ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предотвращение образования отложений (накипи) из "Повышение эффективности водоснабжений химических и нефтехимических предприятий" На химических предприятиях карбонатные отложения могут образовываться и при непосредственном контакте воды с продуктом. Например, в системах оборотного водоснабжения предприятий азотной промышленности аммиак может попадать в охлаждающую воду через возможные неплотности в теплообменном оборудовании. При этом аммиак растворяется в оборотной воде с образованием ионов МН4+ и ОН . Далее ионы ОН и НСОз образуют с ионом кальция a + карбонат кальция. Карбонатные отложения, образующиеся при контакте аммиака с оборотной водой, очень плотные и их трудно удалять. [c.79] Концентрация иона НСОГ в значительной степени определяет выпадение карбоната кальция чем она больше, тем быстрее и интенсивнее снижается карбонатная жесткость оборотной воды при ее переменном нагреве до 40— 60 °С и охлаждении на охладительных сооружениях. Степень нагрева оборотной воды и температурный перепад оказывают решающее влияние на этот процесс чем выше температура нагрева воды при прочих одинаковых условиях, тем быстрее идет образование карбоната кальция. При одних и тех же условиях органические вещества, находясь в коллоидном состоянии, препятствуют росту кристаллов карбоната кальция и отложению его на стенках теплообменных аппаратов. Взвешенные вещества, наоборот, ускоряют отложение карбоната кальция, так как они являются как бы центрами его кристаллизации. [c.79] Предотвращение отложений карбоната кальция на стенках труб теплообменных аппаратов, трубопроводов, оборудования, также способствует повышению эффективности работы систем водоснабжения. [c.79] При использовании открытых теплообменных аппаратов оросительного типа дополнительно теряется часть воды путем уноса ветром. В данном случае потери на унос ветром можно рассчитать по формуле (118) при коэффициенте Кг=0,005—0,01. [c.80] Пример. Определить величину продувки одной нз систем оборотного водоснабжения химического предприятия при следующих исходных данных. Карбонатная жесткость добавочной воды из поверхностного источника Жк,д = 2,5 мэкв/л. Расход оборотной воды 10 000 м /ч. Испарение в охладителе С нсп = 1,5%, унос ветром С,,н=0,5% от расхода оборотной воды. Отбор воды из системы на производственные нужды отсутствует. [c.81] Подкисление воды позволяет уменьшить концентрацию в ней иона НСОГ путем повышения концентрации иона Н+, который, взаимодействуя с НСОГ, образует диоксид углерода и воду. Повышение концентрации ионов водорода достигается обычно дозированием в охлаждающую воду раствора серной кислоты. При этом подкисление ведут с таким расчетом, чтобы оставлять в обработанной воде некоторое остаточное количество ионов НСО предохраняющих оборотную воду от перекисления в результате ее упаривания, что может привести к коррозии металла. [c.81] Расчетная доза кислоты должна уточняться в процессе экс-ллуатации системы оборотного водоснабжения по анализам воды на стабильность. [c.81] При подкислении воды продувку систем оборотного водоснабжения можно не проводить, если Ку не достигает величины, при которой недопустимо увеличивается концентрация сульфатов, что вызывает выпадение сульфата кальция. [c.82] Необходимо отметить, что при фосфатировании охлаждающей воды с целью предотвратить карбонатные отложения необходимы периодическое хлорирование оборотной воды и обработка градирен раствором медного купороса для предупреждения биологических обрастаний. [c.83] Метод фосфатирования применим при /Су.доп 1 и экономически целесообразных величинах продувки. При /Су.доп 1 надо применять подкисление или комбинированную фосфатно-кислотную обработку воды. [c.83] В последние годы все большее распространение получает магнитная обработка воды , в результате которой изменяются физико-химические процессы, происходящие в воде, что предотвращает выпадение карбоната кальция и других соединений в теплообменном оборудовании, котлах, трубопроводах и др. Магнитная обработка воды осуществляется в аппаратах с постоянными магнитами и электромагнитами, питаемыми постоянным или переменным током. Конструкции аппаратов зависят от их назначения, производительности, способа получения магнитного поля и отличаются друг от друга напряженностью магнитного поля в рабочем зазоре, числом чередующихся полей противоположной направленности, протяженностью зон воздействия магнитного поля, величиной рабочего зазора, допустимой скоростью протекания воды. В табл. 4 приводятся данные об эффективности магнитной обработки воды. [c.84] Из приведенных данных видно, что в результате магнитной обработки воды либо совсем прекращается, либо значительно замедляется образование накипи на стенках котлов. [c.85] Следует отметить, что магнитная обработка наиболее эффективна для природных вод, характеризующихся преобладанием бикарбоната кальция, причем магнитное поле воздействует только на пересыщенные растворы, нарушая их метастабильное состояние. Это приводит к росту скорости образования микрозародышей твердой фазы карбоната кальция, т. е. к возникновению во всем объеме омагниченной воды значительно большего количества центров кристаллизации, чем в воде, не обработанной магнитом. Как показывает практика, с ростом концентрации диоксида углерода в растворе эффективность магнитной обработки воды ухудшается. [c.85] Предотвращение накипи и небольшая стоимость обработки (сотые доли копейки за 1 м ) обусловливают большой экономический эффект от использования омагниченной воды. Простота обслуживания магнитных аппаратов, возможность обработки больших объемов потребляемой воды без применения химических реагентов, незначительные эксплуатационные расходы — все это позволяет рекомендовать расширить использование омагниченной воды на химических и нефтехимических предприятиях. [c.85] Рост кристаллов карбоната кальция можно предотвратить с помощью различных добавок. В США для этой цели используется реагент, состоящий из гексаметафосфата натрия или калия и водного раствора катионного поверхностно-активного вещества, получаемого на базе четвертичного аммонийного основания и мочевины. Реагент приготовляется в виде кашеобразной массы, которая вводится в воду с помощью контейнера-дозатора. При этом реагент отделен от потока подпитывающей воды пористой мембраной, через которую происходит его диффузия в обрабатываемую воду. [c.85] В качестве подавляющих отложение карбоната кальция реагентов можно использовать соли полифосфорной кислоты, фос-фокислот и различные высокомолекулярные электролиты . Соли указанных кислот способствуют предотвращению роста кристаллов карбоната кальция, высокомолекулярные электролиты оказывают диспергирующее действие. Количество добавки, обеспечивающее ее высокую эффективность, в мольном отнощении относительно карбоната кальция составляет примерно 1 400. Весьма эффективна добавка пирофосфорной кислоты в мольном отношении 1 1000. [c.86] Для предотвращения образования накипи в охлаждающую оборотную воду можно добавлять 0,5— 5 мг/л калгона . Это вещество относится к группе полифосфатов и имеет мольное соотношение МазО Р2О5, близкое к 1,1. Даже при небольшой концентрации оно быстро снижает скорость кристаллизации карбоната кальция, содержащегося в пересыщенном растворе, и, следовательно, способно предотвратить или уменьшить образование накипи. Действие калгона объясняется тем, что часть его адсорбируется на поверхности растущих кристаллов, а часть включается в зародышевые центры кристаллизации и тем самым препятствует росту кристаллов. Применение калгона ограничивается температурой нагрева оборотной воды 60°С. При большей температуре калгон гидролизуется в ортофосфат, что приводит к образованию отложений фосфата кальция. [c.86] В Японии для охлаждающей воды, имеющей высокую температуру нагрева и повышенную кратность упаривания, в качестве стабилизаторов образования накипи предложены поверхностноактивные вещества (активаторы) катионного и анионного типов, которые в концентрации 2 мг/л замедляют рост кристаллов сульфата кальция и гидроксида кальция и магния и др. [c.86] В СССР и за рубежом разрабатываются различные ингибиторы, которые могут одновременно предотвращать как выпадение карбоната кальция, так и коррозию металлов в охлаждающих системах оборотного водоснабжения. [c.86] Вернуться к основной статье