Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Водоподготовка

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
16.05.2024
Размер:
2.98 Mб
Скачать

Пусть концентрация

 

171

 

С

= x моль/дм3

= 1000x мг-экв/дм3,

 

HCO

 

 

3

 

тогда

C

2

 

CO

 

3

=

5,61 10

11

x

 

 

6,312 10

11

0,643

 

 

= 1,382 x моль/дм3.

его

Рассчитывается концентрация осаждения в форме CaCO 3 :

Ca

2

 

конечного раствора с учѐтом

CaCO 3

осадок

Ca

2

2

 

+ CO3

раствор

ПРCaCO3

а

Сa

2

 

 

а

2

 

CO

 

3

= 4,8 10 9 , t = 25 С ,

 

 

 

ПР

 

 

 

 

 

CaCO

а

 

2

 

 

3

Ca

а

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO

 

 

 

 

 

3

 

=

ПР

 

 

 

 

CaCO

 

 

 

 

3

C

2

 

f

2

 

CO

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4,8 10

9

 

 

1,382

x 0,643

 

=

5,402 10

9

 

x

 

моль/дм3 =

=

1,080 10

5

 

x

 

мг-экв/дм3.

C

Ca

2

 

 

=

а

Ca

2

 

 

 

f

 

 

2

=

1,080 10

5

 

x 0,643

= 1,680 10 5 мг-экв/дм3. x

Чтобы найти концентрацию

 

,

HCO3

электронейтральности конечного раствора. Уравнение электронейтральности:

составляем уравнение

Kt кон Anкон .

C кон С кон

С кон

С кон

H

Ca 2

Mg 2

Na

C

кон

 

 

 

HCO

 

3

C

кон

 

2

 

 

SO

 

 

4

 

C

кон

С

кон

 

Cl

 

2

 

 

 

 

 

 

CO

 

 

 

 

 

3

 

С

кон

 

OH

 

 

 

 

.

172

Концентрация катионов, мг-экв/дм3

 

кон

 

 

1,680 10

5

C

=

 

 

 

 

Ca

2

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

кон

 

= 0,540

 

 

Mg

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

кон

= 0,3

 

 

 

 

 

Na

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cкон

= 6,312 10 3

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Концентрация анионов, мг-экв/дм3

 

 

 

 

C

кон

 

= 3,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

SO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

C

кон

= 0,2

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

кон

= 0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

кон

 

 

= 1000 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HCO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

С

кон

 

= 1,382∙2 1000 x=2764 x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1,680 10

5

 

x

 

+ 0,540 + 0,3 + 6,312

10

3

 

= 1000x + 3,1 + 0,2 + 0,2 + 2764x,

3764

x

2

 

+ 2,66x

1,680

10

5

 

= 0,

D = 7,097 + 0,255 = 7,352 > 0,

x =

C

 

 

HCO

 

3

=

2,660 2,707 2 3764

= 0,0477560

= 6,243

10

6

 

моль/дм3 =

= 6,243

10

3

 

мг-экв/дм3,

C

кон

 

Ca

2

 

 

 

 

 

=

1,680 10

5

 

6,243 10

6

 

= 2,691 мг-экв/дм3 = 1,346

10

3

 

моль/дм3,

C

кон

 

2

 

 

CO

 

 

3

 

= 1,382·2000·6,243

10

6

 

= 0,01726 мг-экв/дм3 = 8,628

10

6

 

моль/дм3.

Правильность нахождения концентраций проверяется по квадратному уравнению через уравнение электронейтральности:

 

 

 

 

 

Kt An,

Kt = C

Na

C

Ca

2 C

Mg

2 =0,3 + 2,697 + 0,540 = 3,531 мг-экв/дм3,

 

 

 

 

173

An

=

C

HCO

C

2 C

Cl

C

OH

 

 

3

SO

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

2-

 

CO

 

3

= 6,243

10

3

 

+ 3,1+ 0,2 +

+ 0,2 + 1,726

10 2

= 3,524 мг-экв/дм3.

Ошибка электронейтральности равна:

кон

=

Kt

Kt

An

An

100 % =

3,531

3,524

100 % =

0,007

100 % =

3,531

3,524

7,055

 

 

 

= 0,099 % < 1.

Следовательно, расчѐт конечного раствора произведѐн правильно.

13. Ионная сила конечного раствора.

Полный расчѐт для конечного раствора (известково-коагулированный раствор):

1 n

кон 2 i 1

μкон 12 (CCa 2 22 СH 12 СMg 2 22 CNa 12 СHCO3 12Ci zi2 .

CCO32 22 CCl 12 CSO24 22 COH 12 ) 12 (1,346 10 3 4

6,312 10 11 1 2,70 10 4 4 0,3 10 3 1 6,243 10 6 1 8,628 10 6 4

0,2 10 3 1 1,55 10 3 4 0,2 10 3 1) 6,702 10 3 моль/дм 3 .

14. Рассчитаем коэффициент активности и делаем повторный расчѐт для конечного раствора.

lg f = 0,5 z2 ; 1

174

для одноразрядных ионов:

 

0,5

2

 

6,702

10

3

lg f1

1

 

= – 0,0359,

1

 

6,702 10

3

 

 

 

 

 

 

 

для двухразрядных ионов:

 

0,5 2

2

 

6,702

10

3

lg f2

 

= – 0,145,

1

6,702 10

3

 

 

 

 

 

f

10

0,0359

0,921;

 

1

 

 

 

f

2

10

0,145

0,717;

 

 

 

 

 

для трѐхразрядных ионов:

 

 

 

0,5

2

 

6,702

10

3

lg f

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1

 

6,702 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= – 0,324,

f3 10 0,324 0,474.

 

 

 

 

 

15. Концентрацию

 

 

 

+

 

 

 

 

 

OH

 

, протона Н и рН обрабатываемой воды:

a

OH

 

 

f1

С

 

0,921 0,2 = 0,1842 мг-экв/дм3 = 1,82 10 4 моль/дм3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

w

 

 

 

 

10

14

= 5,429 10 11 моль/дм3 = 5,429 10 8 мг-экв/дм3.

a

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

H

 

a

 

 

1,82 10

4

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pH lg a

H

= lg(5,429 10 11) = 10,265;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

H

 

 

 

5,429 10

11

= 5,895 10 11 моль/дм3 = 5,895 10 8 мг-

 

 

 

C

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

f1

 

0,921

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

экв/дм3.

16. Концентрация растворѐнных ионов железа в обрабатываемой воде:

 

 

 

ПРFe(OH)3

 

3,8 10

38

 

10

27

 

3

а

 

3 =

 

=

 

 

= 6,080

 

моль/дм

=

Fe

а3

(1,842 10 4 )3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

175

 

 

 

a

Fe

3

C

 

3

 

 

Fe

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

= 1,82

10

25

 

 

 

6,080 10

27

=

 

0,474

 

 

 

= 3,848 10 23

мг-экв/дм3.

= 1,283

10

26

 

мг-экв/дм3.

моль/дм3 =

17.

В результате известкования катиона Mg

2

образуется

 

Mg(OH) 2

, который выпадает на дно осветлителя в виде шлама:

осадок

Mg(OH) 2

осадок

Mg

2

+ 2OH

 

,

 

 

раствор

а

Mg

2

 

 

=

ПРMg(OH) 2

а2 OH

=

5,5 10

12

 

 

 

 

 

 

(1,842 10

4

)

2

 

 

= 1,621

10

4

 

моль/дм3,

C

кон

 

Mg

2

 

 

 

 

 

=

а

Mg

2

 

 

 

f

 

 

2

=

1,621 10

4

 

0,717

 

= 2,261 10 4 моль/дм3 = 0,452 мг-экв/дм3,

C

кон

 

исх

кон

Mg

2 = min(С

Mg

2 ; C

Mg

2

 

 

 

 

 

0,2261

10 3 моль/дм3)

) = min(0,691

 

= 0,2261

10

3

 

 

10 3

моль/дм3;

моль/дм3,

C

кон

 

Mg

2

 

 

 

 

 

=

C

исх

 

Mg

2

 

 

 

 

 

C

кон

 

Mg

2

 

 

 

 

 

= 0,691

10

3

 

0,2261

10

3

 

=

= 0,465

10

3

 

моль/дм3.

 

 

18. Концентрацию Cкон

раствора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HCO3

 

 

 

 

 

C

2

 

KHII

2CO3

СHCO3

=

5,61 10 11 СHCO3

= 1,327 C

моль/дм3.

 

 

 

f2

 

 

11

 

 

CO3

 

 

С

H

 

5,895 10

0,717

 

HCO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

176

 

 

 

 

 

Пусть концентрация C

 

= x моль/дм3 = 1000x

мг-экв/дм3:

 

 

 

 

 

 

 

HCO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

аCa 2

ПРCaCO

3

 

ПРCaCO

3

 

4,8 10

9

 

5,045

10

9

=

=

 

=

 

а

2

 

C

 

 

1,327 x 0,717

x

 

 

 

 

 

2 f2

 

 

 

 

 

CO3

 

 

 

 

CO3

 

 

 

 

 

 

 

 

дм3

моль /

C

Ca

2

 

 

=

а

Ca

2

 

 

 

f

 

 

2

=

5,045 10

9

 

x 0,717

=

7,036 10

9

 

x

 

моль/дм3 =

=

1,407 10

5

 

x

 

мг-экв/дм3.

По аналогии

C

кон

 

 

 

HCO

 

3

рассчитывается из уравнения электронейтральности:

Kt

кон

 

An

кон

 

.

C

кон

С

кон

С

кон

С

кон

H

 

Ca

2

Mg

2

Na

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

кон

 

C

кон

 

C

кон

С

кон

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

HCO

SO

Cl

CO

 

3

4

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

кон

 

 

OH

 

.

Концентрация катионов, мг-экв/дм3

 

кон

 

 

1,407 10

5

C

=

 

 

 

 

 

Ca

2

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

кон

 

= 0,452

 

 

 

Mg

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

кон

= 5,895∙10

8

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

кон

= 0,3

 

 

 

 

 

 

 

Na

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Концентрация анионов, мг-экв/дм3

C

кон

 

 

= 3,1

 

 

2

 

 

 

 

 

SO

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

C

кон

 

= 0,2

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

C

кон

= 0,2

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

Скон = 1000x

HCO3

Скон2 = 1,327∙2000 x

CO3

1,407 10 5

x

+0,452 + 5,895∙10 8 + 03 = 3,1+ 0,2 + 0,2 + 1000 x +

+1,327∙2000 x + 0,2.

177

3654

x

2

 

+ 2,748 1,407

10

5

 

= 0.

D = 7,551 + 0,206 = 7,757 > 0.

x =

С

кон

 

 

 

HCO

 

3

=

2,748 2,785 7308

= 5,063

10

6

 

моль/дм3,

С

кон

 

 

 

HCO

 

3

= 5,063

10

6

 

моль/дм3 = 5,063

10

3

 

мг-экв/дм3,

С

2-

 

CO

 

3

= 1,327 ·5,063

10

6

 

= 6,718

10

6

 

моль/дм3 = 1,344

10

2

 

мг-экв/дм3,

C

кон

 

Ca

2

 

 

 

 

 

=

1,407 10

5

 

5,063 10

6

 

= 2,779 мг-экв/дм3 = 1,389

10

3

 

моль/дм3.

19. Правильность нахождения концентрации проверяется по уравнению электронейтральности:

ΣKt

=

C

кон

С

кон

С

кон

С

кон

H

 

Ca

2

Mg

2

Na

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,96

10

8

 

+ 2,779 + 0,452 + 0,3 =

= 3,531 мг-экв/дм3,

ΣAn

=

C

кон

 

 

 

HCO

 

3

C

кон

 

C

кон

С

кон

 

 

2

 

 

 

 

2

 

SO

Cl

CO

4

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

кон

 

 

OH

 

= 5,063 10 3 + 3,1 + 0,2 +

+ 1,344

10

2

 

= 3,519 мг-экв/дм3,

=

Kt

Kt

 

An

An

100 % = 3,531 3,519 100 % = 0,17 % < 1.

3,531 3,519

Следовательно, расчѐт конечного раствора произведѐн правильно.

20. Показатели качества воды после предочистки.

Химический состав воды и изменение состава воды после предочистки указаны в табл. 3.

178

Таблица 3 Показатели качества воды и их изменение после предочистки

 

 

 

 

Содержание

Процентное

Химический состав

мг/дм3

мг-экв/дм3

моль/дм3

содержание, %

 

2

 

 

–3

 

Ca

55,67

2,779

1,389 · 10

45,4

 

 

Mg 2

5,49

0,452

0,226 · 10–3

67,3

Na

6,9

0,3

0,3 · 10–6

 

 

 

 

–3

–3

 

HCO

0,309

5,063 · 10

5,063 · 10

99,9

3

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

–3

 

 

148,8

3,1

1,55 · 10

–31,9

SO 4

 

 

 

 

 

 

Cl

 

7,1

0,2

0,2 · 10–3

SiO

2

6,12

40

3

 

 

 

 

 

 

 

Окисляемость, кг О2/дм3

5,95

30

Солесодержание

224,889

50

179

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Громогласов, А. А. Водоподготовка: Процессы и аппараты: учеб. пособие для вузов / А.А. Громогласов, А.С. Копылов, А.П. Пильщиков; под общ. ред. О.И. Мартыновой. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 272 с.

2. Кострикин, Ю. М. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления: справочник / Ю.М. Кострикин, Н.А. Мещерский, О.В. Коровина. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 254 с.

3. Вихрев, В. Ф. Водоподготовка: учебник для вузов / В.Ф. Вихрев, М.С. Шкроб; под ред. М.С. Шкроб. – Изд. 2-е перераб. и доп. – М.:

Энергегия, – 1973. 416с.

4.Методические указания по предотвращению образования минеральных и органических отложений в конденсаторах турбин и их очистке:. РД 34.22.501-87: утв. Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 28.12.87: ввод. в действие с 01.01.1988. – М.: СПО Союзтехэнерго, 1988.

5.Белоконова, А. Ф. Водно-химические режимы тепловых электростанций: научное издание / А.Ф. Белоконова. – М: Энергоатомиздат, 1985. – 248 с.

6.Бадалов, Б. Ш. Повторное использование стоков химобессоли-

вающих установок при подготовке подпиточной воды теплосети / Б.Ш. Бадалов. – Баку: Елм, 2009. –148 с.

7. Соколов, Э. Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов / Э.Я. Соколов. – 6-е изд., перераб. – М.: МЭИ, 1999. – 472 с.

8. Стерман, Л. С. Химические и термические методы обработки воды на ТЭС: учеб. пособие для вузов / Л.С. Стерман, В.Н. Покровский. – М.: Энергия, 1981. – 232 с.

9. Белан, Ф.И. Водоподготовка (расчеты, примеры, задачи) / Ф.И. Белан. –

М.: Энергия, 1980. – 256 с.

10. Предварительная очистка воды в схемах водоподготовки: учеб. пособие по дисциплинам «Водоподготовка», «Химико-технологические процессы, аппараты и режимы», по направлению «Теплоэнергетика» / А. В. Богловский, А. С. Копылов, В. Ф. Очков, и др. – М. : МЭИ, 2002. – 79 с.

11. Гребенок, В. Д. Обессоливание воды ионитами / В.Д. Гребенок,

А.А. Мазо. – М.: Химия, 1980. – 256 с.

12. Лившиц, О. В. Справочник по водоподготовки / О.В. Лившиц. – 2-е издание. – М.: Энергия, 1976. – 238 с.

13. Лапотышкина, Н. П. Водоподготовка и водно-химический режим тепловых сетей / Н.П. Лапотышкина, Р.П. Сазонов. – М.: Энергоиздат,

1982. – 200 с.

180

14.Нормы качества подпиточной и сетевой воды тепловых сетей. НР-34-70-051-83. – М.: СПО Соютехэнерго,1984.

15.Копылов, А. С. Водоподготовка в энергетике: учеб. пособие / А.С. Копылов, В. М. Лавыгин, В.Ф. Очков. – М.: МЭИ, 2003. – 309 с.

16. Кулешов, В. Н. Химический анализ в теплоэнергетике / В.Н. Кулешов, Ю.А. Морыганова, В.Л. Меньшикова и. др. – М.: МЭИ, 2004 – 128 с.

17. Применение антинакипинов и ингибиторов коррозии в системах теплоснабжения и оборотного охлаждения. Информация ВТИ // Промышленная энергетика. – 2006. – № 6.

18. Федосеев, Б. С. Обобщение опыта применения фосфорорганических антинакипинов и ингибиторов коррозии / Б.С. Федосеев, Ю.В. БалабанИрменин, А.М. Рубашов // Энергетик. – 2006. – № 3.

19.Резник, Я. О. О «Нехимических» методах обработки воды // Энергосбережение и водоподготовка, 2006. – № 5(43). – С. 13–15.

20.Николаева, Л. А. Водно-химические режимы теплоэнергетических объектов: учеб. пособие / Л.А. Николаева, М.Н. Котляр. – Казань: КГЭУ,

2011. – 167 с.

21. Цуканова, Т. В. Использование комплексных соединений при подготовке добавочной воды для оптимизации водно-химического режима водогрейных котлов и систем теплоснабжения: диссертация кандидата технических наук: 05.14.14: защищена 19.12.2007 / Татьяна Вячеславовна Цуканова. – М., 2007. – 127 с.

22. Гирфанов, А. А. Подготовка подпиточной воды для теплосети

методом микрофильтрации

на Казанской ТЭЦ-2 [Электронный ресурс]:

Режим

доступа:

rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=3024.

Дата обращения 1.11.2017.

 

23.Гужулев, Э. П. Водоподготовка и вводно-химические режимы

втеплоэнергетике: учеб. пособие / Э.П. Гужулев, В.В. Шалай, В.И. Гриценко, М.А. Таран. – Омск: ОмГТУ, 2005. – 384 с.

24.Особенности применения антинакипинов в системах теплоснабжения / Ю.В. Балабан-Ирменин, П.С. Суслов, ОАО Всероссийский теплотехнический институт (ВТИ) // Новости теплоснабжения. – 2011. – № 12. – С.42–44.

25.Сенатов, С. Современные органические фосфонаты – современный выбор водоподготовки тепловых сетей, возможность увеличения отпуска тепловой энергии / С. Сенатов // Теплоэнергетика. – № 3(50), август. – 2014. – С. 28–31.

Соседние файлы в предмете Водоподготовка