ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ КАРБОНАТНЫХ И СУЛЬФАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

 

1. При подкислении воды дозу кислоты Д _кис, мг/л, в расчете на добавочную воду следует определять по формуле

 

Д _кис = 100 е _кис (Щ _доб - Щ _об/ К _у)/ С _кис, (1)

 

где е _кис — эквивалентный вес кислоты, мг/мг-экв, для серной кислоты — 49, для соляной — 36,5;

Щ _доб — щелочность добавочной воды, мг-экв/л;

Щ _об — щелочность оборотной воды, устанавливающаяся при обработке воды кислотой, мг-экв/л;

С _кис — содержание H₂SO₄ или НСl в технической кислоте, %;

К _у — коэффициент концентрирования (упаривания) солей, не выпадающих в осадок, определяемый К _у = (Р ₁ + Р ₂ + Р ₃)/ Р ₂ + Р ₃= Р/Р ₂ + Р ₃,

где Р ₁, Р ₂, Р ₃ — потери воды из системы на испарение, унос ветром и сброс (продувку), %, расхода оборотной воды.

Щелочность оборотной воды Щ _об надлежит определять по формуле

 

(2)

 

(3)

 

где y —величина, зависящая от общего солесодержания оборотной воды, S _оби температуры охлажденной воды t ₂, принимаемая по табл. 1;

(Са)_доб — концентрация кальция в добавочной воде, мг/л;

(СО₂)_охл — концентрация двуокиси углерода в охлажденной воде, мг/л, определяемая по табл. 2 в зависимости от щелочности добавочной воды и коэффициента упаривания воды в системе К _у;

(СО₂)_доб — концентрация двуокиси углерода в добавочной воде, мг/л.

Величина солесодержания оборотной воды S _об, мг/л, определяется по формуле

 

S _об = S _доб К _у, (4)

 

где S _доб — солесодержание добавочной воды, мг/л.

При обработке воды кислотой продувку системы оборотного водоснабжения допускается не предусматривать, если при уносе воды ветром на охладителе и отборе воды на технологические нужды коэффициент упаривания не достигает величины, при которой происходит увеличение концентрации сульфатов, вызывающее выпадение сульфата кальция.

Сульфат кальция не выпадает в системе оборотного водоснабжения, если произведение активных концентраций ионов Са²⁺ и SO₄^2- в оборотной воде не превышает произведение растворимости сульфата кальция

 

(5)

 

где f _и — коэффициент активности двухвалентных ионов, принимаемый по табл. 3 в зависимости от величины m-ионной силы раствора (охлажденной воды), г-ион/л, определяемой по формуле

 

(6)

 

где , С _Na, C _Mg, C _Ca — концентрация ионов бикарбонатных, натрия, магния и кальция в добавочной воде, г-ион/л;

— концентрация ионов хлоридного и сульфатного в подкисленной добавочной воде, г-ион/л, принимаемая:

при подкислении серной кислотой

 

(7)

 

при подкислении соляной кислотой

 

(8)

 

где C _Cl и ¾ концентрация ионов хлоридных и сульфатных в добавочной воде до подкисления, г-ион/л;

Д _кис — доза кислоты, мг/л, определяемая по формуле (1);

— произведение растворимости сульфата кальция (константа), при температуре воды 25—60 °Сследует принимать равным 2,4 × 10^-5.

Если без продувки оборотной системы условие по формуле (5) не выдерживается, то необходимо предусматривать продувку, величина которой обеспечит выполнение этого условия.

Таблица 1

 

Температура	Ионная сила раствора (охлажденной воды) m, г-ион/л
охлажденной	0,0049409	0,009882	0,0148232	0,0197643	0,0247055	0,0365233	0,0548014	0,0666192	0,0822021	0,094019	0,1096028	0,1214206	0,1370035	0,1488213	0,1644042
воды	Солесодержание охлажденной воды S об, мг/л
t 2, °С
	8,29	8,96	9,49	9,93	10,32	11,11	12,1	12,65	13,29	13,74	14,28	14,7	15,13	15,47	15,89
	8,09	8,75	9,26	9,69	10,07	10,84	11,81	12,34	12,97	13,41	13,93	14,35	14,76	15,1	15,5
	7,82	8,47	8,96	9,38	9,75	10,49	11,42	11,94	12,55	12,97	13,48	13,89	14,29	14,61
	7,53	8,14	8,62	9,02	9,37	10,09	10,99	11,49	12,07	12,48	12,98	13,35	13,74	14,05	14,43
	7,18	7,76	8,22	8,6	8,94	9,62	10,48	10,96	11,51	11,9	12,37	12,74	13,1	13,4	13,76
	6,83	7,39	7,82	8,18	8,5	9,15	9,97	10,42	10,95	11,32	11,77	12,12	12,47	12,75	13,09
	6,38	6,9	7,31	7,64	7,95	8,55	9,31	9,74	10,23	10,58	10,99	11,32	11,65	11,91	12,23
	5,91	6,39	6,76	7,08	7,36	7,92	8,62	9,02	9,47	9,79	10,18	10,48	10,78	11,03	11,32

Таблица 2

 

Щелочность добавочной	Коэффициент упаривания К у
воды Щ доб, мг-экв/л	1,2	1,5		2,5		1,2	1,5		2,5
	Значения (СО2)охл в воде, охлажденной на градирнях, мг/л
	При подкислении	При декарбонизации
	¾	0,6	0,6	0,5	0,5	0,2	0,7	0,9	1,5	2,4
	2,2	2,1	2,1			1,8	3,3	6,9		18,9
	3,6	2,8	2,5	2,3	2,2
	5,3	4,6	3,8	3,5	3,4
		6,4	5,1	4,5	4,3				¾	¾
	16,3		7,6		5,4	¾	¾	¾	¾	¾

 

Примечание. При охлаждении воды на брызгальных бассейнах и водохранилищах (прудах) - охладителях значения (СО₂)_охл следует принимать на основании данных технологических изысканий.

 

Таблица 3

 

Ионная сила раствора (охлажденной воды) m, г-ион/л	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16
Коэффициент активности двухвалентных ионов	0,67	0,58	0,53	0,5	0,47	0,45	0,43	0,41	0,39	0,38	0,36	0,35	0,34	0,32	0,31	0,3

 

2. При рекарбонизации дозу двуокиси углерода , мг/л, в расчете на расход оборотной воды следует определять по формуле

 

(9)

 

Введение дымовых газов, очищенных от золы, или газообразной двуокиси углерода в оборотную воду следует предусматривать с помощью газодувок через барботажные трубы или водоструйных эжекторов. Расход дымовых газов q _дг, м³/ч, при нормальном атмосферном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см²) и температуре 0 °С следует определять по формуле

 

(10)

 

где q _охл — расход оборотной воды, м³/ч;

— содержание СО₂ в дымовых газах, % по объему, определяется по данным анализа дымовых газов.

При отсутствии этих данных допускается принимать содержание СО₂ в дымовых газах от сжигания: угля — 5—8 %, нефти и мазута — 8—12 %; доменного газа — 15—22 %; при введении в воду чистой газообразной двуокиси углерода принимается равным 100 %;

b_исп — степень использования двуокиси углерода, %, принимаемая при введении ее в воду с помощью водоструйных эжекторов, равной 40—50 %, с помощью газодувок и барботажных труб — 20—30 %;

g — объемный вес дымовых газов при нормальном атмосферном давлении и температуре 0 °С, гс/м³ (при отсутствии фактических данных допускается принимать 2000 гс/м³).

При введении дымовых газов или газообразной двуокиси углерода в оборотную воду с помощью газодувок барботажные трубы следует погружать под слой воды не менее 2 м. При использовании водоструйных эжекторов следует насыщать дымовыми газами или двуокисью углерода часть оборотной воды, которая затем смешивается со всем объемом воды.

Количество воды z _об, %, общего расхода оборотной воды, которое должно быть пропущено через водоструйные эжекторы, следует определять по формуле

 

(11)

 

где — растворимость двуокиси углерода в воде, мг/л, при данной температуре и парциальном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см²), принимаемая по табл. 4.

 

Таблица 4

 

Температура воды, °С
Растворимость двуокиси углерода, мг/л

 

Устройства для растворения в воде двуокиси углерода и транспортирования воды, насыщенной двуокисью углерода, должны приниматься из коррозионно-стойких материалов.

При расчете дозы двуокиси углерода по формуле (9) необходимо задаться величиной продувки Р ₃ и определить добавку воды Р.

Если при заданной продувке величина z получится нецелесообразной по технико-экономическим расчетам, то следует увеличить продувку Р ₃ или применить другой метод стабилизационной обработки воды — подкисление или фосфатирование.

3. Концентрация фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия в расчете на Р₂О₅) в оборотной воде должна поддерживаться равной 1,5—2 мг/л. При этом в расчете на расход добавочной воды необходимая доза реагента должна составлять 1,5—2,5 мг/л по Р₂О₅ или 3—5 мг/л по товарному продукту.

При обработке воды фосфатами для предупреждения накипеобразования надлежит предусматривать продувку Р ₃, %, определяемую по формуле

 

Р ₃ = Р ₁/(К _у.доп - 1) - Р ₂, (12)

 

где К _у.доп — допустимый коэффициент упаривания воды, определяемый по формуле

 

К _у.доп = (2 - 0,125 Щ _доб) (1,4 - 0,01 t ₁) (1,1 - 0,01 Ж _доб), (13)

 

где t ₁ — температура оборотной воды до охладителя, °С;

Ж _доб — жесткость общая добавочной воды, мг-экв/л.

Значения Р ₁ и Р ₂ принимаются согласно п. 11.9. Метод фосфатирования следует применять при К _у.доп > 1 и величинах продувки, целесообразных по технико-экономическим расчетам. При величинах К _у.доп< 1 надлежит применять подкисление или комбинированную фосфатно-кислотную обработку воды.

4. При комбинированной фосфатно-кислотной обработке воды дозу кислоты Д _кис, мг/л, в расчете на расход добавочной воды следует определять по формуле

 

Д _кис = 100 е _кис(Щ _доб - Щ _доб.пр)/ С _кис, (14)

 

где Щ _доб.пр — предельная величина щелочности добавочной воды, мг-экв/л, при которой предотвращение карбонатных отложений при заданных условиях (t ₁, К _у и Ж _доб) достигается фосфатированием, определяется по формуле

 

Щ _доб.пр = 16 - К _у/0,125(1,4 - 0,01 t ₁)(1,1 - 0,01 Ж _доб). (15)

 

Метод комбинированной фосфатно-кислотной обработки воды следует применять при

0 < Щ _доб.пр < Щ _доб. (16)

 

При Щ _доб.пр > Щ _доб надлежит предусматривать только фосфатирование, при Щ _доб.пр < 0 ¾подкисление.

Дозу фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия) следует принимать равной 3—5 мг/л по товарному продукту в расчете на расход добавочной воды и уточнять в процессе эксплуатации.

Приложение 13

Рекомендуемое