Якість води для парогрійних котлів

Для забезпечення нормальної роботи парогрійних котлів і теплових мереж вода, яка в них використовується повинна мати визначену якість. Основними показниками якості води для парогрійних котлів і мереж є вміст агресивних газів (СО₂ і О₂), прозорість води, тобто вміст зважених речовин, які видаляються легко при фільтруванні, і твердість води, тобто вміст у воді солей кальцію і магнію.

Варто також відмітити, що природна вода являє собою слабкий розчин електролітів, дисоційованих на позитивно заряджені іони чи катіони Са ⁺, Na⁺, Мg²⁺, Fе²⁺, H і ін. і негативно заряджені іони чи аніони ОН , НС О , SО , Сl і ін. Якщо концентрація водневих іонів H дорівнює концентрації гідроксильних іонів ОН , то вода нейтральна; при перевазі гідроксильних іонів вода лужна.

Концентрацію водневих іонів виражають показником ступеня без знака мінус; цей показник позначається рН і називається водневим. Якщо Н =10 , то рН=7. При рН<7 реакція кисла, при рН=7 - нейтральна і при рН>7 - лужна.

Широке поширення одержав обмінний метод пом'якшення води - так званий натрій-катіонний метод. Сутність його полягає в тому, що воду фільтрують через шар глауконіту чи сульфовугілля, що міститься в спеціальному апараті - катіонному фільтрі (рисі).

Катіонний фільтр - це металічний резервуар циліндричної форми, всередині якого міститься сульфовугілль. Висота шару сульфовугілля залежить від твердості вхідної води; при більшій твердості шар вище. У нижній частині фільтра під шаром сульфовугілля розташовується дренажний пристрій, що складається з колектора і системи труб, приєднаних до нього. До верхньої частини цих труб приварені патрубки з різьбленням для нагвинчування спеціальних щілинних дренажних ковпачків, виготовлених із пластмаси. Ці ковпачки на своїх гранях мають вузькі щілини, ширина яких менша найменшого зерна сульфовугілля, що запобігає виносу матеріалу з водою під час його роботи і регенерації.

Сульфовугілля - це кам'яне вугілля, оброблене міцною сірчаною кислотою. Насипна вага повітряносухого сульфовугілля дорівнює 0,55 т/м³, розмір зерен - 0,3 до 1,2 мм і ємність поглинання 280-360 г-екв/м³. Сульфовугілля вилучає з води катіони кальцію і магнію і обмінюється катіонами натрію. Обмін катіонами відбувається в строго рівнозначних (еквівалентних) кількостях. Температуру води при натрій-катіонному методі рекомендується тримати не вище 60°С. Цей метод дозволяє майже цілком вилучити з води накипоутворювачі; залишкова твердість пом'якшеної води звичайно не перевищує 35 мкг-екв/л. В результаті такого пом'якшення води замість сульфатів і хлоридів кальцію і магнію утворюються легкорозчинні, що не здатні до накипоутворення, сірчанокислий натрій Ка₂SО (глауберова сіль) і хлористий натрій NаСІ (кухонна сіль); замість бікарбонатів кальцію і магнію утвориться еквівалентна кількість добре розчинного у воді бікарбонату натрію NaНСО₃.

Рис. 1 Вертикальний натрій-катіонний фільтр

1-вхід сирої води; 2-вихід пом'якшеної води; 3-підведення сольовогорозчину; 4-сульфовугілля; 5-бетон; 6-дренажний пристрій; 7-корпус фільтра;8-спускна труба; 9-щільовий дренажний ковпачок.

В процесі роботи сульфовугілля, в результаті поглинання катіонітів кальцію і магнію, поступово втрачає свою здатність до обміну катіонами. Величина обмінної здатності сульфовугілля визначається хімічним аналізом пом'якшеної води. Якщо твердість її підвищується, то фільтр необхідно регенерувати, це означає зробити відновлення здатності сульфовугілля шляхом розпушення зворотним потоком води і пропусканням через нього 5-10-процентного розчину кухонної солі (NаСІ), що готується в солерозчиннику. При цьому процесі катіоніти натрію кухонної солі заміщають в сульфовугіллі солі кальцію і магнію, розчин яких відводиться в каналізацію. Для звільнення вихідної води від механічних домішок її насосом проганяють через кварцовий фільтр, після якого вона надходить у катіонний, де обробляється.