Kako ukloniti otopljene plinove iz hladne vode. Uklanjanje otopljenih plinova iz vode

G. Ovčinnikov

Kisik i ugljični dioksid otopljeni u vodi povećavaju brzinu korozije čelika, osobito pri povišenim temperaturama. Stoga ih treba što više ukloniti iz kotlovske vode i vode sustavi grijanja. Ova publikacija daje pregled nastojanja usmjerenih na to suvremene metode obrada vode

Kotlovski sustavi se prema namjeni obično dijele na vrelovodne i parne, pa svaki tip ima svoje zahtjeve za pročišćenu vodu, koji također ovise o snazi i temperaturnim uvjetima.

Razvoj službeni zahtjevi provode nadzorna tijela, ali su uvijek blaže od preporuka proizvođača utvrđenih na temelju jamstvenih obveza. Osim toga, u Europskoj uniji ovi dokumenti prolaze sveobuhvatnu provjeru normizacijskih tijela i specijaliziranih organizacija u pogledu učinkovitosti i dugoročnog rada kotla. Stoga je preporučljivo usredotočiti se posebno na preporuke proizvođača.

Riža. Instalacija sa granuliranim redoksitom za uklanjanje kisika iz nadopunske vode kotlova na pelete Nacionalne Botanički vrt ih. N.N. Grishko

Cijeli niz kemijskih režima vode reguliran je Pravilnikom tehnička operacija, kao i razni dokumenti s uputama koji se odnose na pojedine od navedenih načina. Samo usklađenost s ispravnim vodnim i kemijskim režimima osigurat će pouzdan, besprijekoran i trajan rad kotlovske opreme, zajedno sa sustavima za opskrbu toplinom.

Šteta od plinova otopljenih u kotlovskoj vodi

Također je potrebno neutralizirati slobodni CO 2 u cirkulirajućim kondenzatima sustava grijanja.

I fizičke i kemijske metode mogu se koristiti za uklanjanje kisika iz napojne vode kotla. Obično se kombiniraju, prvo fizikalne, zatim kemijske metode.

Fizikalne metode

Fizikalne metode uključuju korištenje deaeratora, koji mogu biti toplinski ili vakuumski. Za odzračivanje vode razvijene su i elektromagnetske, visokofrekventne i ultrazvučne metode, kao i dušik u mjehurićima.

Termički način je najrašireniji u parnim i toplovodnim kotlovnicama. Temelji se na procesima opisanim u Henryjevom zakonu. Prema njemu, topljivost idealnih plinova u vodi pri konstantnoj temperaturi i niskom tlaku izravno je proporcionalna parcijalnom tlaku tih plinova iznad vode. Povećanje temperature do razine zasićenja pri određenom tlaku smanjuje parcijalne tlakove plinova iznad vode na nulu, pa se stoga topljivost plinova u vodi smanjuje na nulu. Zbog neravnoteže u sustavu dolazi do oslobađanja plinova iz vode (fizička desorpcija).

Odabirom omjera temperature i tlaka pri kojima plinovi postaju praktički netopljivi, moguće ih je gotovo potpuno ukloniti iz vode.

Iza posljednjih godina znatno su unaprijeđene konstrukcije uređaja za uklanjanje plinova. Sada postoji nekoliko uspješnih vrsta deaeratora, od kojih je svaki prilagođen za određenu svrhu. Postoje instalacije za odzračivanje hladne vode bez zagrijavanja, koje proizvode 15 000 m 3 dnevno i smanjuju sadržaj kisika na 0,22 ml/dm 3. U takvom uređaju voda se raspršuje u posebne posude u komori pod niskim pritiskom. Plinovi se mogu uklanjati parnim ejektorima s hladnjacima ili vakuumskim pumpama.

U parnim kotlovnicama uglavnom se koriste desorberi s niskim atmosferskim miješanjem. nadpritisak. U takvom se aparatu mlazovi vode kreću prema dolje prema pari koja dolazi iz parne distribucijske komore, te se u dodiru s njom zagrijavaju do točke vrenja, pri čemu se u njoj otopljeni zrak oslobađa iz vode.

Uređaj održava tlak od 0,12 MPa, a voda se zagrijava na 104°C, tj. do točke vrenja pri ovom tlaku. Isparena voda i zrak šalju se kroz armaturu u izmjenjivač topline za zagrijavanje vode koja ulazi u uređaj. Nazivni kapacitet takvih deaeratora je 25-300 t/h.

U kotlovnicama sa toplovodni kotlovi gdje nema pare koriste se vakuumski deaeratori koji održavaju tlak od oko 0,03 MPa pri vrelištu od oko 69°C. Ovaj vakuum se stvara pomoću vodenog mlaznog ejektora.

Glavni uvjet za uklanjanje plinova iz Vruća voda je održavati ga u fino atomiziranom stanju (dovoljno vrijeme) na vrelištu koje odgovara tlaku pri kojem se otopljeni plinovi slobodno otpuštaju u plinovitu fazu. Na jednostavan tip otvorenog grijača napojne vode, deaerator, kada se zagrije na 88-93°C i slobodno ispušta plinove u atmosferu, smanjuje koncentraciju kisika na približno 0,3 ml/dm 3 .

Uređaji za uklanjanje kisika za sustave tople vode za velike zgrade i građevinske komplekse dizajnirani su drugačije. Voda se zagrijava pod vakuumom tako da joj vrelište ne prijeđe 60-80°C pomoću nizova zavojnica s grijaćom parom. Voda se zatim poprska po tanjurima. Temperatura pare koja ulazi u donje zavojnice viša je od temperature vode, koja posljedično isparava; para povlači oslobođene plinove kroz ventil hlađen dolaznim hladna voda. Kondenzat iz ventila teče natrag u komoru ladice, dok se plinovi izbacuju pomoću vakuumske pumpe ili ejektora pare.

ako je uređaj smješten u podrumu zgrade, onda je potreban cirkulacijska pumpa za toplu vodu, ponekad se ugrađuje u tavanske tehničke podove zgrade tako da se vodoopskrba ostvaruje prirodnom cirkulacijom. U takvim uvjetima postiže se koncentracija kisika od 0,04 ml/dm 3 koja štiti sustav od korozije na temperaturama ispod 70°C.

U deaeratorima napojne vode kotla voda dolazi u izravan kontakt s parom. Najčešće se koriste pločasti uređaji koji rade pod tlakom ili vakuumom. Raspršivač, koji radi pod niskim tlakom, naširoko se koristi u instalacijama kotlova. U odzračivaču s pladnjem, hladna napojna voda prolazi kroz hladnjak, zatim ulazi u komoru grijanu parom, gdje se raspršuje na metalne posude. Voda zatim teče u spremnik. Para ispunjava cijeli prostor, a smjer njenog kretanja je takav da zagrijava vodu i odvodi oslobođene plinove. Tako je moguće postići gotovo potpuni nedostatak kisika u vodi.

U više moderan model Odzračivač raspršuje vodu u atmosferu pare pod tlakom od približno 0,1 kg/cm 2 . Ova vrsta skidača namijenjena je za brodske kotlove. Aparat se sastoji od hladnjaka, dijela koji se grije parom, dijela za odzračivanje koji okružuje ulaz pare i dijela za pohranu odzračene vode koji se nalazi na dnu uređaja. Hladna napojna voda prolazi kroz hladnjak, zatim kroz mlaznice za prskanje ulazi u komoru zagrijanu parom, pa opet kroz mlaznice u komoru za odzračivanje, a zatim u kolektor vode. Para ulazi u komoru za odzračivanje pod tlakom od 0,7 kg/cm 2 i diže se u hladnjak, gdje se otpuštaju plinovi koji se uklanjaju, a toplina pare se prenosi na vodu koja ulazi u aparat. Većina otopljenog kisika uklanja se iz vode kada se inicijalno zagrijava; posljednjih 5% kisika mnogo je teže ukloniti. U tu svrhu koristi se komora za odzračivanje, koja osigurava gotovo potpuno uklanjanje kisika iz vode.

Najjači deaeratori također uklanjaju sav slobodni ugljični dioksid i djelomično poluvezani ugljični dioksid i druge plinove. Istodobno, zbog odsutnosti ugljičnog dioksida, pH vode raste.

Postoji tehnologija bez reagensa za duboko uklanjanje kisika za parne i vodene sustave grijanja, korištenjem hidrofobnih membrana u kontaktorima, što omogućuje postizanje dubokog stupnja pročišćavanja vode - do 1 μg/dm 3.

Korištenje metoda desorpcije omogućuje uklanjanje plina do određene granice, što je u nekim slučajevima nedovoljno zbog uvjeta korištenja vode. Osim toga, nije uvijek moguće i potrebno uključiti složene uređaje za uklanjanje plina u krugove. Stoga se u mnogim termoelektranama za obradu napojne i nadopunske vode koriste kemijske metode vezanja O 2 i CO 2 u korozijsko sigurne tvari.

Kemijske metode

U srži kemijske metode Uklanjanje otopljenih plinova iz vode uključuje njihovo kemijsko vezanje, što se postiže uvođenjem reagensa ili filtriranjem kroz posebne medije.

Da bi se iz vode izdvojio kisik, ona se filtrira kroz tvari koje lako oksidiraju, na primjer, čelične strugotine i druge regenerirane terete.

Stupanj uklanjanja slobodnog kisika za sprječavanje korozije kotlova i mreža ovisi o temperaturi rashladnog sredstva i volumenu vode.

Obično na 70°, kao što je slučaj u mnogima Sustavi PTV-a, nije potrebno smanjiti sadržaj kisika ispod 0,07 ml/dm 3 . Za parne kotlove koji rade na tlaku ispod 17,5 kg/cm 2 (bez ekonomizatora), željena granica ne smije prijeći približno 0,02 ml/dm 3 . Za kotlove visokotlačni(ili pri korištenju ekonomizatora) potrebna je gotovo potpuna odsutnost kisika, tj. ispod 0,0035 ml/dm 3.

Postoje mnogi reagensi i njihovi sastavi pod različitim komercijalnim nazivima koji se mogu koristiti za neutralizaciju kisika. Svaki reagens ima svoj pozitivan i negativna svojstva i kvaliteta. O njima će biti riječi u nastavku.

Najčešći reagens za kemijsko uklanjanje kisika iz vode je natrijev sulfit Na 2 SO 3 pod različitim nazivima. I u čistom obliku i u obliku katalitički aktivnog oblika. Kao katalizatori koriste se vrlo male količine bakra ili kobalta.

Preporučene koncentracije natrijeva sulfita značajno se razlikuju među različitim autorima. Za uklanjanje 1 kg kisika potrebno je oko 8 kg natrijevog sulfita, međutim postoje brojne preporuke za doziranje viška količine ovog katalizatora - od 2 do 40 mg/dm 3 za određene kotlove i načine rada.

Obrada vode s Na 2 SO 3 temelji se na reakciji oksidacije sulfita s kisikom otopljenim u vodi:

2Na 2 SO 3 + O 2 = 2Na 2 SO 4.

U ovoj reakciji četverovalentni sumpor S 4+ djeluje kao redukcijski agens, koji predaje elektrone kisiku, oksidirajući u S 6+.

Važan pokazatelj procesa vezanja kisika je brzina reakcije između natrijevog sulfita i kisika. Ovisi o temperaturi vode koja se tretira i, u skladu sa zakonom djelovanja mase, o količini unesenog reagensa.

Dakle, pri temperaturi vode od 40°C i doziranju stehiometrijske količine natrijevog sulfita, proces je završen za 6-7 minuta, pri temperaturi od 80°C, vrijeme reakcije je nešto više od 1 minute. Uz 70% viška reagensa, u skladu sa zakonom o djelovanju mase, reakcija se odvija do kraja unutar 2 minute na bilo kojoj temperaturi.

Na temperaturama iznad 275°C (tlak zasićenja 6 MPa), natrijev sulfit se može razgraditi u SO 2 ili H 2 S, što značajno povećava brzinu korozije opreme za parno-kondenzatni put.

Stoga se ovaj reagens može koristiti samo za deoksigenaciju vode iz srednjetlačnih kotlova (3-6 MPa), isparivača i za nadopunu vode u toplinskim mrežama.

Otopina natrijevog sulfita koncentracije 3-6% priprema se u spremniku zaštićenom od dodira s atmosferom, a zatim se pomoću dozatora uvodi u vodu koja se tretira s nekim viškom u odnosu na stehiometrijsku količinu.

Međutim, prevelika doza reagensa uvelike povećava električnu vodljivost kotlovske vode (sadržaj soli), kao i stvaranje mulja; mogući su problemi zbog stvaranja pjene u kotlovskoj vodi.

Sulfitacija se lako provodi i ne zahtijeva glomaznu i skupu opremu. Hendikep ovu metodu je da povećava suhi ostatak u količini od 10-12 mg/dm 3 na 1 mg/dm 3 otopljenog kisika.

Razvijena je i koristi se originalna učinkovita tehnologija za uklanjanje O 2 iz vode pomoću granuliranog filtarskog materijala izrađenog na bazi sintetskih ionskih izmjenjivača s makroporoznom strukturom, u koje su ugrađeni aktivni centri metala, posebice dvovalentnog željeza.

Tijekom procesa filtriranja vode kroz sloj sirovine, oksidacija s otopljenim kisikom pretvara željezne oblike željeza (FeO) u dvostruki željezni oksid (FeO.Fe 2 O 3 nH 2 O) ili seskvioksid (Fe 2 O 3 .nH 2 O).

Esencija tehnološki proces sastoji se u korištenju sorbenta koji ima dovoljno visoku sposobnost apsorpcije kisika (tj. predstavlja redoksit u reduciranom obliku). Kao takav sorbent korišten je kompleks ionske izmjene s prijelaznim metalom uvedenim u fazu ionske izmjene.

U ovom slučaju, proces kemijske apsorpcije kisika može se prikazati u obliku sljedeće jednadžbe:

4RMe(OH) n + O 2 + 2H 2 O → 4RMe(OH) (n+1) ,

Kako se voda filtrira kroz sloj redoksita, sve više i više će se pretvarati u oksidirani oblik i, konačno, sposobnost daljnje apsorpcije kisika bit će potpuno iscrpljena. Nakon isteka radnog ciklusa Redox filtra, iscrpljeni sorbent prolazi kroz regeneraciju.

Regeneracija je proces vraćanja apsorpcijske sposobnosti redoksita prolaskom kroz sloj, na primjer, natrijevog tiosulfata:

RMe(OH) n + 2H 2 O → 4RMe(OH) (n-1) ,

gdje je R kompleksni radikal ionskog izmjenjivača netopljiv u vodi; Me je prijelazni metal.

Prije prolaska otopine za regeneraciju, redoksit se mora olabaviti obrnutim protokom vode. Nakon toga se ispere od viška reagensa i produkata regeneracije.

Za bubanj kotlove na visokim i ultra-visokim tlakovima, hidrazin se koristi u obliku hidrazin hidrata ili hidrazin sulfata, koji snažno djeluju s kisikom, na kraju oksidirajući u vodu i dušik, tj. bez povećanja saliniteta vode:

N 2 H 4 · H 2 O + O 2 = 3H 2 O + N 2.

Hidrazin hidrat se može uspješno koristiti za obradu napojne vode bubanj kotlova i protočnih kotlova (ne povećava suhi ostatak vode), dok se hidrazin sulfat može koristiti samo za obradu napojne vode bubanj kotlova (neznatno povećava suhi ostatak) .

Brzina reakcije ovisi o temperaturi, pH medija, suvišku hidrazina, sukladno zakonu djelovanja mase, te prisutnosti katalizatora. Pri temperaturama ispod 30°C hidrazin praktički ne stupa u interakciju s O 2, ali pri 105°C, pH = 9-9,5 i suvišku hidrazina od oko 0,02 mg/dm 3, vrijeme gotovo potpunog vezanja kisika je nekoliko sekundi.

Hidrazin se uvodi u vodu u obliku 0,1-0,5% otopine u višku od stehiometrijske količine, uzimajući u obzir činjenicu da se dio troši na redukciju viših oksida željeza i bakra iz naslaga na cijevima.

Hidrazin sulfat se može koristiti pri bilo kojem tlaku, međutim, preporučljivo je koristiti ga samo pri tlaku od 70 kgf / cm 2 i više, a pri niskom tlaku bolje je koristiti natrijev sulfit zbog niže cijene.

Preporuča se izračunati dozu hidrazina g (µg/kg) u smislu NH 4 pomoću formule:

g=S 1 +0,35S 2 +0,15S 3 +0,25S 4 +40,

gdje je C 1 koncentracija kisika u napojnoj vodi prije dodatka hidrazina, C 2 koncentracija nitrita u napojnoj vodi prije dodatka hidrazina, C 3 koncentracija željeza u napojnoj vodi, μg/kg C 4 je koncentracija bakra u napojnoj vodi, kg/kg;

Koncentracija hidrazina u radnoj otopini C (mg/kg) izračunava se po formuli:

gdje je D potrošnja napojne vode, t/h, prosječni (podesivi raspon) protok mjerne pumpe, l/h;

Kada se priprema radna otopina hidrazin sulfata, potonji se mora neutralizirati natrijevim hidroksidom. njegova količina potrebna za neutralizaciju, y (kg) izračunava se formulom:

y=0,62y 1 +0,04ShV b,

gdje je y 1 količina napunjenog hidrazin sulfata, lužnatost fenolftaleina upotrijebljena za pripremu radne otopine, V b je volumen spremnika, m 3 .

U kotlovskoj vodi i pregrijačima, višak hidrazina se razgrađuje u amonijak:

3N 2 H 4 = 4NH 3 + N 2.

Pri organizaciji obrade vode hidrazinom treba uzeti u obzir da je hidrazin vrlo otrovna i kancerogena tvar; u koncentracijama iznad 40% je zapaljiv, stoga se moraju poduzeti posebne stroge mjere sigurnosti.

Drugi organski i anorganski spojevi mogu se koristiti za vezanje kisika u kotlovskoj vodi. Na primjer, hidrokinon (paradioksibenzen), pirogalol (non-s-trihidroksibenzen), izoaskorbinska kiselina, karbohidrazin, N,N-dietilhidroksilamin (DEHA). Njihova uporaba regulirana je preporukama proizvođača određene opreme.

Sve od navedenog kemijski spojevi može se uključiti u formulaciju mnogih složenih brendiranih sastava za tretiranje kotlovske vode i unutarnjih površina kotla.

Ugljični dioksid koji ulazi u ciklus para-voda kroz različita propuštanja zraka u opremi, kao i zbog razgradnje karbonata soli (u dodatnoj vodi), dovodi do smanjenja pH vode. To zauzvrat pojačava procese korozije zbog interakcije vodikovih iona s metalom, kao i smanjenjem zaštitna svojstva oksidni film na površini metala. Kao rezultat toga, ugljični dioksid je uvijek čimbenik povećanja korozije.

Kako bi se spriječila korozija ugljičnim dioksidom opreme dovoda kondenzata termoelektrana s bubanjskim kotlovima, koristi se metoda vezanja slobodnog ugljičnog dioksida uvođenjem alkalnog reagensa u kondenzat turbine ili napojnu vodu - Vodena otopina amonijak. Glavni cilj ovog tretmana je povećanje pH vode i kondenzata u područjima putanja para-voda, čime se oprema pouzdano štiti od korozije s depolarizacijom vodika.

Doza amonijaka određena je količinom potrebnom za vezanje ugljičnog dioksida u amonijev bikarbonat. Mali višak NH 3 iznad ove količine već stvara amonijev karbonat i povećava pH vode na vrijednosti iznad 8,5:

NH3 + H2O + CO2 = NH4 HCO3,
NH4HCO3 + NH3 = (NH4)2CO3.

Iz gornjih jednadžbi proizlazi da je za vezanje 1 mg/dm 3 CO 2 dovoljno 0,26 mg/dm 3 amonijaka.

Amonijak se obično uvodi u tretiranu vodu u obliku 1-5% otopine NH4OH pomoću pumpi za doziranje koje su automatizirane na temelju protoka vode. Kada koncentracija slobodnog ugljičnog dioksida u vodi ili pari prelazi 8 mg/dm 3, upotreba amonijaka je obično neprihvatljiva, jer može doći do korozije bakrenih legura (mjedi) koje se koriste za proizvodnju opreme za dovod kondenzata.

Razvijen je i koristi se kombinirani hidrazin-amonijačni režim, koji je karakteriziran uvođenjem amonijaka u rashladno sredstvo (uglavnom u napojnu vodu) kako bi se povećao pH vode i neutralizirali učinci ugljičnog dioksida, kao i kao uvođenje hidrazina kako bi se smanjio sadržaj zaostalog kisika nakon deaeratora napojne vode. Zbog djelovanja visokih pH vrijednosti usporavaju se korozijski procesi čelika i legura bakra. Međutim, amonijak, osim sposobnosti povećanja pH vode koja se aminira, ima i sposobnost specifičnog korozivnog djelovanja na bakrene legure. Stoga je doza amonijaka pri uvođenju režima hidrazin-amonijak ograničena na održavanje sadržaja amonijaka u napojnoj vodi na razini koja ne prelazi 1 mg/dm3.

Čitajte članke i vijesti na Telegram kanalu AW-Therm. Pretplatite se na YouTube kanal.

Pregleda: 22.261 ponekad je potrebno vezanje kisika i ugljičnog dioksida. Odzračivanje se može provesti razne metode. Čak i uz opremu za odzračivanje (odzračivač), može biti potrebno dodatno smanjiti koncentraciju otopljenog kisika i ugljičnog dioksida posebnim .

Metode odzračivanja napojne vode u kotlovnicama

. Upotreba reagensa

Za vezanje kisika u hrani i opskrbnoj vodi mogu se koristiti složeni sustavi koji ne samo da smanjuju koncentraciju kisika i ugljičnog dioksida već standardne vrijednosti, ali stabiliziraju pH vode i sprječavaju stvaranje taloga. Na taj način se može postići tražena kvaliteta mrežni vodovod bez upotrebe posebne opreme za odzračivanje.

. Kemijsko odzračivanje

Bit kemijske deaeracije je dodavanje reagensa u napojnu vodu, koji omogućuju vezanje otopljenih korozivnih plinova sadržanih u vodi. Za kotlove za toplu vodu Preporučamo korištenje složenog reagensa za sprječavanje korozije i naslaga. Za uklanjanje otopljenog kisika iz vode tijekom obrade vode za parne kotlove - , što često omogućuje rad bez odzračivanja. Ako postojeći deaerator ne radi ispravno, preporučujemo korištenje reagensa za ispravljanje kemijskog sastava vode. Za proizvodnju hrane također se preporučuje korištenje reagensa Advantage 456

. Atmosferski odzračivači s dovodom pare

Za odzračivanje vode u kotlovnicama sa parni kotlovi Uglavnom se koriste toplinski dvostupanjski atmosferski deaeratori (DSA) koji rade na tlaku od 0,12 MPa i temperaturi od 104 °C. Takav deaerator sastoji se od glave za odzračivanje koja ima dvije ili više perforiranih ploča ili drugih posebnih uređaja, zahvaljujući kojima izvorska voda, razbijajući se u kapljice i mlazove, pada u spremnik akumulatora, nailazeći na svom putu na paru koja se kreće u suprotnom smjeru. U stupcu se voda zagrijava i dolazi do prve faze njezine deaeracije. Takvi deaeratori zahtijevaju ugradnju parnih kotlova, koji kompliciraju toplinski dijagram toplovodna kotlovnica i shema kemijske obrade vode.

. Vakuumsko odzračivanje

U kotlovnicama s toplovodnim kotlovima u pravilu se koriste vakuumski odzračivači koji rade na temperaturama vode od 40 do 90 °C.
Vakuumski deaeratori imaju mnoge značajne nedostatke: velika potrošnja metala, veliki broj dodatni pomoćna oprema (vakuumske pumpe ili ejektori, spremnici, pumpe), potreba da se nalaze na značajnoj visini kako bi se osigurala operativnost pumpi za nadopunjavanje. Glavni nedostatak je prisutnost značajne količine opreme i cjevovoda koji su pod vakuumom. Kao rezultat toga, zrak ulazi u vodu kroz brtve osovine pumpi i armature, propuštanja u prirubničkim spojevima i zavarenim spojevima. U tom slučaju učinak odzračivanja u potpunosti nestaje i čak je moguće povećati koncentraciju kisika u vodi za dopunu u odnosu na početnu.

. Toplinska deaeracija

Voda uvijek sadrži otopljene agresivne plinove, prvenstveno kisik i ugljični dioksid, koji uzrokuju koroziju opreme i cjevovoda. Korozivni plinovi ulaze u izvor vode kao rezultat kontakta s atmosferom i drugih procesa, na primjer, ionske izmjene. Glavni korozivni učinak na metal je kisik. Ugljični dioksid ubrzava djelovanje kisika, a ima i neovisna korozivna svojstva.

Za zaštitu od plinske korozije koristi se deaeracija (degazacija) vode. Najraširenija je toplinska deaeracija. Kada se voda zagrijava pri konstantnom tlaku, plinovi otopljeni u njoj postupno se oslobađaju. Kada temperatura poraste do temperature zasićenja (vrelišta), koncentracija plinova se smanjuje na nulu. Voda se oslobađa plinova.

Pothlađivanje vode do temperature zasićenja koja odgovara dati pritisak, povećava zaostali sadržaj plinova u njemu. Utjecaj ovog parametra je vrlo značajan. Podgrijavanje vode čak i za 1 °C neće omogućiti postizanje zahtjeva “PUBE” za napojnu vodu parnih i toplovodnih kotlova.

Koncentracija plinova otopljenih u vodi vrlo je niska (reda veličine mg/kg), pa ih nije dovoljno izdvojiti iz vode, već ih je važno ukloniti iz odzračivača. Da biste to učinili, potrebno je dovesti višak pare ili pare u deaerator, u količini većoj od količine potrebne za zagrijavanje vode do vrenja. Uz ukupnu potrošnju pare od 15-20 kg/t pročišćene vode, isparavanje iznosi 2-3 kg/t. Smanjeno isparavanje može značajno pogoršati kvalitetu deaerirane vode. Osim toga, spremnik deaerator mora imati značajan volumen, osiguravajući da voda ostane u njemu najmanje 20 ... 30 minuta. Dugo je potrebno ne samo za uklanjanje plinova, već i za razgradnju karbonata.

Za samostalan izbor reagensi

Zatražite savjet o odabiru:

Ispunite

Pročišćavanje vode od ugljičnog dioksida naziva se degazacija; proces može biti kemijski ili fizički. U svakoj prirodna voda Uvijek ima otopljenih plinova, od kojih su neki korozivni za cijevi - poput kisika, ugljičnog dioksida i sumporovodika. Osim toga, potonji daje vodu loš miris pokvarena jaja, a ugljični dioksid može čak i aktivno uništiti beton. Stoga je jedan od prioritetnih zadataka riješiti se ovih komponenti tijekom proizvodnje.

Kemijsko otplinjavanje

U procesu kemijskog pročišćavanja vode od ugljičnog dioksida i drugih plinova koriste se reagensi koji kemijski vežu u njoj otopljene plinove. Na primjer, možete ukloniti kisik iz vode dodavanjem sumpornog dioksida, natrijevog sulfita ili hidrazina.

Natrijev sulfit se oksidira kisikom u sumporni dioksid, prvo se dobije sumporna kiselina, koja se oksidira u sumpornu kiselinu. Gotovo je potpuno moguće pročistiti vodu pomoću hidrazina - kada reagira s njim, kisik se potpuno apsorbira i oslobađa inertni dušik. Korištenje hidrazina je najviše učinkovit način kemijsko pročišćavanje vode, ali i najskuplji zbog visoka cijena reagens. Stoga se najčešće koristi za završno otplinjavanje vode nakon fizikalnih metoda.

Pri uklanjanju sumporovodika najčešće se koristi klor koji oksidira sumporovodik u sumpor ili sulfate. Obje reakcije odvijaju se paralelno, a prevladavanje jedne od njih ovisi o pH medija i koncentraciji klora.

Mane kemijske metode pročišćavanje vode od ugljičnog dioksida i drugih plinova:

korištenje reagensa povećava troškove i složenost procesa pročišćavanja vode;
Predoziranje reagensima dovodi do pogoršanja kvalitete pročišćene vode.

Zbog toga se kemijsko otplinjavanje koristi rjeđe nego fizičko.

Fizičko otplinjavanje

Fizički otopljeni plinovi mogu se ukloniti iz vode na dva načina:

dovesti parcijalni tlak uklonjenog plina gotovo do nule u atmosferi u dodiru s vodom;
stvoriti uvjete kada topljivost plina u vodi teži nuli.

Prva metoda se zove prozračivanje vode, ona pročišćava vodu od ugljičnog dioksida i sumporovodika, koji imaju vrlo nizak parcijalni tlak u atmosferi.

Kisik, koji čini značajan udio atmosfere, ne može se ukloniti prozračivanjem. Stoga, da bi se uklonio, voda se dovede do vrenja, pri čemu sav plin ima tendenciju da je napusti. Voda se ili zagrijava u toplinskim deaeratorima ili se vakuumira do vrenja u vakuumskim degazerima.

Postoji nekoliko vrsta otplinjača koji se razlikuju po dizajnu, prirodi kretanja zraka i vode i uvjetima procesa otplinjavanja:

film degasers. To su stupovi ispunjeni raznim mlaznicama kroz koje voda teče u tankom sloju. Mlaznice više puta povećavaju površinu kontakta između vode i zraka, koji se dovodi ventilatorom u suprotnom smjeru;
degasatori mjehurića. Mjehurići prolaze kroz njih kroz debljinu vode koja se sporo kreće. potisnut zrak;
vakuumski otplinjači. Ovdje se posebnim uređajima stvara vakuum iznad vode sve dok ne počne ključati na postojećoj temperaturi.

Na terenu se češće koriste filmski otplinjači, a za oslobađanje kisika toplinski ili vakuumski. Visoki troškovi rada degazatora s mjehurićima zbog velike potrošnje energije za kompresiju zraka ograničavaju njihovu upotrebu.

Dizajn degazatora trebao bi se temeljiti na sljedećim parametrima:

površina poprečnog presjeka aparata, koja ovisi o dopuštenoj gustoći navodnjavanja mlaznice;
površina mlaznice potrebna za učinkovito otplinjavanje;
protok zraka.

Pročišćavanje vode od ugljičnog dioksida, kisika i sumporovodika važna je faza u složenoj obradi vode. Ovaj postupak omogućuje vam da se riješite štetnih komponenti koje inače imaju štetan učinak na skupu industrijsku opremu.

Proces obrade vode često je popraćen uklanjanjem plinova kao što su ugljični dioksid, kisik i sumporovodik. Ovi plinovi su korozivni jer imaju sposobnost uzrokovati ili pojačati koroziju metala.Osim toga, ugljični dioksid je agresivan prema betonu, a prisutnost sumporovodika daje vodi neugodan miris. Zbog navedenog najhitniji zadatak je potpuno uklanjanje ti plinovi iz vode.

Otplinjavanje vode- ovo je skup mjera usmjerenih na uklanjanje plinova otopljenih u vodi iz vode. Postoje kemijske i fizikalne metode otplinjavanja vode. Kemijske metode otplinjavanja vode uključuju korištenje određenih reagensa koji vežu plinove otopljene u vodi. Na primjer, deoksigenacija vode postiže se uvođenjem natrijevog sulfita, hidrazina ili sumpornog dioksida u nju. Kada se natrijev sulfit uvede u vodu, on se oksidira u natrijev sulfat pomoću kisika otopljenog u vodi:

2Na 2 SO 3 + O 2→2Na2SO4

Sumporni dioksid uveden u vodu reagira s njom i pretvara se u sumpornu kiselinu:

SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3,

Koja se pak oksidira kisikom otopljenim u vodi u sumpornu kiselinu:

2H 2 SO 3 + O 2 → 2H 2 SO 4

Istodobno, trenutno se koriste modificirane otopine natrijevog sulfita (reagensi, itd.), koji imaju niz prednosti u usporedbi s čistom otopinom natrijeva sulfita.

Hidrazin potiče gotovo potpunu deoksigenaciju vode.

Hidrazin uveden u vodu veže kisik i potiče oslobađanje inertnog dušika:

N 2 H 4 + O 2 → 2H 2 O + N 2

Deoksigenacija vode potonjom metodom je najnaprednija, ali ujedno i najskuplja metoda (zbog visoke cijene hidrazina, ova se metoda koristi uglavnom nakon fizikalnih metoda deoksigenacije vode). za uklanjanje zaostale koncentracije kisika. Istodobno, hidrazin pripada tvarima prve kategorije opasnosti, što također podrazumijeva ograničenja mogućnosti njegove uporabe.

Jedna od varijanti kemijske metode je obrada vode klorom:

a) oksidacijom sumporovodika u sumpor:

H 2 S+Cl 2 → S+2HCl

b) oksidacijom sumporovodika u sulfate:

H2S+4Sl 2 + 4N 2 OKO-> H2SO4 + 8HCl

Ove reakcije (kao i intermedijarne reakcije za stvaranje tiosulfata i sulfita) odvijaju se paralelno; njihov omjer određen je prvenstveno dozom klora i pH vode.

Nedostaci kemijskih metoda uklanjanja plinova:

a) Proces obrade vode postaje kompliciraniji i skuplji zbog potrebe za korištenjem reagensa. Kod visokih satnih protoka kroz otplinjavanje kemijski reagensi Unatoč relativnoj jednostavnosti njegove primjene, počinje značajno gubiti u odnosu na toplinsko otplinjavanje u smislu operativnih troškova.

b) Povreda doziranja reagensa dovodi do pogoršanja kvalitete vode.

Ovi razlozi uvjetuju znatno rjeđu primjenu kemijskih metoda uklanjanja plina na velikim objektima nego fizičkih.

Postoje dva glavna načina uklanjanja otopljenih plinova iz vode fizičkim metodama:

1) prozračivanje - kada je voda pročišćena od plina u aktivnom kontaktu sa zrakom (pod uvjetom da je parcijalni tlak plina koji se uklanja u zraku blizu nule);

2) stvaranje uvjeta pod kojima se topljivost plina u vodi smanjuje gotovo na nulu.

Prozračivanjem se iz vode obično uklanjaju slobodni ugljikov dioksid i sumporovodik čiji je parcijalni tlak atmosferski zrak blizu nule. Otplinjavači koji provode aeraciju, ovisno o izvedbi, prirodi kretanja vode i zraka i tijeku procesa otplinjavanja, dijele se na:

1) Filmski otplinjači (dekarbonizatori) su stupovi s mlaznicom (drveni, Raschigovi prstenovi i sl.) kroz koju voda struji u tankom sloju. Svrha mlaznice je stvoriti veliku kontaktnu površinu između vode i zraka. Zrak koji pumpa ventilator kreće se prema toku vode;

2) Pušu komprimirani zrak kroz sloj vode koja se sporo kreće;

Druga metoda se koristi pri uklanjanju kisika iz vode, budući da je jasno da prva metoda ovdje neće raditi zbog značajnog parcijalnog tlaka kisika u atmosferskom zraku, voda se dovodi do vrenja i oštro dolazi do smanjenja topljivosti svih plinova u vodi.

Dovođenje vode do vrenja se provodi:

1) zagrijavanjem (u atmosferskim deaeratorima);

2) smanjenje vrelišta vode snižavanjem tlaka (kod vakuumskih odzračivača).

U U atmosferskim deaeratorima preliminarno odzračivanje se provodi u posebnim deaeracijskim stupovima za zbog prekomjerne količine pare koja ulazi u spremnik za odzračivanje kroz dovod pare , a završni - u spremnicima za odzračivanje zbog puhanja pare. U vakuumskim otplinjavačima (deaeratorima) posebni uređaji (kao što su vakuumske pumpe ili vodeni ejektori) stvaraju tlak pri kojem voda vrije na određenoj temperaturi.

U procesu obrade vode filmski otplinjači pronašli su svoju glavnu primjenu u postupcima uklanjanja ugljičnog dioksida za uklanjanje sumporovodika (zajedno s nizom drugih zadataka - opskrba kisikom kao oksidacijskim sredstvom u , ) - mjehurićima, a za deoksigenaciju vode u prisutnosti izvora pare u objektu - termička, u nedostatku - vakuumska.

Dizajn degazatora uključuje određivanje površine poprečnog presjeka degazatora, visine vodenog stupca u njemu, potreban protok zrak, vrstu i površinu mlaznice potrebne za postizanje željenog učinka otplinjavanja.

Prisutnost kisika u parnom sustavu grijanja dovodi do korozije kotlova i toplinskih mreža, te smanjuje učinkovitost prijenosa topline s parom.
Postoje kemijske i fizikalne metode za uklanjanje kisika iz napojne vode. Fizikalne metode odzračivanje se provodi vakuumom, toplinski, odzračivanje mjehurića dušika.

Kemijske metode uklanjanja kisika - oprema za doziranje serije MWT R

Na kotlovima niski pritisak do 7,0 MPa, koristeći natrijev sulfit, natrijev metabisulfit;
Na kotlovima visokog, ultravisokog, superkritičnog tlaka, upotrebom hidrazin hidrata (oksidacijom nastaje dušik i voda), dietilhidroksilamina, izoaskorbinske kiseline, karbohidrazina, hidrokinona, amina koji stvara film - kelamina.

Stupanj ekstrakcije slobodnog kisika za sprječavanje korozije kotla i mreže ovisi o temperaturi rashladne tekućine i volumenu vode. Sadržaj kisika u sustavima napojne vode s jednostupanjskom aeracijom doseže vrijednost ne veću od 0,2 ml/l, a ako je sadržaj kisika manji od 0,07 ml/l, koristi se dodatna obrada vode doziranjem kemikalija.

Katalitička metoda dubokog uklanjanja kisika na paladijskom katalizatoru, tlačna filtracija - oprema serije MWT Pl

Dubinsko uklanjanje otopljenog kisika iz vode od 20 µg/l, procijenjena brzina filtracije od 5 – 80 m/h. Ekstrakcija otopljenog kisika iz ulazne vode temelji se na principu interakcije paladiziranog ionskog izmjenjivača s redukcijom kisika vodikom. Materijal katalitičkog filtra je kemijski otporan na kiseline i lužine - netopljiv u organskim otapalima, vodi, netoksičan, nezapaljiv, neeksplozivan. Filtar se pere obrnutom strujom u prisutnosti neotopljenih spojeva ili bez pranja pod uvjetima čista voda do 10 mikrona.

Tehničke karakteristike filtarskog materijala:

Indikatori	Opis	Dopisivanje
Granulometrijski sastav: veličina zrna, mm volumni udio radne frakcije,%, ne manje koeficijent homogenosti, ne više	0,45 – 1,05 97,0 0,6 1,7	odn. 99,0 jamčiti. jamčiti.
Maseni udio vode, %
Oksidacija filtrata u smislu kisika, mg/g, ne više
Osmotska stabilnost,%, ne manje



Nasipna masa, kg/m3

Degazacija membrane za dubinsko uklanjanje kisika - oprema serije MWT MD

Primjenom tehnologije dubinskog uklanjanja kisika za sustave parnog i toplovodnog grijanja, korištenjem hidrofobnih membrana u membranskim kontaktorima, moguće je postići duboki stupanj pročišćavanja vode do 1 μg/l, a po potrebi i uklanjanje kisika manje od 1 μg/l dvostupanjskim otplinjavanjem, uz fizičko upuhivanje plina i vakumiranje, uz prethodnu redukciju na 100 μg/l.