обескремніюванийВОД
Основи технологіївидалення з води кремнієвої кислоти
У підземних водахзміст кремнієвої кислоти досягає половини їх загального аніонного складу.Концентрація кремнієвої кислоти у воді рівнинних річок зазвичай значно нижчі,ніж у воді гірських річок. Форми присутності у воді кремнієвої кислоти варіюютьсявід колоїдної до іонно-дисперсної в залежності від її температури, рН та відспіввідношення різних домішок води.,
Воду, що міститькремнієву кислоту, не можна використовувати для живлення котлів високого інадвисокого тиску, в хіміко-фармацевтичної промисловості, привиробництві капрону і текстилю, при переробці кольорових металів.
Кремнієва кислотає основним компонентом складних силікатних накипу (до 50% кремнієвоїкислоти, до 30% оксидів заліза, міді і алюмінію і до 10% оксиду натрію),які здатні відкладатися на стінках котлів і теплообмінних апаратів.Кремнієва кислота утворює накипу з катіонами кальцію, магнію, натрію, заліза,амонію. Силікатна накип володіє низьким коефіцієнтом теплопровідності ітому істотно знижує теплотехнічні показники роботи котлів ітеплообмінних апаратів.
Таким чином, вода,містить кремнієву кислоту, ускладнює і погіршує роботу котлів, турбін, атакож різних теплообмінних апаратів, знижує якість продукції рядувиробництв, тому при її використанні для зазначених цілей необхіднозробити попереднє обескремніюваний води. Глибина збезкремнюванняживильної води для котлів залежить від їх робочого тиску, температури таконструкції. Вміст кремнієвої кислоти в додатковій воді зазвичай до 0,05 ...0,1 мг/л (рахуючи по Si032-).
Солі кремнієвої кислотидосить добре розчинні у воді. Найменш розчинні у воді силікатимарганцю, цинку, кадмію і кальцію. Використання солей цих металів утехнології збезкремнювання води неекономічно через великі витрати осаджувача.Кремнієва кислота добре сорбується на пластівцях гідроксидів магнію, заліза іалюмінію. Як показали результати досліджень О. Н. Шемякіної і В. А. Клячко,кремнієва кислота не витягується з води в результаті обмінної адсорбції наслабоосновнимі аніоніти, а середньо-і сільноосновнимі аніоніти сорбується привідсутності у воді сильних і слабких кислот (особливо вугільної).
обескремніюваний водидосягається: осадженням вапном; сорбцією гідроксидами заліза, алюмінію,оксидом або гідроксидом магнію; фільтруванням через магнезіальний сорбент;іонним обміном і електрокоагулірованіем.
Очевидно, що вибірметоду збезкремнювання води залежить від висунутих до неї вимог іекономічних показників.
При обескремніюванийводи температурою 98 В° С осадженням вапном і при значному надлишку осаджувачазміст кремнієвої кислоти може бути знижено до 0,4 ... 0,5 мг/л, асорбцією гідроксидами алюмінію і заліза - до 1,5 ... 2 мг/л. При обескремніюванийводи, нагрітої до 40 В° С, сорбцією гідроксидом магнію абокаустичним-магнезитом досягається зниження сполук кремнію в ній до0,8 ... 1,2 мг/л, а при підігріві води до 120 В° С - до 0,25 ... 0,5 мг/л. Приобескремніюваний води фільтруванням через магнезіальний сорбент залишковезміст кремнієвої кислоти знижується до 0,1 ... 0,2 мг/л.
Найбільш глибокеобескремніюваний води досягається в циклі її іонітових знесолення: до0,05 ... 0,01 мг/л. Однак цей метод є найбільш дорогим.
Сорбционноеобескремніюваний води
обескремніюваний водивапномзасноване на невеликий розчинності силікату кальцію. При наявності у вихіднійводі 10 ... 12 мг/л кремнієвої кислоти залишковий вміст її в обробленоїводі становить 6 ... 8 мг/л. З надлишком вапна і підвищенням температуриглибина збезкремнювання зростає. Так, якщо підлягає обескремніюваний водунагріти в каскадному подогревателе до температури 80 ... 90 В° С і наситити вапномв сатураторі (рис. 22.1), то при цьому випадають в осад гідроксид магнію,сорбирующие SiO32-, силікат і карбонаткальцію. Вода обескремнівается і частково умягчается.
Освітлюючий водуфільтруванням, надлишок гідроксиду кальцію видаляють декарбонізації в скрубберахпродувкою очищеними димовими газами. Утворений при цьому осад
В очищеній водіміститься 0,35 ... 0,50 мг/л Si032-,солейжорсткості - не більше 0,01 мг-екв/л, лужність не перевищує 0,3 мг-екв/л.Вуглекислота видаляється з води і відбувається часткове розкладаннягідрокарбонатів.
обескремніюваний водисолями заліза засноване на здатності пластівців гідроксиду заліза(II), що утворюється при введенні в воду його солей, сорбуватимолекулярно-дисперсну і колоїдну кремнієву кислоту.
Установка, використовуванадля збезкремнювання води сульфатом заліза (II) або хлоридом заліза (III),складається з вертикального змішувача, дозаторів реагенту і вапняного молока,освітлювача, фільтра та насоса для рециркуляції осаду. Завдяки рециркуляціїосаду значно знижується витрата коагулянту.
На зниження вмістукремнієвої кислоти з 12 ... 14 до 2 мг/л витрачається 300 ... 350 мг сульфатузаліза (II). Оптимальні значеннярН (8,5 ... 9,5) підтримуються додаванням у воду вапна.
обескремніюваний водисолями алюмінію засноване на їх здатності сорбуватикремнієву кислоту з розчину. В якості реагентів застосовують алюмінат натріюі сульфат алюмінію.
Концентрація залишковоїкремнієвої кислоти при використанні алюмінату натрію становить 0,5 ... 2мг/л; витрата алюмінату - 150 ... 200 мг/л. Застосування замість алюмінату натріюбільш дешевого сульфату алюмінію зменшує глибину декарбонізації і збільшуєвміст сульфатів, що небажано для вод, що йдуть на харчування паровихкотлів.
Високої сорбційноїздатністю по Si032-володіютьпластівці алюмінату магнію, що утворюються при одночасному введенні в воду солеймагнію і алюмінату натрію при рН понад 8,5. Для отримання оптимального значеннярН воду подщелачивают.
Розрахункову дозу вапна,мг/л (в перерахунку на СаО), для подщелачіванія води рН = 7,8 ... 8,3 при введенні внеї солей алюмінію або заліза визначають за формулою
(22.1)
де Дк - дозакоагулянту в перерахунку на безводний продукт, Мг/л; [СО2] - вміст у вихіднійводі оксиду углеродa (IV),мг/л;єк - еквівалентна маса активної речовини коагулянту, мг/мг-екв.
Схема споруд длязбезкремнювання води цим методом аналогічна попередньої. Якщо допускаєтьсявміст завислих речовин у воді до 15 мг/л, то вода з освітлювачів можебезпосередньо подаватися споживачеві; при необхідності більш повногопосвітління воду пропускають через фільтри з антрацитної крихтою. Для зниженнядози коагулянту, витрата якого звичайно становить 200 ... 400 мг/л, приймаютьрециркуляцію осаду в освітлювачі.
Перераховані методи маютьнедоліки, серед яких, найбільш значними є велика витрата івисока; вартість реагентів, а також збільшення кількості сухого залишкудекремнізірованной води.
магнезіальних метод збезкремнюванняводи(Рис. 22.2), заснований на здатності сполук магнію (оксиду магнію,обпаленого доломіту, каустичної магнезиту та ін) сорбувати з воднихрозчинів колоїдну та молекулярно-дисперсну кремнієву кислоту; причомузалишковий вміст Si02вочищеній воді не перевищує 1 ... 1,5 мг/л. Для зниження витрати магнезитовихреагентів (в 3 ... 4 рази) застосовують високий підігрів і рециркуляцію шламу звідстійників в камеру реакції. Так, при підігріві води до температури 35 ...45 В° С залишковий вміст кремнієвої кислоти при обробці оксидом магнію неперевищує 2 мг/л, до 86 ... 105 В° С - 0,5 мг/л. Витрата MgOвцьому випадку становить 5 ... 7 мг/мг Si02.
кремнієвийкислота вода магнезійний
Рис. 22.2. Установкамагнезиального збезкремнювання води при високій температурі.
1- Гріючийпар; 2,8 - подача вихідної і відведеннядекремнізірованной води; 3 - водопідігрівач;4- Реагенти бак; 5 - напірний дозатор; 6 - освітлювач з каскаднимпідігрівачем; 7 - фільтр, заповненийоксидом магнію або антрацитом; 9 - насос для рециркуляції осаду
Зважаючи дефіцитності івисокої вартості оксиду магнію в якості магнезитових реагентів частозастосовують обпалений декарбонізованний дол...
