Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчёт и корректировка исходного состава воды

Введение

В настоящее время вода широко используется в различных областях промышленности в качестве теплоносителя и рабочего тела, чему способствует широкое распространение воды в природе и ее особые термодинамические свойства, связанные со строением молекул. Полярность молекул воды, характеризуемая дипольным моментом, определяет большую энергию взаимного притяжения молекул воды (ориентационное взаимодействие) при температуре 10…30 С и соответственно большую теплоту фазового перехода при парообразовании, высокую теплоемкость и теплопроводность. Значение диэлектрической постоянной воды, также зависящей от дипольного момента, определяет своеобразие свойств воды как растворителя.

При нагреве воды на поверхностях нагрева образуются твердые отложения накипеобразующих солей. При испарении воды в пар переходят коррозионно-активные газы, которые способствуют разрушению поверхности охлаждения и генерируют новые вещества, образующие отложения из продуктов коррозии.

Надежность работы энергетического оборудования на станции непосредственно связана с качеством подпиточной воды котлов. Правильно рассчитанный, смонтированный и эксплуатируемый комплекс водоподготовки, дополненный химической программой коррекции котловой воды, является необходимым условием долговечной и экономичной работы любого котлоагрегата.

В условиях эксплуатации энергетического оборудования на ТЭС или АЭС при организации водного режима необходимо создавать условия, при которых обеспечиваются минимальные значения скорости коррозии и снижение накипных отложений. Отложения могут образовываться из примесей, поступающих в воду теплоэнергетических установок от внешних и от внутренних источников.

Исходные данные

Исходной водой является вода Бассейны Ингула со следующим химическим составом:

-биогенные компоненты:

=1,66 мг/л;;

NO2+=0,030 мг/л;

NO3+=0,11 мг/л;

Fe=0,11 мг/л;

P=0,060мг/л;

Si=5,9 мг/л;

-окисляемость:

БО=28,4 мгО2/л;

ПО=7,8мгО2/л;

-главные ионы:

HCO3-=294,7 мг/л;

SO42-=67,8 мг/л;

Cl-=55,7 мг/л;

Ca2+=92,3 мг/л;

Mg2+=15,9 мг/л;

Na++K+=38,5мг/л;

-Жо=5,9 мг-экв/л;

Блоки: 210МВт 6шт.

Таблица 1

			Общая концентрация						Электро провод ность, χ=Сλf мкСм/см
Молекуля рная масса "М"	Эквива лентная масса "Э"	Обозначения	Исх. концентрация		Скорректированная концентрация
Молекуля рная масса "М"	Эквива лентная масса "Э"	Обозначения	[H] мг/кг	[C]мг-экв/кг	[H] мг/кг	[C] мг-экв/кг	[N] моль/кг	%
40,08	20,04	Ca2+	51,8	2,585	51,8	2,585	0,0013	0,005	110,67
24,03	12,01	Mg2+	10,8	0,899	10,8	0,899	0,0004	0,001	40,8
23	23	Na+	6,4	0,278	11,884	0,517	0,0005	0,001	23,84
1	1	H+
		Сумма Kt		3,762		4,001
17	17	OH-
61	61	HCO3-	199,7	3,274	199,7	3,274	0,0033	0,020	134,18
60	30	CO32-
96	48	SO42-	17,3	0,360	17,3	0,360	0,0002	0,002	20,75
35,46	35,46	Cl-	13,0	0,367	13,0	0,367	0,0004	0,001	25,78
		Сумма An		4,001		4,001
Обозначения	Значения	Обозначения и расчетные формулы							Значения
NH4-,мг/л	0,60	мольл							0,006
NO2-, мг/л	0,02	f’							0,921
NO3-, мг/л	0,11	f“							0,720
Fe, мг/л	0,10	CО2ф,моль/л							0,00002
P, мг/л	0,04	СО2р,моль/л							0,00016
Si, мг/л	0,00	рНф							8,59
БО, мгО2/л	10,7	рНр							7,75
ПО, мгО2/л	4,00	Ис							0,84
Жо, мг-экв/л	3,7	Жо-расчетное значение, мг-экв/л							3,48
СС,мг/л		СС, расчетное значение мг/л							304,48
		Электропроводность,Сf,мкСмсм							356,02

Расчёт и корректировка исходного состава воды

Для начала найдём эквивалентные массы ионов:

Э = М/Z,

где М- молярная масса иона;

Z- заряд иона.

Э(Са2+) = 40,08/2 = 20,04 г-экв;

Эквиваленты остальных ионов считаются аналогично.

Расчет начинаем с анионного состава воды:

[С] = [Н]/Э,

где [Н]- концентрация иона, выраженная в мг/л,

Э- эквивалент иона.

С(HCO3-) =3,274мг-экв/кг;

С(SO42-) = 0,360мг-экв/кг;

C(Cl-) = 0,367 мг-экв/кг.

Σ An = 4,001мг-экв/кг.

Рассчитаем катионный состав воды:

С(Са2+) = 2,585мг-экв/кг;

С(Mg2+) = 0,899мг-экв/кг;

С(Na+) = 0,278мг-экв/кг;

Σ Kt = 3,762мг-экв/кг.

Правильность определения концентраций катионов и анионов, т.е. солей, образованных эквивалентным количеством ионов, проверяют на основании закона электронейтральности по уравнению:

Σ Kt=ΣAn.

При несоблюдении этого условия, следует скорректировать состав воды. Это достигается путём добавления натрия Na+.

Т.о. закон электронейтральности соблюдается.

Пересчитаем значения концентраций примесей в другие виды концентраций: [N]= [Н]/(М.1000), моль/л;

Пересчёт остальных концентраций осуществляется аналогично.

[С]= [Н]/104,%

Ионная сила раствора равна полусумме произведений молярных концентраций на квадраты их зарядов.

μ = 0,5

Коэффициент активности – функция ионной силы раствора:

lg f' = -0.5Zi2 ,

f = 10 ,

Концентрация в природных водах недиссоциированных молекул Н2СО3 составляет обычно лишь доли процента от общего количества свободной углекислоты, под которым понимают сумму Н2СО3+ СО2.

Равновесное значение суммы Н2СО3+ СО2, моль/кг

Н2СО3+ СО2 = ,

и рН – равновесное

Таблица 2

Молекуляр-

Эквивалент-

Обозначения

Концентрации после коагуляции

Электропровод-

ная масса "М"

ная масса "Э"

[H] мг/кг

[C] мг-экв/кг

[N] моль/кг

ность, мкСм/см

40.08

20.04

Ca2+

51.800

2.585

0.0013

0.005

109.97

24.03

12.01

Mg2+

10.800

0.899

0.0004

0.001

40.54

Na+

11.884

0.517

0.0005

0.001



H+

Сумма Kt

4.001

OH-

HCO3-

169.200

2.774

0.003

0.017

113.50

CO32-

SO42-

41.300

0.860

0.000

49.23

35.46

Cl-

13.000

0.367

0.000

0.001

25.74

Сумма An

4.001

Обозначения

Значения

Обозначения и расчетные формулы

Значения

NH4+, мг/л

0.300

мольл

0.006

NO2-, мг/л

0.011

0.920

NO3-, мг/л

0.055

f''

0.715

Fe, мг/л

0.030

СО2 моль/л

0.0005

P, мг/л

0.022

7.153

Si, мг/л

0.000

Жо - расчетное значение, мг-экв/л

3.484

БО, мгО2/л

5.350

CC, расчетное значение мг/л

297.984

ПО, мгО2/л

2.000

Электропроводность, СfмкСмсм

362.783

Dk,мг-экв/л

0.500

Вывод: Величина pH имеет оптимальное значение, т.к. входит в интервал 5,5-7,5. Бикарбонатная щелочность увеличилась на дозу коагулянта, а содержание сульфатов увеличилось.

Коагуляция исходной воды

В данном случае, в качестве коагулянта использовался сернокислый алюминий Al2(SO4)3.

Доза добавляемого коагулянта:

Dk = 0,07.ПО = 0,12.8,1 = 0,972мг-экв/л.

Т.к. Dk>0,5 принимаем это значение равное 0,5 мг-экв/л.

Оптимальное значение рН при коагуляции с сернокислым алюминием находится в интервале 5,5 – 7,5. Значение величины рН среды при коагуляции оказывает влияние на скорость и полноту гидролиза.

При коагуляции в обрабатываемой воде увеличивается содержание сульфатов, но уменьшается бикарбонатная щелочность на дозу коагулянта. Катионный состав воды не меняется.

Таблица 3

Молекуляр-

Эквивалент-

Обозначения

Концентрации(С СаСl2,Ca=HCO3)

После гидратного известкования

Электропровод-

ная масса "М"

ная масса "Э"

[H] мг/кг

[C] мг-экв/кг

[N] моль/кг

[H] мг/кг

[C] мг-экв/кг

[N] моль/кг

ность,мкСм/см

40,08

20,04

Ca2+

65,606

3,274

0,0016

0,0066

31,088

1,551

0,0008

0,0031

69,44

24,03

12,01

Mg2+

10,8

0,899

0,0004

0,0011

7,782

0,648

0,0003

0,0008

30,74

Na+

11,884

0,517

0,0005

0,0012

11,884

0,517

0,0005

0,0012

24,11

H+

Сумма Kt

4,69

2,716

OH-

5,100

0,300

0,0003

0,0005

55,4

HCO3-

199,7

3,274

0,0033

0,02

19,215

0,315

0,0003

0,0019

13,05

CO32-

5,550

0,185

0,0001

0,0006

9,65

SO42-

17,3

0,360

0,0002

0,0017

41,3

0,860

0,0004

0,0041

51,8

35,46

Cl-

37,43

21,056

0,0011

0,0037

37,43

1,056

0,0011

0,0037

75,06

Сумма An

4,69

2,716

Обозначения

Значения

Обозначения и расчетные формулы

Значения

NH4+, мг/л

0,3

мольл

0,004

NO2-, мг/л

0,011

0,931

NO3-, мг/л

0,055

f''

0,752

Fe, мг/л

0,33

СО2 моль/л

0,0005

P, мг/л

0,022

10,446

Si, мг/л

Жо - расчетное значение, мг-экв/л

2,199

БО, мгО2/л

5,35

CC, расчетное значение мг/л

154,249

ПО, мгО2/л

Электропроводность, СfмкСмсм

329,249

Dk,мг-экв/л

0,5

Dи,мг-экв/л

3,78

Иизв,мг-экв/л

0,300

DCaCl2,мг-экв/л

-0,689

Mg2+max

0,596

12 3	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: