Тема № 5 Обработка воды в схемах оборотного водоснабжения. Обработка охлаждающей воды серной кислотой (подкисление)

Обработка циркуляционной (оборотной) воды производится с целью предотвращения образования в оборотной системе карбонатных отложений. Это может быть достигнуто подкислением добавочной воды серной кислотой. При подкислении происходит разрушение иона .

чем достигается снижение щелочности добавочной воды на некоторое значение и увеличение концентрации растворенного СО₂ в циркуляционной воде. Оба эти процесса способствуют стабилизации щелочности воды в оборотном цикле т.е. устранению накипеобразования. Общую щелочность добавочной воды можно представить как сумму ΔЩ_д и остаточной щелочности Щ_ос т.е.

Щ_д = Щос + ΔЩ_д,

Тогда

где Ку –коэффициент упаривания воды

откуда

где Ку – коэффициент упаривания.

Подставив это значение Щ_ос в уравнение для получим

Предельная щелочность оборотной воды действующего цикла может быть определена анализом. В других случаях (при проектировании) она находится расчетом по следующей формуле.

где А,в- коэффициенты, принимаемые по таблице (см. ниже);

Сцу, Сду – концентрация СО₂ в оборотной и добавочной воде, мг/дм³;

Р_д, Р_пр – добавка воды в систему, продувка воды, соответственно, в процентах от количества воды, находящейся в обороте.

Зная можно определить , т.е. значение, на которое следует снизить щелочность добавочной воды.

Снижение щелочности путем добавления серной кислоты протекает по реакции

(молярная масса эквивалента серной кислоты равна 98 / 2 = 49 г/моль).

Таблица-Значения коэффициентоа «А» и «в» в формуле расчета

Температура оборотной воды, К	А	в
		Окисляемость добавочной воды, мгО/дм3
		5	10	20	30
303	0,26	3,2	3,8	4,3	4,6
313	0,17	2,5	3,0	3,4	3,8
323	0,10	2,1	2,6	3,0	3,2

Пример

Определить месячный расход серной кислоты при подкислении добавочной воды, подаваемой в оборотный цикл, характеризующийся следующими данными:

Q_об =45·10³ м³/ч; Щд = 4,2 ммоль/дм³;

р_пр = 3 %; р_и = 1,6 %; р_д = 4,6 %; (добавка воды в систему, продувка системы и испарение воды в системе в процентах от Q_об).

Т= 311 К; С_цу =3 мг/дм³; С_ду= 6 мг/дм³; Ок = 10 мгО₂/дм³.

Решение

Коэффициент упаривания зависит от продувки системы и показывает, во сколько раз концентрация растворенных веществ в циркуляционной воде больше, чем в добавочной.

Имеется зависимость коэффициента упаривания Ку от продувки системы при значениях р_и , % = 0,5; 0,8; 1.2; 1,6 (см. рисунок)

По данному рисунку находим Ку для указанных значений Ри, Рпр, затем по уравнению находим предельную щелочность оборотной воды, ммоль/дм³

= 4,32

Ку

3,0

2,5
1,6 2,0
1,2 0,8 1,5
0,5 1,0

1 2 3 4 5 6

Р_пр %

Находим устраняемую щелочность, ммоль/дм³

Расход серной кислоты находим по формуле, мг/дм³

q_к = · Э = 1,4 ·49 =68,5,

где Э – молярная масса эквивалента серной кислоты = 49 г/моль;

Месячный расход серной кислоты на подкисление добавки составит, т/мес:

Q_к= q_{к ·} Q_об· τ· p_д · 10^-8 =68,5· 10^-9 · 45· 10³ · 720 · 4,6 · 10^-2 =0,102,

где τ =720– число часов в месяце;

Контрольное задание № 5

Определить месячный расход серной кислоты при подкислении добавочной воды, подаваемой в оборотный цикл, характеризующийся следующими данными:

Вариант №	Qоб -м3/ч	Щд, ммоль/дм3	рпр, %	ри, %	рд, %	Т,  К	Сцу, мг/дм3	Сду, мг/дм3	Ок, мгО2/дм3
1	60·103	5,2	3	1,6	4,6	311	3	6	10
2	59·103	5,1	2,9	1,2	4,3	310	3	6	11
3	58·103	5,0	2,8	1,2	4,1	310	3	6	12
4	57·103	4,9	2,7	1,6	4,0	310	3	6	13
5	56·103	4,8	2,5	0,5	3,8	310	3	6	14
6	55·103	4,7	2,5	0,5	3,8	310	3	6	15
7	54·103	4,6	3,1	0,8	4,7	320	3	6	10
8	53·103	4,5	3,2	0,8	4,8	320	3	6	9
9	52·103	4,4	3,3	1,6	4,9	320	3	6	8
10	51·103	4,3	3,4	1,6	5,2	315	3	6	7
11	50·103	4,4	3,5	1,6	5,2	315	3	6	7
12	49·103	4,5	3,6	1,2	5,3	315	3	6	8
13	48·103	4,6	3,7	1,2	5,5	311	3	6	9
14	47·103	4,7	3,8	1,2	5,6	311	3	6	10
15	46·103	4,9	3,9	0,5	5,8	311	3	6	9
16	45·103	5,3	3,1	0,5	4,7	303	3	6	9
17	44·103	5,2	3,2	0,5	4,8	303	3	6	9
18	43·103	5,1	3,3	0,8	5,0	303	3	6	8
19	42·103	5,0	3,4	0,8	5,2	313	3	6	8
20	41·103	5,4	3,5	1,6	5,4	313	3	6	8