Натрій-катіонування

При Na-катіонуванні відбувається пом′якшення початкової води до необхідної глибини. Звичайно для отримання води з достатньою жорсткістю 0,1 мг·екв/л застосовується одноступінчате Na-катіонування. Для отримання глибоко зм'якшеної води з достатньою жорсткістю не більш 0,02 мг·екв/л застосовується двохступінчате Na-катіонування. Лужність води при Na-катіонуванні не змінюється і залишається рівною початковій. Сухий залишок обробленої води при Na-катіонуванні визначається за формулою мг/л:

де – сухий залишок натрій-катіонуючої води, мг/л;

– сухий залишок холодної води, мг/л;

– кальцієва жорсткість початкової води, мг·екв/л;

– магнієва жорсткість початкової води, мг·екв/л.

Перерахунок аналізів води в мг/л на зміст речовин мг·екв/л ведеться за формулою:

де – концентрація даної речовини, мг/л;

– еквівалентна маса, одержана розподілом молекулярної маси речовини на його валентність в даній реакції.

Еквівалентні маси відповідно і – = 12,16; = 20,04.

Величина , і в курсовому проекті приймається з завдання.

Натрій-хлор-іонування

При Na-Cl-іонуванні крім зм'якшування початкової води до необхідної глибини відбувається зниження лужності. Зниження лужності доцільно вести до величини, допустимої нормами для даного випадку – 1-2 мг·екв/л.

Сухий залишок обробленої води при Na-Cl-іонуванні визначається за формулою, мг/л:

де – лужність початкової води, мг·екв/л;

– лужність обробленої води, мг·екв/л;

– концентрація в початковій воді сульфату іона, мг·екв/л.

Величини в курсовому проекті приймається з завдання, приймаємо за табл. 1.2. [5].

Водень-натрій-катіонування

При Н-Na-катіонуванні відбувається зниження жорсткості та лужності води. Глибина зм'якшування води при Н-Na-катіонування може бути рівною 0,1 мг·екв/л шляхом одноступінчатого катіонування або 0,02 мг·екв/л шляхом введення другого ступеня катіонування.

Найпоширеніше застосування одержала схема Н-Nа-катіонування з «голодною» регенерацією водень-катіонітних фільтрів. В цьому випадку залишкову лужність можна одержати 0,7–1,5 мг·екв/л.

Сухий залишок обробленої води при Н-Na-катіонування визначають за формулою, мг/л:

де – залишкова лужність обробленої води, мг·екв/л.

Аммоній-натрій-катіонування

При Na-NН₄-катіонуванні крім зм'якшування початкової води відбувається зниження «умовної» залишкової лужності води до 0,3-0,7 мг·екв/л (за рахунок розкладання NH₄HCO₃).

Сухий залишок Na-NН₄-катіонування не рекомендують застосовувати, якщо в початковій воді є солі постійної жорсткості ( ) і якщо є небезпека аміачної корозії (для обладнання з латуні і мідних сплавів).

Вибір схеми підготовки води

Основними критеріями вибору схем води для парогенераторів є величини продування (по сухому залишку), вміст вуглекислоти в парі і відносна лужність котельні води.

1. Розмір продування визначають по сухому залишку:

де – розмір продування по сухому залишку, %;

– частка обробленої води в живильній (з розрахунку теплової схеми);

– сухий залишок обробленої води, мг/л;

– сухий залишок котлової води парогенератора, мг/л; приймаємо за табл.1.

Рис. Залежність розкладання Na₂CO₃ від тиску в котлі.

Розрахункова величина продування парогенераторів тиском, меншим або рівнішим 1,4 МПа, не повинна перевищувати 10 %, для парогенераторів тиском 2 МПа – 7 %, для парогенераторів тиском до 4 МПа – 5 % паровиробництва.

2. Відносна лужність котлової води дорівнює відносній лужності обробленої води (розбавлення конденсатом і концентрування солей в парогенераторі величину відносної лужності не змінює) і визначається за формулою, %:

(2.5)

де

– відносна лужність котельні води, %;

– відносна лужність обробленої води, %;

40 – еквівалент NaОН;

– лужність обробленої води, мг·екв/л;

– сухий залишок обробленої води, мг/л.

Згідно правилам Держтехнагляду відносна лужність котлової води для парогенераторів не повинна перевищувати 20 %.

3. Концентрація вуглекислоти :

де – концентрація вуглекислоти в парі мг/кг,

– лужність обробленої води, мг·екв/л,

– частка обробленої води в живильній (приймається для розрахункового періоду з табл. 2, пункт 57).

– частка розкладання у парогенераторі, приблизно 0,4.

– частка розкладання у парогенераторі, приймаємо по графіку залежності розкладання Na₂CO₃ від тиску в котлі рис. 1. [5].

Вміст вуглекислоти в парі в розрахунках за вибором схем обробки приймається залежно від схеми споживання пари. При розгалуженій мережі споживачів пари – не вище 20 мг/кг.

Для приготування живильної води для парогенераторів рекомендується схема Na-катіонування, якщо ця схема допустима по величині продування, концентрації вуглекислоти в парі і відносної лужності, тобто .

Для екранованих парогенераторів, що вимагають глибокого зм'якшування, застосовують, як правило, двоступінчате Na-катіонування.