Рефетека.ру / Биология и химия

Авторский материал: Использование надсмольной воды в качестве ингибитора накипеобразования

Использование надсмольной воды в качестве ингибитора накипеобразования

Ю.В.Карпович , И.Г.Крутько

Донецкий национальный технический университет

Снижение накипеобразования в теплообменной аппаратуре – первостепенная задача для технологических процессов коксохимического производства. При нарушении теплообмена затрудняется охлаждение коксового газа в первичных газовых холодильниках, что приводит к потерям химических продуктов и перерасходу электроэнергии для расхода газа.

Природные воды, используемые в качестве охлаждающего агента в теплообменной аппаратуре, вызывают образование на поверхности нагрева солевых отложений, состоящих преимущественно из карбоната кальция. Это обусловлено распадом солей карбонатной жесткости при нагревании воды с потерей углекислоты и выпадением в осадок карбоната кальция. Интенсивность образования осадка зависит от температуры нагрева и количества бикарбонатов в воде.

Для предупреждения отложений карбоната кальция на коксохимических предприятиях испытано много различных способов обработки охлаждающей воды: подкисление серной кислотой; фосфатирование; обработка фенольными водами, содержащими хлорид и сульфат аммония. В настоящее время для предотвращения накипеобразования в оборотных системах водоснабжения все большее применение находят фосфорорганические соединения. Эффективным соединением данного класса является оксиэтилидендифосфоновая кислота.

Для обеспечения эффективного управления кристаллизацией малорастворимых солей в водной системе оксиэтилидендифосфоновой кислотой предлагается производить предварительное умягчение подпиточной воды. В качестве реагентов для умягчения воды рекомендуют различные вещества: соляную кислоту, серную кислоту, сульфат аммония, хлорид аммония и др.

Однако все эти способы не обеспечивают безнакипного режима работы теплообменной аппаратуры.

Образование карбонатных отложений трудно предотвратить потому, что в условиях производства техническая вода, поступающая на пополнение циклов, характеризуется высокой общей (8-15 мг-экв/л) и карбонатной (5-7 мг-экв/л) жесткостью.

Надсмольная вода газосборникового цикла является одним из наиболее вредных сбросов в фенольную канализацию. Высокое содержание в ней органических и минеральных примесей осложняет работу биохимустановки (БХУ). Поэтому эта вода, минуя БХУ, поступает на тушение кокса.

При взаимодействии компонентов воды с раскаленным коксом в атмосферу выбрасываются вредные вещества в виде паров и продуктов разложения солей связанного аммиака и других примесей (аммиак, хлористый водород, роданиды, цианиды, фенолы и др.), коксотушильное оборудование подвергается интенсивной коррозии.

Между тем, надсмольная вода благодаря присутствию в ней минеральных и органических соединений может быть использована для стабилизационной обработки оборотной охлаждающей воды. Надсмольная вода представляет собой концентрированный раствор хлористого аммония (до 50 г/л), в ней присутствуют также органические основания, фенолы и др.

Вследствие наличия в надсмольной воде органических веществ она обладает способностью снижать коррозионную активность водной системы.

Предотвращение образования карбонатных отложений при использовании смеси технической и надсмольной воды объясняется в основном протеканием обменной реакции между бикарбонатом кальция и солями аммония с образованием хлорида кальция. Взаимодействием связанных солей аммония с бикарбонатом кальция соли временной жесткости переводятся в соли постоянной жесткости, не кристаллизующиеся в теплообменной аппаратуре.

В то же время присутствие в оборотной системе связанных солей аммиака способствует растворению старых карбонатных отложений.

Оценку устойчивости бикарбонатных водных растворов и определение эффективности обработки технической воды надсмольной водой проводили в лабораторных условиях. Определенный объем технической воды с добавкой надсмольной воды и без нее выпаривали при 80°С до достижения необходимой кратности упаривания. Далее систему анализировали на содержание ионов кальция и магния, после чего рассчитывали количество кальция, выпавшего в осадок.

Методика эксперимента заключается в следующем. В несколько стаканов приливали по 400 мл технической воды. Содержимое первого стакана выпаривали без какой-либо обработки. В остальных стаканах воду предварительно умягчали надсмольной водой в количестве 5, 10, 15% от объема взятой технической воды.

Результаты лабораторных исследований представлены в таблице.

Таблица – Результаты стабилизационной обработки технической воды

№ опыта

Коэффициент упаривания

Кол-во надсмольной воды, % от объема технической воды

Выпадение (+) Са, растворение (-) Са, мг-экв/л

1

1,8

0

+3,0

2

1,5

5

-2,5

3

1,4

10

-4,7

4

3,7

0

+14,0

5

3,9

5

+4

6

3,8

10

-0,6

7

3,8

15

-2,1

Как видно из таблицы, высокая жесткость технической воды (8 мг-экв/дм³) обусловила интенсивное накипеобразование в первом и четвертом стаканах (опыт 1 и 4).

При вводе соответствующего объема надсмольной воды в техническую (опыт 2,3,6,7) наблюдается эффект ингибирования солеотложений, который снижается при росте коэффициента упаривания.

Лабораторные исследования подтвердили возможность применения надсмольной воды в качестве ингибитора отложения карбонатных солей при соблюдении оптимальных концентраций.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://masters.donntu.edu.ua


Похожие работы:

  1. • Ингибирование солеотложений в теплообменной ...
  2. • Производство кокса
  3. • Качество охлаждающей воды и возможности ее ...
  4. • Проект производства формалина
  5. • Переработка твердого топлива
  6. • Законодательство и основные мероприятия по охране источников ...
  7. • Ионообменные смолы
  8. • Анализ и технологическая оценка химического производства
  9. • Экология современного производства
  10. • Расчет тепломагистрали
  11. • Пластинчатые теплообменники
  12. • Модернизация Алматинской ТЭЦ-2 путём изменения водно ...
  13. • Технология получения и свойства мочевино-формальдегидных смол
  14. • Очистка сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности с ...
  15. • Качество горячей воды
  16. • Основные методы умягчения воды
  17. • Влияние коксохимического предприятия ООО "Алтай ...
  18. • Очистка промышленных газов от сероводорода
  19. • Ректификация формалина-сырца
Рефетека ру refoteka@gmail.com