|
|
КАТИОНИТОВЫЙ МЕТОД УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫУМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ Часть 2. Катионитовое умягчение воды Методические указания и задание к выполнению практических занятий по дисциплине «Водоподготовка и водный режим ТГУ» для студентов направления 270100 «Строительство» (всех форм обучения)
УДК 628 3 Я47
Рецензент – канд. техн. наук, доцент А. Е. Татура
Ó Яковлева Т. В., 2009 Ó Издательство ИжГТУ, 2009 ОГЛАВЛЕНИЕ
Практическое занятие № 3. Умягчение воды.....................................................4 1. Теоретическая часть......................................................................................4 2. Катионитовый метод умягчения воды........................................................5 3. Формулы к расчету катионитовых фильтров.............................................7 4. Примеры решения задач по умягчению воды (катионитовый метод).....11 Практическое занятие № 4. Задание для самостоятельного решения.............23 Приложение 1........................................................................................................39 Приложение 2........................................................................................................40 Приложение 3........................................................................................................42
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ ЦЕЛЬ: научится определять необходимое количество фильтров определенного размера из числа выпускаемых промышленностью.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Под умягчением воды понимают процесс снижения концентрации катионов кальция и магния, обуславливающих жесткость воды. Различают жесткость общую, карбонатную и некарбонатную. Карбонатная жесткость обусловлена содержанием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная жесткость – содержание в воде кальциевых и магниевых солей серной, соляной и азотной кислоты. В соответствии с действующими нормативами величина жесткости в воде питьевого качества не должна превышать 7 мг-экв/л. Поверхностные воды имеют в большинстве случаев жесткость, не превышающую нормативную. Для подземных вод ее величина варьируется чаще всего в пределах от 1,5 до 15,0 мг-экв/л и их подготовка для хозяйственно – питьевых нужд требует умягчения. Показатель жесткости строго лимитируется в питательной воде, используемой для котлов, потому что кальций и магний относятся к числу накипеобразующих катионов и способны отлагать накипь на стенках котлов. Это приводит к снижению экономичности работы котлов, а иногда и к тяжелым авариям. Применение жесткой воды не допускается также в ряде производств, так как это приводит к снижению качества продукции, а иногда и порче ее. Величина карбонатной жесткости лимитируется в добавочной воде оборотных систем водоснабжения, так как повышенная карбонатная жесткость может быть причиной отложения кальция в теплообменных аппаратах и в охлаждающих устройствах (градирнях, брызгальных бассейнах). Существует несколько методов умягчения воды – реагентный, ионного обмена (катионитовый), термический, комбинированный. Выбор того или иного метода определяется качеством воды, необходимой глубиной умягчения и технико-экономическими соображениями. Наибольшее распространение в практике получили реагентный и ионообменный (катионитовый) методы умягчения.
КАТИОНИТОВЫЙ МЕТОД УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ Катионитовый метод основан на особенности некоторых материалов (катионов) обменивать катионы Nа+, Н+ или NН4+, которыми предварительно «заряжены» их активные группы, на присутствующие в воде катионы Са2+ и Мq2+, обуславливающие жесткость. Различают Nа–, Н– или NН4–, катионирования, которые могут быть представлены следующими реакциями обмена: 1) Nа – катионирование: 2Nа[K] + Са(НСО3)2→ Са[K]2 + 2NаНСО3 2Nа[K] + СаСl2→ Са[K]2 + 2NаСl 2Nа[K] + СаSO4→ Са[K]2 + Nа2SO4 2) Н – катионирование: 2Н[K]+ Са(НСО3)2→ Са[K]2 +2Н2О + 2СО2↑ 2Н[K]+ СаСl2→ Са[K]2 + 2НСl 2Н[K] + СаSO4→ Са[K]2 + Н2SO4 Н[K] + NаСl → Nа[K] + НСl 2Н[K] + Nа2SO4→2N[K] + Н2SO4 3) NН4 – катионирование: 2NН4[K] + Са(НСО3)2→ Са[K]2 + 2NН4НСО3 2NН4[K] + СаСl2→ Са[K]2 +2NН4Сl 2NН4[K] + NаСl → Nа[K] + NН4Сl Такой же характер будут иметь реакции Nа–, Н– или NН4–, катионирования в отношении магниевых солей. Условия эффективного применения способов катионитового умягчения, определяемые качеством воды и требованиями, предъявляемыми к умягченной воде. При проектировании катионитовых установок особое внимание следует уделять выбору типа фильтрующего материала (катионита), свойства которого (в частности, полная обменная способность) наряду с другими факторами, определяют скорость прохождения ионообменных реакций и эффективность процесса умягчения в целом. Состав катионитовых установок диктуется характером процесса умягчения, осуществляемого в два этапа: собственно умягчение путем фильтрования через набухший катионит и регенерация катионита (взрыхление, обработка регенерационным раствором и отмывка). Основные элементы водоумягчительных установок: катионитовые фильтры (напорные или безнапорные); баки с водой для взрыхления; сооружения и устройство хранения, приготовления и подачи регинерирующих растворов; насосное и воздуходувное оборудования. Катионитовые фильтры бывают напорные и открытые они выпускаются серийно нашей промышленностью шести различных диаметров и с различной высотой загрузки катионитом, рассчитанные на рабочее давление
На рис. 1 и 2 прил. 1 показан типовой катионитовый фильтр и устройство для равномерного распределения регенерирующего раствора. Для глубокого умягчения воды (0,03–0,01 мг-экв/л) применяют Сущность Н-Nа-катионирование заключается в смешении двух потоков умягчаемой воды – кислой после Н-катионитовых фильтров и щелочной – после Nа-катионитовых фильтров. Смешивая эти два потока в определенной пропорции, получают глубоко умягченную воду с заданной величиной щелочности. Применяют параллельное, последовательное и смешанное (совместное) Н-Nа-катионирование. Схемы катионирования смотрите в приложении 2 методических указаний. 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
