Приложение 12

Приложение 12

Рекомендуемое

 

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ
ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ КАРБОНАТНЫХ И СУЛЬФАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

 

1. При подкислении воды дозу кислоты Дкис, мг/л, в расчете на добавочную воду следует определять по формуле

 

(1)

 

где екис эквивалентный вес кислоты, мг/мг-экв, для серной кислоты — 49, для соляной — 36,5;

Щдоб щелочность добавочной воды, мг-экв/л;

Щоб щелочность оборотной воды, устанавливающаяся при обработке воды кислотой, мг-экв/л;

Скис — содержание H2SO4 или НСl в технической кислоте, %;

Ку — коэффициент концентрирования (упаривания) солей, не выпадающих в осадок, определяемый Ку = (Р1 + Р2 + Р3)/Р2 + Р3  = Р/Р2 + Р3,

где Р1, Р2, Р3 потери воды из системы на испарение, унос ветром и сброс (продувку), %, расхода оборотной воды.

Щелочность оборотной воды Щоб надлежит определять по формуле

 

        (2)

 

                  (3)

где y — величина, зависящая от общего солесодержания оборотной воды, Sоб и температуры охлажденной воды t2, принимаемая по табл. 1;

(Са)доб — концентрация кальция в добавочной воде, мг/л;

(СО2)охл — концентрация двуокиси углерода в охлажденной воде, мг/л, определяемая по табл. 2 в зависимости от щелочности добавочной воды и коэффициента упаривания воды в системе Ку;

(СО2)доб — концентрация двуокиси углерода в добавочной воде, мг/л.

Величина солесодержания оборотной воды Sоб, мг/л, определяется по формуле

 

                                (4)

 

где Sдоб солесодержание добавочной воды, мг/л.

При обработке воды кислотой продувку системы оборотного водоснабжения допускается не предусматривать, если при уносе воды ветром на охладителе и отборе воды на технологические нужды коэффициент упаривания не достигает величины, при которой происходит увеличение концентрации сульфатов, вызывающее выпадение сульфата кальция.

Сульфат кальция не выпадает в системе оборотного водоснабжения, если произведение активных концентраций ионов Са2+ и в оборотной воде не превышает произведение растворимости сульфата кальция

 

 <             (5)

 

где fи — коэффициент активности двухвалентных ионов, принимаемый по табл. 3 в зависимости от величины m-ионной силы раствора (охлажденной воды), г-ион/л, определяемой по формуле

 

   6)

 

где  — концентрация ионов бикарбонатных, натрия, магния и кальция в добавочной воде, г-ион/л;

 — концентрация ионов хлоридного и сульфатного в подкисленной добавочной воде, г-ион/л, принимаемая:

при подкислении серной кислотой

 

        (7)

 

при подкислении соляной кислотой

 

        (8)

 

где CСl и  ¾ концентрация ионов хлоридных и сульфатных в добавочной воде до подкисления, г-ион/л;

Дкисдоза кислоты, мг/л, определяемая по формуле (1);

 — произведение растворимости сульфата кальция (константа), при температуре воды 25-60 °С следует принимать равным 2,4 ×10-5.

 

Таблица 1

 

Температура охлажденной воды t2, °С

Ионная сила раствора (охлажденной воды) , г-ион/л

0,0049409

0,009882

0,0148232

0,0197643

0,0247055

0,0365233

0,0548014

0,0666192

0,0822021

0,094019

0,1096028

0,1214206

0,1370035

0,1488213

0,1644042

Солесодержание охлажденной воды Sоб, мг/л

200

400

600

800

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

5

8,29

8,96

9,49

9,93

10,32

11,11

12,1

12,65

13,29

13,74

14,28

14,7

15,13

15,47

15,89

10

8,09

8,75

9,26

9,69

10,07

10,84

11,81

12,34

12,97

13,41

13,93

14,35

14,76

15,1

15,5

15

7,82

8,47

8,96

9,38

9,75

10,49

11,42

11,94

12,55

12,97

13,48

13,89

14,29

14,61

15

20

7,53

8,14

8,62

9,02

9,37

10,09

10,99

11,49

12,07

12,48

12,98

13,35

13,74

14,05

14,43

25

7,18

7,76

8,22

8,6

8,94

9,62

10,48

10,96

11,51

11,9

12,37

12,74

13,1

13,4

13,76

30

6,83

7,39

7,82

8,18

8,5

9,15

9,97

10,42

10,95

11,32

11,77

12,12

12,47

12,75

13,09

35

6,38

6,9

7,31

7,64

7,95

8,55

9,31

9,74

10,23

10,58

10,99

11,32

11,65

11,91

12,23

40

5,91

6,39

6,76

7,08

7,36

7,92

8,62

9,02

9,47

9,79

10,18

10,48

10,78

11,03

11,32

 

 

Таблица 2

 

Щелочность добавочной воды Щдоб, мг-экв/л

Коэффициент упаривания Ку

1,2

1,5

2

2,5

3

1,2

1,5

2

2,5

3

Значения (СО2)охл в воде, охлажденной на градирнях, мг/л

При подкислении

При декарбонизации

1

¾

0,6

0,6

0,5

0,5

0,2

0,7

0,9

1,5

2,4

2

2,2

2,1

2,1

2

2

1,8

3,3

6,9

12

18,9

3

3,6

2,8

2,5

2,3

2,2

6

10

26

34

36

4

5,3

4,6

3,8

3,5

3,4

12

28

36

40

43

5

9

6,4

5,1

4,5

4,3

34

36

40

¾

¾

6

16,3

9

7,6

6

5,4

¾

¾

¾

¾

¾

 

 

Примечание. При охлаждении воды на брызгальных бассейнах и водохранилищах (прудах) — охладителях значения (СО2)охл следует принимать на основании данных технологических изысканий.

 

Таблица 3

 

Ионная сила раствора (охлажденной воды) m, г-ион/л

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

Коэффициент активности двухвалентных ионов

0,67

0,58

0,53

0,5

0,47

0,45

0,43

0,41

0,39

0,38

0,36

0,35

0,34

0,32

0,31

0,3

 

 

Если без продувки оборотной системы условие по формуле (5) не выдерживается, то необходимо предусматривать продувку, величина которой обеспечит выполнение этого условия.

2. При рекарбонизации дозу двуокиси углерода ДСО2 мг/л, в расчете на расход оборотной воды следует определять по формуле

 

               (9)

 

Введение дымовых газов, очищенных от золы, или газообразной двуокиси углерода в оборотную воду следует предусматривать с помощью газодувок через барботажные трубы или водоструйных эжекторов. Расход дымовых газов qдг, м3/ч, при нормальном атмосферном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см2) и температуре 0 °С следует определять по формуле

 

                             (10)

 

где qохл расход оборотной воды, м3/ч;

  содержание СО2 в дымовых газах, % по объему, определяется по данным анализа дымовых газов.

При отсутствии этих данных допускается принимать содержание СО2 в дымовых газах от сжигания: угля — 5-8 %, нефти и мазута — 8-12 %; доменного газа — 15-22 %; при введении в воду чистой газообразной двуокиси углерода  принимается равным 100 %;

bисп — степень использования двуокиси углерода, %, принимаемая при введении ее в воду с помощью водоструйных эжекторов, равной 40-50 %, с помощью газодувок и барботажных труб — 20-30 %;

g — объемный вес дымовых газов при нормальном атмосферном давлении и температуре 0 °С, гс/м3 (при отсутствии фактических данных допускается принимать 2000 гс/м3).

При введении дымовых газов или газообразной двуокиси углерода в оборотную воду с помощью газодувок барботажные трубы следует погружать под слой воды не менее 2 м. При использовании водоструйных эжекторов следует насыщать дымовыми газами или двуокисью углерода часть оборотной воды, которая затем смешивается со всем объемом воды.

Количество воды zоб, %, общего расхода оборотной воды, которое должно быть пропущено через водоструйные эжекторы, следует определять по формуле

 

                            (11)

 

где  — растворимость двуокиси углерода в воде, мг/л, при данной температуре и парциальном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см2), принимаемая по табл. 4.

 

Таблица 4

 

Температура воды, °С

10

15

20

25

30

40

50

60

Растворимость двуокиси углерода, мг/л

2310

1970

1690

1450

1260

970

760

580

 

 

Устройства для растворения в воде двуокиси углерода и транспортирования воды, насыщенной двуокисью углерода, должны приниматься из коррозионно-стойких материалов.

При расчете дозы двуокиси углерода по формуле (9) необходимо задаться величиной продувки Р3, и определить добавку воды Р.

Если при заданной продувке величина z получится нецелесообразной по технико-экономическим расчетам, то следует увеличить продувку Р3 или применить другой метод стабилизационной обработки воды — подкисление или фосфатирование.

3. Концентрация фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия в расчете на Р2О5) в оборотной воде должна поддерживаться равной 1,5-2 мг/л. При этом в расчете на расход добавочной воды необходимая доза реагента должна составлять 1,5-2,5 мг/л по Р2О5 или 3-5 мг/л по товарному продукту.

При обработке воды фосфатами для предупреждения накипеобразования надлежит предусматривать продувку Р3, %, определяемую по формуле

 

             (12)

 

где Ку.доп допустимый коэффициент упаривания воды, определяемый по формуле

 

              (13)

 

где t1 — температура оборотной воды до охладителя, °С;

Ждоб жесткость общая добавочной воды, мг-экв/л.

Значения Р1 и Р2 принимаются согласно п. 11.9. Метод фосфатирования следует применять при Ку.доп > 1 и величинах продувки, целесообразных по технико-экономическим расчетам. При величинах Ку.доп < 1 надлежит применять подкисление или комбинированную фосфатно-кислотную обработку воды.

4. При комбинированной фосфатно-кислотной обработке воды дозу кислоты Дкис, мг/л, в расчете на расход добавочной воды следует определять по формуле

 

                (14)

 

где Щдоб.пр предельная величина щелочности добавочной воды, мг-экв/л, при которой предотвращение карбонатных отложений при заданных условиях (t1, Ку и Ждоб) достигается фосфатированием, определяется по формуле

 

              (15)

 

Метод комбинированной фосфатно-кислотной обработки воды следует применять при

 

0 < Щдоб.пр < Щдоб.                         (16)

 

При Щдоб.пр > Щдоб надлежит предусматривать только фосфатирование, при Щдоб.пр < 0 ¾ подкисление.

Дозу фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия) следует принимать равной 3-5 мг/л по товарному продукту в расчете на расход добавочной воды и уточнять в процессе эксплуатации.