внешние.

К внешним факторам относятся условия среды, в которой находится металл, химический состав воды, наличие в ней веществ, ускоряющих или замедляющих коррозию, температура, скорость движения воды относительно металла.

К внутренним факторам относятся химический состав и структура металла, наличие внутренних деформаций и др.

Рассмотрим влияние внешних факторов:

На скорость коррозии оказывает существенное влияние величина рН воды и содержание в воде растворённого О₂.

Сказанное подтверждается следующим графиком:

Из графика следует, что с увеличением в воде растворённого кислорода при одних и тех же значениях рН скорость коррозии увеличивается.

Кроме того, во всех случаях скорость коррозии резко увеличивается при понижении рН меньше 5-4 т.к. образуется рыхлая плёнка окислов, которая не препятствует коррозии.

В интервале рН = 5-9 скорость коррозии остаётся примерно постоянной и при рН = 10-12 резко замедляется, т.к. образуется в данном случае плёнка окислов, которая предохраняет металл от дальнейшей коррозии.

Растворённые соли, как правило, увеличивают коррозию вследствие увеличения электропроводности среды и усиления тока коррозионных микроэлементов – это с одной стороны, а с другой стороны растворённые соли уменьшают способность среды поглощать кислород, и, вследствие этого, скорость коррозии уменьшается.