Ионный состав воды

Катионы	Анионы
Водород Н+ Натрий Na+ Калий К+ Аммоний NH Кальций Са Магний Mg Железо двухвалентное Fe Железо трехвалентное Fe Алюминий Al Медь Cu	Гидроксильный ОН – Бикарбонатный НСО Карбонатный СО Нитритный NO Нитратный NO Хлоридный Cl – Фторидный F Сульфатный SO Cиликатный SiO Ортофосфатный РО Гидросульфидный HS

В водах энергетических объектов могут присутствовать ионы, приведенные в таблице 8.1.

В природных водах обычно содержатся катионы К,Mg,Nа, и анионы НСО,SO, Cl, реже NH, FeиNO, NO и HS.

Соединения трехвалентного железа встречаются в поверхностных водах, они находятся в коллоидном состоянии.

Наличие в природных водах соединений азота, а именно ионов аммония(NH), нитритов (NO), и нитратов (NO), указывает на загрязнение источника водоснабжения хозяйственно-бытовыми стоками.

Химически чистая вода является очень слабым электролитом, только одна из десяти миллионов молекул диссоциирует на ионы на Ни ОН: Н₂О ↔ Ни ОН.

Двухвалентное железо встречается в подземных водах в виде бикарбонатов Fe(НСО₃)₂.

Отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, называемый водородным показателем рН, для химически чистой воды равен 7 (рН = – lg[Н]). В зависимости от значения рН водного раствора оценивают реакцию среды:

Реакция среды Значение

рН

Кислая · · · · · · · · 1–3

Слабокислая · · · · · · · 4–6

Нейтральная · · · · · · · 7

Слабощелочная · · · · · · 8–10

Щелочная · · · · · · · 11–14

Вода для питьевых целей имеет рН=6,5–9,0 (ГОСТ 2874-82).

Растворенные газы

Для вод, используемых для энергетических целей, важное значение имеют растворенные в воде газы: кислород, углекислота, сероводород, аммиак.

Кислород поступает в воду из воздуха , где его содержится около 21%. Концентрация кислорода в поверхностных водах близка к значению его растворимости при данной температуре и давлении. Растворимость кислорода при контакте с воздухом при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. следующая:

Температура, ^о С ∙ · ∙ 0 10 20 25 90 100

Содержание О_2, мг/л ∙ · ∙ 14,6 11,3 9,1 8,3 1,6 0

Основным источником поступления в воду углекислоты (содержание СО₂ в воздухе невелико – всего 0,04%) являются биохимические процессы разложения органических веществ в природе.

Растворяясь в воде, СО₂ реагирует с водой, образуя гидратированную форму Н₂СО₃.

СО₂ + Н₂О ↔ Н₂СО₃

При анализе воды определяется суммарная концентрация обеих форм углекислоты. Когда природная вода не является насыщенным раствором по СаСО₃ и при этом содержит СО₂ , вышеприведенная реакция протекает слева направо:

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О ↔ Са(НСО₃)₂,

т.е. идет процесс растворения карбоната кальция при контакте воды, например с известковыми породами или с бетонными сооружениями. Когда природная вода является стабильной, т.е. насыщенным раствором по СаСО₃ , реакция не протекает.

Содержание в воде углекислоты определяется аналитически.

Для паровых котлов общая щелочность и сухой остаток питательной воды не нормируются. Они обусловливаются выбранными методами обработки в соответствии с допустимыми размерами продувки котлов и качеством исходной воды (табл.8.2).

Для неэкранированных котлов паропроизводительностью менее 0,7 т/ч и давлением пара до 1,4 МПа, работающих на твердом топливе, допускается внутрикотловая обработка воды. В этих случаях жесткость питательной воды не должна превышать 3 мг-экв/л.

Качество насыщенного и перегретого пара должно отвечать нормам, приведенным в табл.8.3.

При эксплуатации паровых котлов и при выборе схем водоподготовки качество котловой (продувочной воды) нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку) (см. табл.8.4). Допустимое солесодержание устанавливается заводом - изготовителем в зависимости от конструкции сепарационных устройств, которыми оборудован котел.

По данным Бийского котельного завода, солесодержание котловой воды в котлах с одноступенчатым испарением не должно превышать 3000 (котел с пароперегревателем) и 1500мг/л ( котел без пароперегревателя), а в котлах с двухступечатым испарением и выносными ступенями – 1500 в первой ступени испарения и 6000–10000 мг/л во второй ступени испарения.

Таблица 8.2