第三章-工业给水的药剂软化.ppt

2020 4 18 1 一 工业给水软化的目的硬度是水质的一个重要指标 通常以水中Ca2 Mg2 的总含量称为水的总硬度 Ht 硬度又分为碳酸盐硬度 Hc 和非碳酸盐硬度 Hn 前者称为暂时硬度 后者称为永久硬度 生活用水与生产用水均对硬度指标有一定的要求 锅炉用水中若含有硬度盐类 会在锅炉受热面上生成水垢 从而降低锅炉热效率 增大燃料消耗 甚至因金属壁面局部过热而烧损部件 引起爆炸 因此 低压锅炉 一般要进行水的软化处理 对于中 高压锅炉 则要求进行水的软化与脱盐处理 第三章工业给水的药剂软化 2020 4 18 2 二 水的软化的方法概述 一 药剂软化法基于溶度积原理 向原水中加入一定量的某些化学药剂 如石灰石 苏打等 使之与水中的Ca2 Mg2 反应生成难溶化合物CaCO3和Mg OH 2沉淀析出 以达到去除水中大部分Ca2 Mg2 的目的 这一方法称为水的药剂软化法或沉淀软化法 二 离子交换软化法基于离子交换原理 利用某些离子交换剂所具有的可交换阳离子 Na 或H 与水中Ca2 Mg2 进行离子交换反应 去除水中的Ca2 Mg2 以达到水的软化目的 称为水的离子交换软化法 2020 4 18 3 三 电渗析软化法基于电渗析原理 利用离子交换膜的选择透过性 在外加直流电场作用下 通过离子的迁移 在进行水的局部除盐的同时 达到软化的目的 2020 4 18 4 三 软化方法及选择通常对硬度高 碱度高的水采用石灰软化法 对硬度高 碱度低的水采用石灰 纯碱软化法 对碱度高的负硬水则采用石灰 石膏处理法 2020 4 18 5 1 石灰软化法 1 基本反应原理消石灰投入高含量暂时硬度的水中 会产生下列反应 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2OCa OH 2 Ca HCO3 2 2CaCO3 2H2O2Ca OH 2 Mg HCO3 2 2CaCO3 Mg OH 2 2H2O形成的CaCO3和Mg OH 2都是难溶化合物 可从水中沉淀析出 2020 4 18 6 水中的永久硬度不能用石灰软化法除去 因为 MgSO4 Ca OH 2 Mg OH 2 2CaSO4MgCl2 Ca OH 2 Mg OH 2 2CaCl2故石灰软化法不能降低水的非碳酸盐硬度 但通过石灰处理 在软化的同时还可以去除水中部分铁和硅的化合物 2020 4 18 7 2 工业石灰加入量估算工业石灰加入量可按下列两种情形估算 1 当钙硬度 HCa 大于碳酸盐硬度 HZ 此时水中的碳酸盐硬度仅以 Ca HCO3 2 的形式出现 CaO 28 Hz CO2 Fe K g m32 当钙硬度小于碳酸盐硬度 Hca Hz 此时水中的碳酸盐硬度以 Ca HCO3 2 和 Mg HCO3 2 的形式出现 CaO 28 2Hz Hca CO2 Fe K g m3 2020 4 18 8 3 石灰软化法的优缺点 1 经石灰处理后 水的剩余碳酸盐硬度可降低到0 25 0 5mmol L 剩余碱度约0 8 1 2mmol L 2 石灰由于价格低 来源广 是较常用的软化药剂 适用于原水的碳酸盐硬度高 非碳酸盐硬度低且不要求深度软化的场合 3 石灰用量不当 会使出水水质不稳定 因此也具有运行管理比较困难的缺点 2020 4 18 9 2 石灰 纯碱 苏打 软化法 1 基本原理石灰 苏打软化法就是向水中同时投加石灰和纯碱 Na2CO3 又称苏打 以苏打来降低水的非碳酸盐硬度 其反应如下CaSO4 Na2CO3 CaCO3 Na2SO4CaCl2 Na2CO3 CaCO3 2NaClMgSO4 Na2CO3 MgCO3 Na2SO4MgCl2 Na2CO3 MgCO3 2NaClMgCO3 Ca OH 2 CaCO3 Mg OH 2 2020 4 18 10 2 石灰 纯碱加入量估算1 石灰用量估算 CaO 56 1 CO2 H总 HMg CaO 石灰投加量 mg L 56 CaO的摩尔质量 g mol 1 工业石灰的纯度 H总 原水总碱度 mmol L HMg 原水镁硬度 mmol L 石灰过剩量 mmol L 一般为0 1 0 2mmol L 2 纯碱用量估算 Na2CO3 106 2 H永 mg L Na2CO3 纯碱投加量 mg L 106 Na2CO3的摩尔质量 g mol 2 工业纯碱的纯度 H永 原水永久硬度 mmol L 纯碱过剩量 mmol L 一般为0 5 0 7mmol L 2020 4 18 11 3 石灰 石膏处理法对于高碱度的负硬水 即水中总碱度大于总硬度的水 常以石灰 石膏处理法除去 涉及反应式为 2NaHCO3 CaSO4 Ca OH 2 2CaCO3 Na2SO4 2H2O2KHCO3 CaSO4 Ca OH 2 2CaCO3 K2SO4 2H2O 2020 4 18 12 四 软化设备石灰软化设备包括 制备消石灰的设备