книги из ГПНТБ / Говерт А.А. Водоподготовка для локомобилей

При вводе соды реакции идут по формулам (42). Вводимые реагенты — известь и сода — взаимодей­

ствуют друг с другом, в результате чего образуется едкий натр, который также участвует в реакциях осаждения.

Необходимое количество реагентов при известково-со­ довом водоумягчевии можно подсчитать по формулам':

СаО =;28 (Жк + Ж Ме+ С03 + ?к + 0,35) [г/м3], (50)

мг-экв/л;

Жме — магниевая жесткость исходной воды, мг-экв/л;

С03 — содержание углекислоты в исходной воде,

мг-экв/л;

9 К— доза коагулянта (в случае, если умягчение

сочетается с коагулированием), мг-экв/л; 0,35 — избыток окиси кальция (СаО), мг-экв/л;

28 — эквивалентный вес окиси кальция;

При вычислении потребного количества реагентов не­ обходимо учитывать, что техническая известь (по ГОСТ

боната натрия.

Принципиальная схема известково-содовой установки показана на рис. 39.

Преимуществом известково-содового способа водоумягчения является широкий диапазон применимости его для очень жестких вод с большой карбонатной и некарбонат­ ной жесткостью. Наряду с этим способ имеет много недо­ статков: оборудование громоздко, требуется подогрев во­ ды, значительны затраты по сооружению и эксплуатации; как -правило, требуются специальное обслуживание и боль­ шой расход водьи на собственные нужды. Кроме того, при

№

Рис. 39. Схема известково-содовой установки.

/ — водораспределитель; 2—подогреватель; 3—смесительный желоб; 4—отстойник;

известково-содовом способе щелочность умягченной воды получается довольно значительной (1—1,8 мг-экв/л), что влечет за собой повышенную продувку локомобильных котлов,

ГЛАВА ПЯТАЯ

МЕТОДЫ в н у т р и к о т л о в о й водоподготовки

19. СУЩНОСТЬ ВНУТРИКОТЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ

Внутрикотловая водоподготовка в стационарных локо­ мобилях может осуществляться путем ввода в котел хими­ ческих реагентов и органических коллоидов, применения вшутрикотловых термоумягчителей, сочетания обоих этих способов, а также при помощи ультразвуковых аппаратов.

Сущность метода внутрикотловой термохимической во­ доподготовки заключается в том, что под воздействием вводимых химических реагентов и высокой температуры котловой воды значительная часть накипеобразователей

часть котла, и удаляемого с продувкой. Остаточная жесткость котловой воды в этом случае составляет около

0,07—0,18 мг-экв/л.

В качестве химических реагентов для внутрикотловой химводоподготовки можно применять едкий натр, кальци­ нированную соду, трштатрийфоефат, вытяжки из древесной золы, отбросы производства щелочных реагентов, кремне­ кислую соду, нашатырь и др. Наибольшее распространение получили кальцинированная сода, едкий натр и тринатрий-

углей и торфа и др.) из расчета 5—7 г на 1 м3 питатель­ ной воды.

При вводе в котел едкого натра реакции описываются формулами (42) и (43).

Осаждение кальциевых солей некарбонатной жесткости осуществляется кальцинированной содой, образовавшейся в результате взаимодействия едкого натра с солями кар­ бонатной жесткости.

Получающаяся в результате взаимодействия едкого нат­ ра с солями карбонатной жесткости сода гидролизуется с образованием едкого натра, поэтому при внутрикотловой химводоподготовке расход щелочи предусматривается только для осаждения солей некарбонатной жесткости ис­ ходной воды.

При вводе в котел тринатрийфосфата реакции идут по

114

Образовавшиеся при этих реакциях кальцинировавшая сода и едкий натр также участвуют в осаждении пакииеобразователей, а фосфат магния и фосфат кальция придают текучесть шламу.

Если карбонатная жесткость исходной водьи меньше по­ ловины ее общей жесткости, то применять для водоподго­ товки один только едкий натр может быть недостаточно, так как образующейся соды будет нехватать для осажде­ ния кальциевой некарбонатной жесткости, и поэтому для водоподготовки применяют соду или же ее смесь с едким натром. Только один едкий натр можно применять, если карбонатная жесткость воды больше половины ее общей жесткости.

На практике для химводоподготовки получила распро­ странение смесь химических реагентов, состоящая из кау­ стической и кальцинированной соды и тринатрийфосфата, который добавляется из расчета 20 г на 1 мг на 1 мг-экв/л некарбонатной жесткости воды для обеспечения текучести шлама и снижения остаточной жесткости водьи до 0 ,1 —• 0,04 мг-экв/л.

Получающаяся при внутрикотловой химводоподготовке повышенная щелочность котловой воды служит одновре­ менно и для предотвращения коррозии котельного металла. При проведении внутрикотловой химводоподготовки надо учитывать, что в котле устанавливается определенное со­

Осуществление режима внутрикотловой химводоподгоговки при давлении пара в котле выше 13—15 ати считает­ ся нецелесообразным, так как с повышением давления сни­ жается карбонатная составляющая общей щелочности кот­ ловой воды и эффективность водоподготовки резко падает.

В связи с тем, что карбонатная щелочность котловой во­ ды! расходуется на осаждение .кальциевых солей некарбо­ натной жесткости, а гидратная щелочность осаждает маг­ ниевые соли некарбонатнюй жесткости, для полного осаждения накипеобразователей необходимо, чтобы гидрат­ ная щелочность котловой воды соответствовала магниевой некарбонатной жесткости, а карбонатная щелочность — кальциевой некарбонатнюй жесткости питательной воды. Такое соответствие практически получается не всегда, по­ этому иногда (даже при выдерживании необходимой нор­ мы щелочности котловой воды) нарушается нормальный процесс осаждения в шлам солей жесткости и в котле про­ исходит образование накипи.

Внутрикотловая химводоподготовка может осущеставляться коррекционным или антинакипными способами.

чества исходной воды. Когда расход химических реагентов по расчету получается слишком большим, применяют анти-

в котел в количествах, меньших, чем требуется по расчету. При антивакипном способе полностью безнакипный режим работы котла не обеспечивается, однако этот способ в ря­ де случаев целесообразно .применять, так как он значитель­ но снижает накипеобразование при небольшом расходе ре­ агентов, обеспечивается текучесть шлама, предотвращает­ ся межкристаллитная коррозия котельного металла, а солесодержание и шламосодержание котловой воды полу­ чаются ниже, чем при коррекционном способе.

Для приготовления антинакипинов используют едкий натр, кальцинированную соду, тринатрийфосфат, щелочные вытяжки из бурого угля и торфа, дубовый экстракт, танниды!, сульфитцеллюлозпый щелок, кукурузный крахмал (придает текучесть шламу и предотвращает коррозию) и др.

Нельзя применять какие-либо антинакипивы неизвест­ ного состава или другие непроверенные средства против накипеобразования; смазывание поверхности нагрева кот­ ла с водяной стороны нефтью, крахмалом, графитом, сме­ шанным с маслом, керосином и другими веществами, мо­ жет вызвать увеличение накипеобразования. Реагенты и антинакипины надо применять на основе данных анализа исходной воды и рекомендаций специалистов.

116

20. РАСЧЕТ РАСХОДА РЕАГЕНТОВ

Подсчет потребного количества химических реагентов при внутрикотловой хим'водоподготовке можно разбить на два этапа: сначала подсчитывается расход реагентов, не­ обходимых для установления нормативной щелочности кот­ ловой водьи, затем определяется расход реагентов при экс­ плуатационном режиме. Первоначально вводимая доза ще­ лочности определяется по формуле

(53)

где ф — эквивалентный вес;

е— степень чистоты технического продукта:

—некарбонатная жесткость котловой воды, мг-экв/л;

—норма щелочности котловой воды, мг-экв/л;

VB— водяной объем котла, м*.

Корректировочная доза щелочи, которую необходимо добавлять в котел, если норма щелочности в нем не до­ стигнута после первого ввода, определяется по формуле

где Ш/ в -■-щелочность пробы котловой воды, мг-экв/л;

остальные обозначения те же, что и в фор­ муле (53).

При эксплуатационном режиме для коррекционного способа водоподготовки расчет потребного количества реагентов при условии расходования их на осаждение солей некарбонатной жесткости и восполнение щелочей, унесенных с продувочной водой и паром, производится по формуле

мг-экв/л-,

Щка — общая щелочность котловой воды, мг-экв/л; Щ п— общая щелочность пара, мг-экв/л;

Р— размер продувки в процентах паропроизводительности котла;

117

1 мг-экв/л некарбонатной жесткости воды; передозировка тринатрийфосфата может вызывать .вспенивание котловой воды.

Для вод с. жесткостью выше 10 мг-экв/л дозы ангтинакипинов устанавливаются наладочными организациями.

При питании локомобилей кислыми тумусовьпми водами внутрикотловая химводоподготовка должна осуществлять­ ся .путем ввода только тринатрийфосфата из расчета 75— 85 г/г; при этом щелочность котловой воды должна под­ держиваться в пределах 3— 6 мг-экв/л, а содержание фос­ фатов (Р2О5) —■не более 150 мг/л.

Если котлы локомобилей питаются водами с содержа­ нием кремниевой кислоты (речные воды), то для предот­ вращения силикатной накипи необходимо поддерживать в котловой воде некоторый избыток гидрат,ной щелочности. Избыток едкого натра необходим также и при осаждении магниевых солей для поддержания pH в пределах 9,5—10,5, благодаря чему обеспечивается хорошее выпадение солей.

Для ориентировки при подборе антинакипинных смесей можно пользоваться табл. 9.

Надо учитывать, что приведенные выше данные по оп­ ределению расхода реагентов пригодны для случаев пита­ ния котлов локомобилей нещелочными водами; при пита­ нии же их природными щелочными водами реагенты и антинакипины или совсем не применяются, или применяются в меньших количествах, чем требуется по расчетам (в за­ висимости от щелочности исходной воды).

Как указывалось выше, при внутрикотловой химводо­ подготовке дозирование реагентов производится только из расчета осаждения в шлам солей некарбонатной жестко­ сти. В связи с этим приходится отметить, что во многих по­ собиях и руководствах по эксплуатации локомобилей дают­ ся таблицы с дозами реагентов и антинакипинов в зависи­ мости только от общей жесткости питательной воды.

Неправильность таких рекомендаций усугубляется еще и тем, что они не учитывают соотношения кальциевой и магниевой некарбонатной жесткости исходной воды и ча­ сто не увязывают дозировку реагентов с необходимым раз­ мером и способом продувки локомобильных котлов.

Правильный подбор необходимого количества реаген-

118

Т а б л и ц а 9

Подбор смесей реагентов для внутрикотловой термохими­ ческой водоподготовки

тов для осаждения накипеобразователей и определение ре­ жима продувок являются решающими факторами в осуще­ ствлении внутрикотловой химводоподготовки, так как при недостаточной щелочности котловой воды возможны накипео'бразование в котле и коррозия котельного металла, а избыток щелочи приведет к перерасходу реагентов, ухуд­ шению качества шара, вспениванию котловой воды и межкрнсталлитной коррозии.

В случаях, когда наблюдается изменение жесткости ис­ ходной водьи, дозу реагентов и антинакипинов необходимо корректировать.

Подсчет необходимой дозьп реагентов и антинакипинов должен непременно сочетаться с выбором рационального размера продувки, так как при недостаточном размере про­ дувки будет происходить накопление шлама в котле.

1! 9

21. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ДОЗИРОВАНИЕ РЕАГЕНТОВ

Приготовление и хранение реагентов должны осуще­ ствляться в отдельной комнате персоналом локомобильной станции, предварительно обученным обращению с химиче­ скими реагентами. Для растворов каустической и кальци­ нированной соды, а также органического коллоида следует иметь отдельные баки емкостью по 0,1—0,2 лг3. Кроме тото, .необходимо иметь общий реагентный бак, рассчитан­ ный на хранение 2—3-дневного запаса раствора реагентов (но не менее суточного запаса).

К реагентным бакам должны быть подведены линия внутреннего водопровода и паропровод для подогрева воды и раствора реагентов; каждый бак должен иметь приспо­ собление для перемешивания раствора и кран для опорож­ нения. Концентрацию растворов реагентов выбирают в за­ висимости от жесткости питательной водьп, паропроизводительности котла и удобства дозирования. Обычно раство­ ры имеют следующие концентрации: едкий натр — 200— 250 г/л, кальцинированная сода— 125—150 г/л и органи­ ческий коллоид — 250—300 г/л.

Растворы готовят в отдельных баках, после чего слидают их в общий реагентный бак. Каустичеокую соду сна­ чала засыпают в бак, затем заливают водой и хорошо пе­ ремешивают; при приготовлении раствора кальцинирован­ ной соды сначала в бак наливают подогретую до 70—80° С воду (на 3Д емкости), затем засыпают соду при постоян­ ном помешивании до полного растворения, после чего бак доливают до полной емкости. Для получения раствора сульфитцеллюлозного щелока в бак сначала засыпают из­ мельченный реагент, затем наливают воду, подогревают ее до температуры 70—80° С и перемешивают до тех пор, по­ ка реагент не растворится полностью. Раствор дубового экстракта готовят после предварительного измельчения его. Для приготовления антинакипинного раствора трипатрийфосфат засыпают в общий реагентный бак и доливают к нему приготовленные растворы! каустической и кальци­ нированной содьи и органического коллоида.

В связи с тем, что растворы реагентов при замерзании портятся, их надо хранить в теплом помещении при тем­ пературе не ниже +5° С. Надо учитывать, что водные рас­ творы каустической содьт и дубового экстракта поражают глаза, кожные покровы и разъедают одежду; поэтому при обращении с ними необходимо соблюдать все меры пред-

130