raeco


Сообщество "Экологическое действие"


Previous Entry Share Next Entry
Водоподготовка (продолжение)
spirax_sarco wrote in raeco

Обесщелачивание


Недостаток умягчения методом основного ионообмена заключается в том, что TDS и щелочность не уменьшаются. Этого можно избежать, если первоначально уменьшить щелочность воды. Для этого применяется обесщелачиватель.Существует несколько типов обесщелачивателей. Чаще всего использует схему, приведённую на рисунке 2. Обесщелачиватель фактически представляет собой комплекс из трех устройств: обесщелачиватель, за ним следует дегазатор, а затем – умягчитель методом основного ионообмена. 




 13
 Ca(HCO3)2 2H2CO3 2H2CO3 H2O H2O
 MgCl2 MgCl2 MgCl2 MgCl2 2NaCl 
 Na2SO4    Na2SO4    Na2SO4    Na2SO4    Na2SO4
 рН 7,6 рН 4,5 – 5,0 рН 4,5 – 5,0 рН 7,5 – 8,5
Рисунок 2. Установка для обесщелачивания

Обесщелачиватель


Систему, показанную на Рисунке 3, иногда называют «умягчением в раздельных потоках». Обесщелачиватель редко используется без умягчителя методом основного ионообмена, так как в этом случае получается кислый раствор, который вызывает коррозию, и вода, имеющая постоянную жесткость, попадает прямо в котёл.Установка для обесщелачивания позволяет уменьшать временную жесткость воды, как показано на Рисунке 3. Такую систему обычно используют, когда нужно использовать очень высокий процент сырой воды, т.е. когда возврат конденсата мал.


Рисунок 3. Процесс обесщелачивания

Деминерализация


В ходе этого процесса из воды удаляются практически все соли. При этом сырая вода проходит через слои ионообменной смолы как для катионного, так и анионного обмена (Рисунок 4). Иногда эти слои находятся в одной емкости, иногда в разных.
При деминерализации из воды удаляются практически все минералы, и на выходе получается вода очень высокого качества, практически не содержащая растворённых твёрдых веществ. Она используется в котлах с очень высоким давлением, например, в тех, что применяются на электростанциях. Если в сырой воде содержится много взвешенных твёрдых частиц, она быстро приводит в негодность ионообменную смолу, что очень сильно увеличивает стоимость эксплуатации. В таких случаях рекомендуется предварительно обработать сырую воду, например, очистить ее или отфильтровать. 



 1
 Ca(HCO3)2 2H2CO3H2 H2O
 MgCl2 2HCl2 2HCl2 H2O
 Na2SO4 H2SO4 H2SO4  H2O
 Na2SiO3 H2SiO4 H2SiO3 H2O
 рН 7,6 рН 2,0 – 2,5 рН 2,0 – 2,5 рН 8,5 – 9,0
 Рисунок 4. Деминерализация

Выбор типа водоподготовки для внешней обработки воды


Посмотрим на Таблицу 1. На первый взгляд, кажется, что установку для деминерализации нужно использовать всегда. Однако каждая система имеет свою капитальную стоимость и стоимость эксплуатации, как показано в Таблице 2. Кроме того, нужно оценивать индивидуальные требования установки.

Таблица 1. Качество воды в зависимости от процесса обработки
 
 Процесс   
 Жесткость, ppm Соли, не вызывающие 
жёсткости, ppm
 
 TDS, ppm 
 Щёлочная   Нещёлочная
 Сырая вода 200 5060  310
 Умягчение известью 30 50 58 138
 Умягчение известью и содой 30 0 108 138
 Известково-содовый ионообмен 5 0 133 138
 Основной ионообмен 5 0 255 260
 Обесщелачивание  5 50 60 115
 Обесщелачивание + основной ионообмен 5 0 110 115
 Деминерализация    1 0 2 3
 Обратный осмос 20 631 


Таблица 2. Сравнительная стоимость процессов обработки воды
 
 Процесс   
 Сравнительные затраты
 Капитальная стоимость Эксплуатационные затраты
 Основной ионообмен 11
 Обещелачивание + основной
 ионообмен
 4


Жаротрубный котёл

 
Как правило, жаротрубные котлы способны работать с водой, в которой содержится довольно много растворённых твёрдых веществ (высокий уровень TDS). Поэтому для них, в первую очередь, выбирают дешёвые в приобретении и эксплуатации умягчители методом основного ионообмена (см. Таблицу 2).
Если в сырой воде много растворённых твёрдых веществ, и/или если возвращается мало конденсата (<40%), можно рассмотреть несколько вариантов:
  • Предварительная обработка известью / содой, в результате которой понижается щелочная жесткость, так как из воды выводятся такие вещества, как карбонат кальция и гидрооксид натрия.
  • Установка для обесщелачивания, уменьшающая уровень TDS в воде, подаваемой в котёл.

Водотрубный котёл


Водотрубный котёл гораздо хуже переносит высокие уровни TDS, причём тем хуже, чем выше давление. Это связано с несколькими причинами, среди которых следующие:
  • Водотрубные котлы отличаются ограниченной площадью зеркала испарения воды в паровом барабане по отношению к скорости испарения.
  • Это приводит к очень высокой скорости образования пара на единицу площади и к сильным турбулентностям при движении воды в барабане.
  • Водотрубные котлы, как правило, имеют гораздо более высокую паропроизводительность, иногда более 1000 тонн пара в час. Это значит, что при продувке даже относительно небольшое количество продувочной воды представляет собой внушительный объем в абсолютном значении.
  • Водотрубные котлы, как правило, работают при более высоких давлениях, и в продувочной воде содержится больше энергии.
  • Более высокое давление означает также более высокую температуру. Это значит, что материалы, из которых состоит конструкция котла, подвергаются более сильным тепловым напряжениям и оказываются ближе к своим металлургическим пределам. Даже незначительное внутреннее загрязнение, ухудшающее перенос тепла от труб в воду, может привести к перегреву труб.
  • Водотрубные котлы часто бывают оборудованы пароперегревателем. Сухой насыщенный пар из барабана может направляться в трубы пароперегревателя, расположенные в самой горячей зоне топки. Любая попавшая туда вместе с паром загрязненная вода мгновенно приведёт к образованию накипи на стенках труб пароперегревателя, что может привести к ката-строфическим результатам.
Перечисленные факторы означают, что:
  • Для безопасной работы водотрубного котла необходима высококачественная обработка воды.
  • Может оказаться экономически выгодным потратить деньги на установку для обработки воды, которая  сведет к минимуму необходимую продувку.
Во всех этих случаях часто выбирают установку для деминерализации или установку для обратного осмоса.



Заключение

Качество сырой воды, очевидно, является важным фактором, влияющим на выбор установки для обработки воды. Хотя количество растворённых в воде твёрдых веществ влияет на качество работы котла, другие факторы, такие как общая щёлочность или содержание оксида кремния, могут оказаться более важными, и выбирать установку для обработки воды нужно, основываясь, в первую очередь, на них.



?

Log in