Вопрос 122

Каково назначение хлорирования охлаждающей воды?

Для борьбы с биологическими отложениями, приводящими к ухудшению вакдума в конденсаторах и интенсифицирующими коррозионными процессы, применяют обработку охлаждающей воды сильными окислителями – хлором и его производными, а также солями тяжелых металлов. Механизм бактерицидного действия хлора и его кислородосодержащих соединений заключается во взаимодействии с составными частями клетки микроорганизма, в первую очередь с ферментами, что ведет к нарушению обмена веществ в клетке и отмиранию микроорганизмов. В практике обработки воды применяют свободный хлор, соли хлорноватистой кислоты (гипохлориты) и диоксид хлора ClO₂. При растворении хлора в воде происходит гидролиз с образованием хлорноватистой и хлороводородной кислот:

Cl₂ + H₂O ↔ HClO + HCl.

Равновесие этой реакции устанавливается в зависимости от значения рН воды. С повышением рН реакция смещается вправо, а при рН = 5,6 HOCl диесоциирует с образованием гипохлорита OCl^-. Воздействие на бактерии HOCl в 70 – 80 раз выше, чем OCl^-, поэтому ввод хлора в воду будет эффективен лишь при рН ≥ 7. Это важно, т.к. обработка окислителями обычно сочетается с другими видами ее обработки. Дозу хлора определяют по результатам пробного хлорирования с учетом заданной концентрации остаточного свободного хлора (0,3 – 0,5 мг/кг).

Часть 2

Река: Иртыш;

Тип станции: ТЭЦ;

Тип котла: барабанный;

Параметры котла:

- паропроизводительность: 50 т/ч;

- давление: 40 ата;

- температура: 460 °С.

Содержание ионов и оксидов, мг/кг:

Ca²⁺ = 28,1 Cl- = 34

Mg²⁺ = 17,0 NO = 3,0

Na⁺ + K⁺ = 36,1 SiO = 5,65

HCO₃^- = 165 Fe₂O₃ + Al₂O₃ = -

SO = 31,7

Взвешенные вещества, мг/кг: 172,4

окисляемость, мгО₂/кг: 14,8

Ж₀ = 2,8 мг-экв/л;

Ж_к = 2,7 мг-экв/л.

Ж_и.в. = 28,1/20,04 + 17/12,16 = 2,8 = Ж₀ (мг-экв/л);

[HCO₃-]_и.в. = 165/61,02 = 2,7 (мг-экв/л);

Ж_и.в. > Щ_и.в...

[HCO₃-]_и.в. = Ж_к = Щ_и.в. = 2,7 (мг-экв/л);

Ж_нк. = Ж_и.в. - Щ_и.в. = 2,8 – 2,7 = 0,1 (мг-экв/л).

Минерализация:

[Cl^-] + [SO ] = 34/35,48 + 31,7/48,03 = 1,62 - маломинерализованная

вода.

Вода со средней жесткостью, гидрокарбонатная, кальциевая.

Предочистка:

- К – И – М - , где

К – коагуляция примесей воды в осветлителе;

И – известкование дозированной СаО;

М – фильтрация воды на механических фильтрах.

Коагуляция (сернокислым железом FeSO₄ · 7H2O):

Суммарная реакция:

2FeSO₄ + O₂ + H₂O + 8OH^- → 4Fe(OH)₃ ↓ + 4SO

Известкование:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃ ↓ + 2H₂O

Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂ ↓ + 2CaCO₃ ↓ + 2H₂O

MgCl₂ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂ ↓ + CaCl₂

MgSO₄ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂ ↓ + CaSO₄.

Качество воды после предочистки:

Остаток коагулянта, мг/л Fe³⁺ < 0,1

Снижение окисляемости, % 40 – 50

Снижение содержания кремниевой кислоты, % 30 – 40

за счет осаждения с Mg²⁺

Свободная углекислота, СО₂ мг/л 0

Щелочность общая, мг-экв/л, в т.ч.:

гидратная ОН^-: 0,1 – 0,2 ± 0,05

карбонатная СО : 0,6 – 1,2

бикарбонатная НСО : 0

рН 9,5 – 10,4

Остаточная жесткость, мг-экв/л: (0,7 – 1,3) + Ж + Д_к

в том числе:

общая:

некарбонатная: увеличивается на Д_к

магнезиальная: снижается

Содержание взвеси, мг/л: менее 3

Солесодержание, мг/л: уменьшается, примерное конечное =

= солесодержание исходной + 19Д_к –

- 50∆Щ_общ. – 3,5∆О_к.

Стабильность - доумягчаемость, мг-экв/л: 0 – 0,05

Ионитная обработка воды:

- HNa – D – Na_II –

HNa – фильтры HNa – катионирования в смешанном слое

D – декарбонизатор

Na_II – натрий – катионитные фильтры II ступени.

- HNa –:

2NaHCO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂

– D –:

CaCO₃ · MgO + 3 CO₂ + 2H₂O ↔ Ca(HCO₃)₂ + Mg(HCO₃)₂

– Na_II –:

2R/NA⁺ + Ca²⁺ ↔ R₂/Ca₂⁺ + 2Na⁺

2R/Na⁺ + Mg²⁺ ↔ R₂/Mg²⁺ + 2Na⁺

Показатели качества воды после ионитной обработки:

- остаточная жесткость : 0,1 мг-экв/л

- Щ_о.в.: 0,3 – 0,4 мг-экв/л

- S (сухой остаток Na): S_н.в. + 2,69 Ж_Са + 10,84Ж_мд.

- S_н: S_н.в. – 20,04 Ж_Са – 12,16Ж_мд. + 61,02Ж_к/2

- кислотность фильтрата: К_ф = Ж_о – Ж_к

- углекислота, мг/л О₂: [СО₂]^ОС.