Определить, записать основные элементы, объяснить принцип действия декарбонизаторов
Химические способы дегазации
Дегазация - это удаление из воды растворенных газов. Аэрацией из воды могут быть удалены свободная углекислота, метан и сероводород. Парциальное давление этих газов в атмосферном воздухе близко к нулю, поэтому создаются благоприятные условия для диффузии удаляемого газа из воды в пропускаемый через нее воздух.
Дегазацию воды в процессе водоподготовки осуществляют на дегазаторах различных типов (пленочные, барботажные)
Устройство и принцип работы декарбонизатора
Удаление углекислоты (СО2) производят в аппаратах называемых декарбонзаторами, а процесс удаления газов называется дегазацией. Углекислый газ СО2 попадает в воду следствии контакта воды с атмосферным воздухом, кроме того, высокие концентрации СО2 возникают в воде в результате ее обработки в водород – катионитных фильтрах. СО2 удаляется из воды аэрацией, т.к. парциальное давление СО2 в атмосферном воздухе близко к нулю, поэтому создаются благоприятные условия для диффузии СО2 из воды в пропускаемый через нее воздух.
Декарбонизаторы пленочного типа позволяют снизать концентрацию растворенной углекислоты до 3-7 млг/кг
Устройство:
Декарбонизатор представляет собой цилиндрический корпус-башню, внутри которой располагается насадок. Ранее применяли деревянные насадки из досок, уложенных в шахматном порядке с зазором. В настоящее время применяют насадок из керамических колец Рашига. Можно применять дробленый кокс, щебень, керамические блоки, пластмассовые бруски и др. Имеются патрубки для воды. Воздух подается вентилятором. Вода подается и распределяется по поверхности насадка при помощи сопел. Имеется поддон для сбора воды. Для загрузки и выгрузки насадка предусмотрены два лаза.
Работа:
Вода входит через центральный патрубок в верхнюю часть аппарата и распределяется при помощи сопел по поверхности насадка. Омывает элементы насадка тонким слоем пленки. Навстречу воде, движущейся тонкой пленкой, снизу движется воздух, подаваемый в декарбонизатор вентилятором. Пленка воды омывается встречным потоком воздуха. Углекислый газ из воды переходит в воздух т.к. парциальное давление СО2 в атмосферном воздухе близко к нулю, поэтому создаются благоприятные условия для диффузии СО2 из воды в пропускаемый через нее воздух.
Воздух вместе с удаленным из воды углекислым газом выводится из декарбонизатора отводится из верхней части дегазатора в атмосферу. Освобожденная от углекислого газа вода стекает в поддон, расположенный в нижней части корпуса, затем насосом подается в бак декарбонизированной воды.
Практ № 12 по водоподготовке Лист 2
Химический способ дегазации
Сущность химических методов заключается в применении реагентов, связывающих растворенный в воде кислород или другие газы.
Обескислороживание воды производят путем введения в воду сульфита натрия Nа2 SО3 , сернистого газа SО2 или гидразин – гидрата N2Н4 • Н2О
Сульфит натрия при введении его в воду окисляется растворенным в воде кислородом до сульфата натрия Реакция протекает быстро при температуре воды не менее 80 С и рН<= 8
2Nа2 SО3 + О2 → 2Nа2 SО4
В случае применения сернистого газа образуется сернистая кислота
SО2 + Н2О → Н2 SО3 ,
Которая кислородом, растворенным в воде окисляется до серной кислоты
2Н2 SО3 + О2 → 2Н2 SО4
В котлах высокого и сверхвысокого давления применяют гидразин-гидрат N2Н4 • Н2О, который энергично взаимодействует с кислородом, окисляясь до воды и азота, т.е. не повышая солесодержания воды
N2Н4 • Н2О + О2 → 3Н2О + N2
Реакция протекает быстро (несколько секунд) при температуре воды 105 С и рН = 9 -9.5 и избытке гидразина около 0.02мг/л
Примером химического метода удаления из воды сероводорода может служить обработка воды хлором:
2Н2 S + 5Сl2 + 4Н2 О → S + Н2 SО4 + 10НCl
Недостатки химического метода:
1. Применение реагентов, усложняющих и удорожающих процесс обработки воды;
Ухудшение качества воды при нарушении дозировки реагентов
Еще к химическому методу удаления газов относится, получивший широкое распространение метод обескислороживания воды с помощью сталестружечных фильтров.
Перед применением в сталестружечных фильтрах стальную стружку обрабатывают едким натром для удаления масла
Обрабатываемая вода фильтруется через слой стальных стружек, при этом кислород связывается по следующей реакции
3Fe + 2О2 → Fe3 О4
Продолжительность контакта стружек и воды, требуемая для ее обескислороживания, составляет 1.5-2 минуты. Стружки приходится заменять через 6-12 месяцев.
В сталестружечных фильтрах нельзя применять стружку легированных и нержавеющих сталей.