Равновесие при умягчении воды

Термическое умягчение воды методом нагревания основано на сдвиге углекислотного равновесия в сторону образования карбоната кальция [c.419]

Реакция, при которой катион тяжелого металла соединяется с анионом с образованием растворимого сложного аниона, обычно называется комплексо-образованием. Комплексообразование представляет собой обратимую равновесную реакцию, которая может быть охарактеризована определенной константой равновесия. Умягчение воды, т. е. связывание ионов Са "" и — одно из важнейших применений конденсированных фосфатов в качестве примера можно написать следующее уравнение для триполифосфата [c.214]

Умягчение воды методом осаждения. Для малорастворимых солей при постоянной температуре соблюдается постоянство произведений активностей ионов, называемое произведением растворимости (ПР). Например, при 20 °С для равновесий [c.375]

Изучение равновесий в водно-солевых системах, включающих наряду с хлоридами и сульфатами карбонаты, бикарбонаты или гидроокиси щелочных металлов и аммония, важно для познания процессов, происходящих в природных содовых озерах, и для физико-химического обоснования рациональных путей извлечения соды, поташа и каустика из различных солевых смесей. Эти исследования приобретают особую актуальность в связи с возрастающими масштабами производства содопродуктов, используемых в алюминиевой, стекольной, бумажной промышленности, при производстве искусственного волокна, тканей, для умягчения воды и т. д. [c.92]

При осаждении гидроокиси магния и карбоната кальция необходимо учитывать их склонность к образованию пересыщенных растворов, особенно характерную для карбоната кальция. В определенных условиях карбонат кальция может образовывать пересыщенные метастабильные растворы, содержащие 200—300 мг/л ионов кальция, причем установление истинного равновесия может продолжаться в течение многих часов. Степень пересыщения снижается при повышении температуры, интенсивном перемешивании и внесении затравки. Снятие пересыщения в рассоле происходит значительно медленнее, чем в воде, поэтому очистку рассола проводят в более жестких условиях (повышенная температура и увеличение избытка реагентов-осадителей), чем при умягчении воды. [c.73]

Смещая углекислотное равновесие в сторону образования средних карбонатов, понижая растворимость углекислого газа и повышая относительную активность ионов ОН , магнитная обработка дает возможность ускорить выделение гидроокиси магния и карбоната кальция, повышает глубину умягчения воды и способствует повышению производительности установок известково-содового умягчения воды. [c.114]

Известкование воды по второму режиму позволяет связать ионы Mg2+ гидроксид-ионами в труднорастворимый гидроксид магния, образующий аморфные, сильно гидратированные хлопья. При низкой температуре обработки воды мелкие хлопья гидроксида магния проходят через фильтр, ухудшая качество умягченной воды. Кроме того, они затрудняют рост кристаллов карбоната кальция на зернах контактной среды, забивают поры фильтра, снижая тем самым эффективность работы установки. Поэтому в практике водоподготовки известкование воды предпочтительно проводить дозой извести, оптимальной для работы в первом режиме. Для карбоната кальция и гидроксида магния характерно образование пересыщенных растворов, поэтому состояние равновесия приведенных химических процессов (см. с. 75) наступает не сразу, а через длительное время. [c.76]

При анализе процесса умягчения воды методом ионного обмена необходимо отдельно рассмотреть ряд вопросов 1) характер равновесия при умягчении 2) сравнение процессов в статических и динамических условиях 3) влияние состава воды 4) влияние удельного расхода регенерирующего вещества и 5) влияние факторов, вызывающих изменение скорости ионного обмена. [c.80]

Равновесие зависит от концентрации силиката, температуры и присутствия электролитов. В коллоидной форме силикат оседает на волокнах, что приводит к повышенному содержанию золы. Этот пример показывает, что инкрустирование волокна может происходить не только вследствие неудовлетворительного умягчения воды, образования фосфата кальция или кальцита, но и в результате оседания силиката на волокнах. [c.259]

Расположение линии рабочих концентраций на диаграмме равновесия (рис. 2) при ионообмене 2 Ка Са " показывает, что глубокое умягчение воды можно осуществить в одну ступень. [c.115]

Активная реакция среды является важнейшим технологическим параметром при процессах коагуляции, умягчения, обезжелезивания. Значением pH определяется состояние химических равновесий в воде, растворимость гидроксидов алюминия и л елеза. Величина pH — важнейший показатель при оценке коррозионных свойств воды и ее стабильности. [c.26]

Новые исследования показали, что процесс кристаллизации карбоната кальция (кальцита) описывается параболическим кинетическим уравнением 12—19]. Скорость реакции регулируется скорее поверхностным процессом, чем диффузией ионов кальция к поверхности кристалла. Образование карбоната кальция в таких процессах обработки воды, как умягчение, при котором концентрация участвующих в кристаллизации и ингибирующих веществ обычно мала, может часто удовлетворительно описываться кинетическими параметрами реакции, полученными при изучении процесса в чистых растворах. Для успешного проведения очистки от накипи, а также для расчета процесса образования карбоната кальция при подготовке воды для котлов требуется знать состав твердой фазы, находящейся в контакте с раствором при обработке, условия протекания реакций, скорость достижения равновесия, вид и количество ионных [c.28]

В которой учтено, что в рассматриваемой схеме через аппараты регенерации проходит одно и то же количество катионита. Для расчета установок с двумя ступенями, а также и для одноступенчатых установок удобно пользоваться диаграммами равновесия для процесса умягчения и для процесса регенерации, совмещенными так, чтобы они имели общую ось абсцисс, на которой откладываются значения доли эквивалента поглощаемого иона (Са ) в ионите а. Такая диаграмма изображена на рис. 3. Верхняя половина диаграммы имеет кривую равновесия, соответствующую общей концентрации обменивающихся ионов в воде С, а в нижней [c.333]

Предупредительным мероприятием против образования накипи, кроме умягчения питательной воды, является введение в нее реагентов, позволяющих сместить равновесие реакций в сторону выпадения веществ, образующих рыхлый шлам, легко удаляемый из котла при продувке. Такими реагентами являются сода, фосфорная кислота, фосфаты натрия и др. Этот метод называется коррекционным. [c.139]

А. Н. Минаевым также были апробированы различные методы химического, термического и физического воздействий на процессы накипеобразования (подкисление морской воды путем ввода углекислого газа и серной кислоты, термическое умягчение и магнитная обработка питательной воды) [26]. Было установлено, что сдвиг углекислотного равновесия не влияет на характеристики накипеобразования при повышенных давлениях насыщения и поэтому его применение бесперспективно. Ввод серной кислоты усиливает процессы коррозии и накипеобразования [26] при одновременном снижении стационарной концентрации ионов кальция в растворе, поэтому сдвиг сульфатного равновесия в раств.оре может использоваться для изменения характеристик накипеобразования. Термическое умягчение питательной морской воды по методу В. А. Голубцова и Г. А. Буркова, осуществляемое при температуре насыщения, позволяет снизить интенсивность накипеобразования на греющих элементах в 2,5 раза. Однако с учетом высокой интенсивности [c.62]

Линия рабочих концентраций в аппарате умягчения воды 2-й ступени займет полол<ение 8—11. Точка 11 определяет полон№ние рабочей точки 12 для низа аппарата регенерации 2-й ступени в силу соотношени11 (9). Для онределения положения рабочей точки для верха того же аппарата из точки 12 следует провести либо касательную к кривой раьновесия в точке 13 (этот случай изображен на рис. 6), либо секущую через точку 14. Эта прямая соответствует максимальному удельному потоку ионов в аппарате регенерации 2-11 ступени и наиболее полному использованию соли. Действительная линия рабочих концентраций займет полои ение 12—16 или 12—16. В первом случае двин ущая сила, такая же как в верху аппарата регенерации 1-й ступени (отрезок 3—4), сохранена в той части аппарата, которой отвечает равновесная доля эквивалента При этом, однако, степень использования соли раствора может быть неудовлетворительной, и может оказаться более целесообразным сохранить эту движущую силу только в верхней части аппарата (отрезок 14—16 равен отрезку 3—4). Рабочая линия 12—16 имеет больший наклон и обеспечивает лучшее использовапие соли раствора. Возможны и другие решения, и выбор их можно сделать, сопоставляя несколько вариантов по расходу соли и размерам аппаратуры. Таким образом, совмещенная диаграмма равновесия позволяет легко получить все необходимые данные для материального расчета процессов умягчения воды и регенерации ионита в аппаратах непрерывного действия и сопоставить различные варианты их осуществления. [c.335]

Если />0, вода считается стабильной. Такая вода способна создавать на стали карбонатную защитную пленку СаСОз. Если /<0, восда нестабильна она способна растворять СаСОз. Авторы работы [5] показали, что для воды с температурой 60 °С индекс насыщения примерно на единицу выше, чем для воды того же со-става при температуре 10 °С. В умягченной воде углекислотное равновесие теряет смысл. [c.14]

Из приведенных данных видно, что растворимость гидроксида магния с повышением температуры снижается. Аналогичная зависимость растворимости от температуры проявляется у карбоната и гидроксида кальция. Это позволяет добиться большей степени умягчения воды известкованием при повышении температуры. Положительное действие повышенной температуры заключается в увеличении скорости химических реакций и ускорении процесса кристаллизации. В практике водоподготовки процесс умягчения идет в неравновесных условиях, поэтому степень умягчения воды ниже, чем определенная расчетом. Так как скорость химической реакции значительно вьапе скорости кристаллизации образующихся соединений, то именно второй процесс и определяет время, необходимое для достижения состояния равновесия. Поэтому для интенсификации обработки следует создавать благоприятные условия для ускорения процесса образования осадка. [c.76]

Термический способ умягчения воды 133, 43] основан на разложении при нагревании присутствующих в воде бикарбонатов кальция н магния. При высокой температуре из воды выделяется равновесная углекислота, в результате чего происходит смещение углекислотного равновесия с образованием трудиорастворимого карбоната кальция и магния. Последний гидролизуется при высо- [c.197]

Равновесие при умягчении воды при помощи ионного обмена. В равновесии, достигаемом при умягчении, помимо второстепенных составных частей, участвуют лишь поны кальция, магния и натрия. Равновесные реакции могут быть представлены уравнениями [c.80]

Совершенно очевидно, что умягчение с высокой полнотой удаления солей, обусловливающих жесткость, достигается в тех случаях, когда равновесие реакций (1) и (2) в достаточной степени смещено вправо. Чем больше константы равновесия для этого направления реакции, тем больше эффективность данного ионита. Однако необходимо учитывать, что увеличение эффективности умягчения неизбежно сопровождается снижением эффективности регенерации. Следовательно, иониты, константа равновесия которых обеспечивает далекое протекание реакции слева направо, обладают высокой эффективностью, но применение их оказывается непрактичным вследствие неудовлетворительного протекания регенерации. Для силикатных и сульфосмоляпых катионитов условия равновесия обеспечивают достаточную эффективность умягчения при одновременной высокой эффективности регенерации. Карбоксильные же катиониты обладают столь высоким сродством к катионам щелочноземельных металлов, что эффективность их регенерации (при помощи хлорида натрия) оказывается слишком низкой для практического использования при умягчении. Поэтому для умягчения обычно применяют или синтетические сульфосмолы или неорганические силикатные катиониты. Карбоксильные иониты также могут применяться для умягчения воды, но в этом случае регенерацию отработанного или истощенного ионита производят при помощи двухступенчатого процесса первая ступень—регенерация кислотой, вторая—едким натром. [c.80]

Сочетания сильноосновного и слабо кислотного, слабоосновного и сильнокислотного и слабоосповного и слабокислотного ионитов обеспечивают эффективную деионизацию воды, хотя при таких сочетаниях качество умягченной воды уступает достигаемому при рассмотренном выше сочетании сильноосновного и сильнокислотного ионитов. Условия равновесия и скорости обмена при указанных сочетаниях не позволяют достигнуть проводимости обессоленной воды ниже 10 ом . Наиболее низкое качество обессоливапия достигается при сочетаниях с применением слабоосновных анионитов, так как в этом случае не удаляются СО2, [c.114]

Ионообменная смола представляет собой частицы, состоящие из эластичной углеводородной сетки, к которой присоединено множество ионизирующихся групп (обычно все эти группы одного типа). Смола нерастворима в воде и органических растворителях, хотя и может набухать в них. Благодаря наличию активных групп эти смолы могут обменивать ионы, находящиеся на их поверхности в качестве противоионов, на другие ионы, содержащиеся в растворе. Этот процесс известен уже много лет. Природные и синтетические цеолиты широко применяют для умягчения воды вследствие их способности извлекать ионы кальция и магния из жесткой воды и заменять их на ионы натрия. Эластические свойства смол позволяют им противостоять внутренним силам, возникающим вследствие осмотического давления гидратированных ионов, которое является результатом равновесия типа Гиббса—Доннана между внутренними частями зерен смолы и наружным раствором. Свободная энергия реакции обмена определяет изменение объема смолы. Поэтому степень сшивания смолы (чисто поперечных связей) непосредственно влияет на эффективность ее как ионообменника [6]. [c.159]

Для катионита КУ-2 ход кривых равновесия для реакции (1) [ позволяет получить высокую степень умягчения воды в одноступенчатом процессе. Необходимая для этого высокая степень регенерации ионита при одной стунеп с удовлетворительным удельным расходом соли люжет быть достигнута при применении рассолов высокой концентрации (до 10/6). Расход соли на регенерацию до 150 г/г-экв при 10%-м растворе соли получается в связи с тем, что кривая равновесия в этом случае допускает ведение процесса при большом наклоне линии рабочих концентраций. Эти заключения, основанные на возможных углах наклона линий рабочих концентраций и ноложепни кривых равновесия, хорошо согласуются с опытными даннымн [ ]. [c.329]

Это позволяет определить мак-равно- симально возможную степень умягчения воды в первой ступени. Она соответствует точке 6 на кривой Прямая 1—6 имеет наклон, соответствую-иоиов, который можно назвать равновес- [c.334]

Ионообменники. Некоторые цеолиты обладают свойством поглощать катионы соли из раствора, с которым они соприкасаются, отдавая раствору эквивалентное количество других катионов. Уже давно сплавлением каолина или полевого шпата с кварцем и содой при 1000° получают для промышленных целей синтетические алюмосиликаты, называемые пермутитами. Их используют, например, для умягчения воды, питающей паровые котлы. При пропускании водЩ через фильтр пермутит удерживает ионы Са + и Mg + и отдает ионы Na+. После истощения пермутит регенерируют, пропуская раствор Na l, чтобы произошел обратный обмен ионов. Кристаллическая решетка пермутитов состоит из нерастворимых макроанионов рыхлой структуры, что способствует тесному контакту с профильтрованным раствором и быстрому установлению ионного равновесия. [c.525]

Наряду с синтезом новых марок ионитов и в связи с расширением областей их прил1енения непрерывно совершенствовались и способы их ирименения. Уже простейший переход от статического способа к динамическому, т. е. к пропусканию исходного раствора через слой сорбента и одном направлении, дал возможность количественного удаления ионов из исходного раствора, поскольку при этом смещение равновесия вследст-1ше перевода ионов в твердую фазу дополняется полным удалением продуктов реакции током раствора. Идич1но в динамических условиях производится ионообменное умягчение и обессоливапие воды, улавливание ценных отходов из сбросных вод и т. д. Описанию принципов и техники осуществления таких процессов в промышлеппости в настоящем сборнике посвящена статья И. Б. Аделя и С. А. Дмитриева, в которой приведены и отдельные примеры практического решения технических задач при помощи ионного обмена. [c.7]