Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка ОХТ.doc
Скачиваний:
364
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
758.27 Кб
Скачать

2.2. Качество воды и требования к ней

В 1 л воды, как правило, содержится около 1 г солей. В морской воде их значительно больше – от 5 гл до 35 гл. Пресные и морские воды различаются по суммарному содержанию солей, а также соотношением в них хлоридов, сульфатов и карбонатов. Речные воды делятся на маломинерализованные (до 200 мгл), среднеминерализованные (200–500 мгл) и повышенной минерализации (свыше 1000 мгл). Наряду с солями, вода содержит некоторое количество сложных природных органических соединений – гумусовых веществ. Содержание этих примесей в речных водах 5–10 мгл, в озерных – до 150 мгл. В водах содержится значительное количество твердых взвесей, коллоидных веществ и примесей биологического характера (микроорганизмов, водорослей и др.).

Существует несколько классификаций примесей воды. Согласно наиболее известной и признанной классификации примесей по фазово-дисперсному составу (по Л.А. Кульскому), они делятся на следующие группы:

  1. вещества, которые образуют с водой взвеси, суспензии, эмульсии, – удаляются с использованием сил тяжести и адгезии;

  2. вещества в коллоидом состоянии и вирусы – удаляются окислением О2, О, Сl2, адсорбцией на золях Al(OH)3, Fe(OH)3;

  3. молекулярные растворы, образованные газами и органическими веществами, – удаляются окислением, десорбцией газов и легколетучих веществ, адсорбцией на золях, гелях, твердых сорбентах (уголь), экстракцией (углеводородами), биологической очисткой;

  4. ионные растворы (растворы солей, кислот и щелочей) – удаляются переводом в труднорастворимые соединения, ионным обменом, перегонкой, экстракцией, вымораживанием, электродиализом или электроосмосом.

Содержание растворенного кислорода в воде определяется ее температурой и реакциями, протекающими в водной среде: фотосинтеза (содержание кислорода увеличивается) и окисления органических соединений – химического и микробиологического (содержание кислорода уменьшается).

В зависимости от состава вод меняется рН. Для рек и озер этот показатель колеблется в пределах 5,0–8,5.

Содержание различных примесей, как растворенных, так и находящихся в виде взвеси в природных водах, обуславливает образование отложений, накипи и шлама на поверхностях теплообменной аппаратуры и парогенераторов, что приводит к их коррозии и ухудшению теплообмена. В условиях работы оборотных систем водоснабжения многократный нагрев воды до 40–45С и охлаждение ее в вентиляторных градирнях ведет к потерям диоксида углерода и отложению на поверхностях теплообменников и трубопроводов карбонатов кальция и магния в соответствии со следующими реакциями:

Са(HCO3)2 → CaСО3 + СО2 + Н2О;

Mg(HCO3)2 → MgСО3 + СО2 + Н2О.

Во избежание этого в производственных циклах используется специально подготовленная подпиточная вода, качество которой должно удовлетворять определенным техническим требованиям. Для примера в табл. 1 указаны основные показатели качества воды, используемой для охлаждения продуктов в теплообменных аппаратах в некоторых отраслях промышленности.

Табл. 1. Показатели качества воды в системах охлаждения

Показатели качества

Рекомендуемые величины

в России

в США

ВНИИ

Водгео

азотная промыш-ленность

хлорная промышленность

Температура, С

25–40

28–30

25–30

Жесткость, ммоль  эквл:

общая

карбонатная

 7

 2,5

1,5–2,5

1,5–2,5

5,5

 3

2,5–5,0

Щелочность, ммоль  эквл

3–4

2–4

2,5

Общее содержание солей, мгл

1300–2000

1200

800–1200

500

Окисляемость перманганатная, мг О2л

 20

 15

8–10

Химическое потребление кислорода, мг О2л

 200

70

75

Содержание, мгл:

взвешенных веществ

масел и маслообразующих веществ

поверхностно-активных веществ (ПАВ)

анионов Сl- (хлоридов)

анионов SO42- (сульфатов)

анионов РО43- (фосфатов)

соединений азота в пересчете на ионы тяжелых металлов

растворенного кислорода

остаточного активного хлора

 50

 20

не нормир.

150–300

350–500

6

до 1,0

20–30

0,3

0

до 350

 500

 6

 2,4

10–20

0

0

150–300

350–500

1,5–9,0

0,12–2,64

6–8

до 1,0

5

500

200

рН

6,5–8,5

6,5–8,5

6,5–8,5

6,5–8,5

Требования к питательной воде паровых котлов (парогенераторов) энерготехнологических процессов обусловлены необходимостью предотвращения накипеобразования и коррозии поверхностей нагрева. К основным показателям качества питательной воды относятся: значение рН, общая жесткость, содержание кремниевой кислоты, растворенного кислорода, свободной углекислоты, железа, меди и других соединений. Качество питательной воды зависит от параметров генерируемого водяного пара.

Требования к воде, используемой в качестве реагента, экстрагента, абсорбента и т. д., связаны с особенностями проводимых процессов и указываются в технологических регламентах конкретных химических производств.

Питьевая вода в соответствии с ГОСТ 2874 должна содержать не более чем: бактерии – 100 штл; свободного хлора – 0,3 мгл; рН – 6,8–7,3; жесткости – 7 ммоль  эквл; солесодержание – менее 1 гл; кроме этого ограничено количество тяжелых (Мо, W, Cr), легких (Ве, Al), радиоактивных (Sr, Ra) и ядовитых (As, Ta) элементов. Вода должна быть прозрачной, без цвета и не иметь запаха.

Для большинства производств основным показателем служит жесткость воды, обусловленная присутствием в ней солей кальция и магния. Жесткость выражается в ммоль  экв/л ионов Са и Mg. Различают три вида жесткости: временную, постоянную и общую.

Временная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Эти соли сравнительно легко удаляются из воды кипячением за счет образования нерастворимых средних и основных солей, которые выпадают в виде плотного осадка (накипи), согласно следующим химическим реакциям:

Са(НСО3)2 = СаСО3 + Н2О + СО2;

2Mg(НСО3)2 = MgСО3  Mg(OH)2 + Н2О + 3СО2.

Постоянная жесткость обусловлена присутствием в воде хлоридов, сульфатов, нитратов кальция и магния. Эти соли при кипячении из воды не удаляются.

Временная и постоянная жесткости в сумме дают общую жесткость.

Природные воды по жесткости классифицируются следующим образом (ммоль  экв/л ионов Са и Mg): очень мягкая – 0,5–1,5; мягкая – 1,5–3,0; средняя – 3,0–6,0; жесткая – 6,0–10,0; очень жесткая – более 10,0.

Окисляемость воды характеризуется присутствием в воде органических примесей и выражается в милимолях кислорода, который расходуется на окисление веществ, находящихся в 1 л воды.

Природную воду перед использованием в производстве подвергают очистке различными методами в зависимости от характера примесей и требований, предъявляемых к воде.