Лекции аппаратчика химводоочистки. лекции Аппаратчик химводоочистки. Q2 H2 Fe
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Понятие о титровании. Титрование – один из методов объемного анализа, при котором определенная концентрация растворенного вещества в растворителе. Рабочий раствор, т.е. раствор с точно известной концентрацией помещается в бюретку. Исследуемый раствор – в колбу для титрования. В нее же добавляется несколько капель индикатора. Рабочий раствор из бюретки медленно по каплям добавляется в исследуемый раствор до изменения окраски. Колба при этом должна встряхиваться или вращаться. Существует ошибка глаза и руки, поэтому титрование рекомендуется вести не менее 2 раз. Разница в V раствора, помещенного на титрование должно быть не более 0,1 мл. Определение щелочности воды. В колбу емкостью 250 мл. отбирают 100 мл. исследуемой воды, добавляют 1-2 капли фенолфталеина. Раствор приобретает красное окрашивание. Это говорит о том, что в воде присутствует гидратная щелочность, т.е. в воде есть анионы гидроксидной группы ОН- полученный раствор титруют 0,1 Н (если котловая вода 0,01 Н) раствором НCl до обесцвечивания. Отмечают расход кислоты (мл.) вводят 2 капли раствора метилоранжа и продолжают титрование до перехода окраски от желтой к оранжевой отмечают расход кислоты. Так определяется карбонатная щелочность. Общая щелочность воды будет равна суммарному расходу кислоты пошедшей на титрование. В том случае, когда жидкость не окрасилась в красный цвет после прибавления фенолфталеина непосредственно за ним вводят метилоранж и титруют до перехода окраски от желтой к оранжевой. При титровании 0,1 Н раствором кислоты щелочность будет равна расходу кислоты. При титровании 0,01 Н раствором 0,1 расхода кислоты. Влияние накипи на работу котлов. Природную воду для питания и подпитки котлов применять нельзя. В ней содержатся примеси: механические (песок, глина) коллоидные (органические остатки животного и растительного мира) минеральные (растворенные в воде соли Ca. Mg. Na. Fe и др.) газы (CO2 - углекислый газ; О2 – кислород). В случае применения такой воды на стенах котлов будет откладываться накипь. Она является плохом проводником тепла, что приводит к перерасходу топлива и в итоге снижает КПД котельной установки. Накипь на стенах котлов откладывается неравномерно, поэтому и стенки котлов нагреваются неравномерно. Это приводит к появлению тещин, выпучин, отдулин и в итоге взрыв котла. Газы растворенные в воде вызывают коррозию, а СО2 вспенивает воду и не дает возможности следить за уровнем воды в котле по воздухоуказательному стеклу. От механических примесей воду освобождают путем фильтрации через слой кварцевого песка, от коллоидальных при помощи коагуляции, от минеральных в аппаратах ХВО (в фильтрах, деаэраторах). Вода питьевого водоснабжения, которая используется в котельной малой и средней мощности соответственно определенным Гостам, поэтому ее обработка сводится у умягчению и деаэрации. Вода характеризуется следующими показателями: запах.. Вызывается присутствием в ней растворимых газов. вкус. Зависит от наличия в ней растворенных солей. цветность. Чистая вода, взятая в малом объеме бесцветна, в толстом слое имеет голубоватый оттенок, желто-коричневый цвет воды обусловлен наличием в ней соли Fe. температура. t воды открытых источников колеблется в течение года, подземных +8 +100С прозрачность. количество примесей в воде (механических) можно определить путем фильтрации воды через высушенный и взвешенный фильтр. Фильтр с осадком просушивается при t 105 – 1100С до постоянного веса. По разности масс определяется масса механических примесей. сухой остаток. Воду освободившуюся от механических примесей наливают во взвешенную фарфоровую чашку, выпаривают, высушивают и выпаривают при t 105 – 1100С до постоянного веса. По разности масс определяют массу сухого остатка. Он будет состоять из нелетучих органических веществ минеральных солей. Относительная щелочность. Э  то общая щелочность в перерасчете на гидроксид Na приведенная к сухому остатку и выраженная в % 40Щ отн = Щоб * NaOH  100% сухой остаток Относительная щелочность у котлов ДКВР, ДЕ (пар. котлы) со сварными барабанами и вальцованными трубами 50 %, у остальных котлов не нормировано. 7. окисляемость. о наличии органических веществ в воде судят по количеству кислорода или марганцовки (КMgO4) пошедших на них окисление. 8. РН – водородный показатель: по нему определяют реакцию среды раствора: РН 1-3 – слабокислая РН 4-6,5 – кислая РН 7 – нейтральная РН 7,5-10 – слабощелочная РН 11-14 щелочная Реакция среды котловой воды РН 8,5-10,5 слабощелочная (норма) 9. Щелочность. Зависит от наличия в ней анионов ОН- НСО-3 СО2-3 РО3-4 и др. гидрокс. гидрокарб карбонат Щелочность котловой воды зависит от: НСО-3 СО2-3 ОН- Единичные измерения щелочности мл экв/кг. 10. Жесткость воды. Зависит от наличия в ней катионов Ca2+ и Mg2+ Различают временную или карбонатную постоянную, не карбонатную, общую. Жвр. + Жп. = Жоб. Временная жесткость воды обусловлена наличием в ней соли угольной кислоты Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2 Соли временной жесткости при нагревании разлагаются на карбонаты Са и Мg углеrкислый газ и воду. Гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2 = tр СаСО3 + СО2 + Н2О Гидрокарбонат магния MgHCO3 =tp MgCO3 + CO2 + H2 С  оли постоянной жесткости образованы серной и соляной кислотами. Это: MgCl2 Хлориды MgSO4 Сульфаты CaCl2 Ca и Mg CaSO4 Ca и Mg Соли постоянной жесткости при нагревании не разлагаются, а выпадают в осадок в с образованием накипи.. их можно удалить только химическими методами. Na+ H+ NH+4 катионированием. ТБ при работе в химической лаборатории. Работа в химической лаборатории проводится с применением пожароопасных, взрывоопасных и ядовитых веществ потому необходимо соблюдать все меры предосторожности, знать правила ТБ, промышленной санитарии, противопожарной безопасности. В здании котельной, лаборатории должны быть несгораемые, не впитывающие влагу полы. Склады с легковоспламеняющимися и горючими материалами должны быть расположены отдельно от котельной. Водопроводы, газопроводы должны быть стальными. Концентрированные и легколетучие материалы должны храниться в вытяжном шкафу и все работы с ними проводиться там же. Для отходов веществ должны быть стеклянные или керамические сосуды. В помещении котельной должен быть противопожарный инвентарь. Должна быть инструкция по ТБ. Необходимо соблюдать осторожность при работе с неизвестными и малоизученными веществами. Запрещается пробовать вещества на вкус, приближать нос к горлышку склянки. Запрещается засасывать ртом жидкости. Делать это только грушей. Все вещества должны иметь этикетку. Одежду залитую кислотой промывают в воде, обрабатывают раствором соды и снова водой. При попадании кислоты на пол ее засыпают содой, а затем обильно смывают водой. При попадании кислоты во внутрь необходимо выпить несколько стаканов с теплой марганцовкой, вызвать рвоту. Повторить 2-3 раза. Выпить несколько таблеток активированного угля и слабительного. При попадании кислоты в глаза необходимо промыть водой, широко открытые глаза и пострадавшего отправить в больницу. Правила переноса бутылей с кислотой. бутыли должны находиться в ящиках или корзинах с 2-мя ручками, устланных стружкой или солью. Переносить только вдвоем. запрещается переносить бутыли в обнимку. Средства индивидуальной защиты при водородо-катионировании. Защитные очки. Респираторы. Резиновая обувь. Резиновые перчатки. Грубошерстяной костюм. на голове что-нибудь шерстяное. При попадании щелочи на тело пораженный участок промывают водой, а затем слабым раствором уксусной или борной кислоты. (5%). При удалении щелочи с пола ее засыпают песком, собирают в ведро и выносят из помещения котельной. Пол промывают водой. Все это делают в очках, резиновых перчатках, резиновой обуви, прорезиненном фартуке. При попадании щелочи в дыхательные пути необходим свежий воздух и вдыхание теплых водяных паров с добавлением уксуса, пить молоко. Признаки удушья и отравления , оказание первой помощи. 1. Удушье. Присутствие в помещении котельной 5 % метана через 20-30 минут вызывает смерть. Первыми признаками является: - затруднение дыхания, - учащение сердцебиения, - головная боль: слабость, сонливость, потеря сознания, в тяжелых случаях останавливается дыхание и биение сердца. 2. Отравление. Присутствие в помещении котельной 1 % угарного газа, через 1-2 минуты вызывает смерть. Первыми признаками являются: - тошнота, - головная боль, - учащение пульса, - рвота, - слабость, - сонливость, - потеря сознания, - в тяжелых случаях остановка дыхания и сердца. Пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух, расстегнуть одежду, стесняющую дыхание, напоить крепким чаем, тепло одеть и не давать спать. В случае потери созднания дают нюхать нашатырный спирт. При остановке дыхания и сердца делают искусственное дыхание «рот в рот» и непрямой массаж сердца. Оказание первой помощи при поражении электрическим током. Необходимо отключить электроустановку, если это сделать невозможно, необходимо освободить от токоведущих частей с помощью любого сухого непроводника (палка, резиновые перчатки). Затем производят действия в зависимости от пострадавшего: - если он в сознании, обеспечит покой до прибытия врача, - если потеря сознания, - если остановка дыхания и сердца… Противопожарный инвентарь котельной. Пожары возникают в следствии небрежного обращения с огнем. При неправильном хранении горючих и легковоспламеняющихся материалов. В случае неисправности электрической проводки и электрооборудования. Для предотвращения пожаров необходимо содержать в чистоте свое рабочее место, не захламлять помещение котельной, правильно хранить горючие и легковоспламеняющиеся материалы. В помещении котельной должен быть противопожарный инвентарь: 1. противопожарный щит на котором должны быть огнетушители пенный и углекислотный. 2. противопожарные краны со шлангом, 3. ведро, 4. при тушении электрической проводки, электрооборудования – используют пенный и углекислотный огнетушитель, 5. багор, 6. лопата, 7. топор, 8. ящик с пеком, 9. противопожарное одеяло (брезент, асбест, полотно кашма). Бензин и керосин – хранят в помещении котельной в пределах недельного запаса в металлической таре в специальных кладовых. Смазочные масла в пределах суточной расхода в масленках вблизи рабочего места. Особоопасные в рабочем отношении материалы (нитро, -краска, дихлорэтан) хранят в не здания котельной, в кладовых на дверях которых надпись « не подходить с огнем». Основным средством тушения пожаров является вода. Водой нельзя тушить: электрическую проводку, электрооборудование, горючие и легковоспламеняющиеся материалы, горящий карбид Са. При тушении таких пожаров используют огнетушители. Небольшие очаги пожаров тушат при помощи сухого, чистого песка. Одежду на человеке с помощью противопожарного одеяла. В случае возникновения пожара необходимо немедленно прекратить подачу газа, позвонить в пожарную службу 01. доложить лицу ответственному за газовое хозяйство, неисправное состояние и безопасную эксплуатацию котлоагрегатов (мастер), принять меры по тушению пожара. Ожоги. Ожоги различают: термические, электрические, химические; 1 степени, 2 степени, 3 степени, 4 степени. При ожогах 1 степени на теле появляются покраснения, припухлости, и чувство боли их обрабатывают слабым раствором спирта или марганцовки, накладывают повязку с противоожоговой мазью (синтомицин). При ожогах 2 степени появляются пузыри, заполненные жидкостью, места вокруг пузырей обрабатывают крепким раствором спирта или марганцовки, накладывают повязку и отправляют пострадавшего в медучреждение. При ожогах 3 и 4 степени, происходит омертвление и обугливание тканей. Пострадавшего необходимо завернуть в чистую мокрую простыню, укрыть одеялом и отправить в больницу, вызвать скорую помощь 03. Пределы взрываемости газа. Метан на организм человека действует удушающе, в смеси с воздухом взрывоопасен. Наименьшее % содержание метана в воздухе, при котором может произойти взрыв который называется низшим пределом взрываемости, он равен 5 %. Наибольшее % содержание метана в воздухе, при котором может произойти взрыв называется верхним пределом взрываемости. Он равен 15 %. При дальнейшем увеличении концентрации метана в воздухе будет идти газовый пожар до тех пор, пока израсходуется воздух. Виды вентиляции котельной. В помещении котельной должно быть трехкратный обмен воздуха (в течении 1 часа воздух, обмен 3 раза). Существует естественная и искусственная вентиляция. Естественная вентиляция осуществляется за счет разности удельных весов наружного и внутреннего воздуха. Свежий воздух поступает через жалюзийные решетки, установленные за котлом. Отработанный поднимается вверх и выходит через потолочные отверстия – дефлекторы. Искусственная вентиляция осуществляется при помощи вентиляторов. Приточные вентиляторы устанавливаются за котлами Вытяжной в верхней части котельной. Вентиляторы выполняют во взрывобезопасном исполнении (кожух и лопасти из цветного металла или пластмассы). Сущность Na+ катионирование. Умягчение воды катионированием основано на способности некоторых нерастворенных в воде веществ (катионит) обменивать свой подвижный катион на катионы жесткости Са2+ и Mg2+. В качестве катионного материала на водоподготовку в установках применяется сульфоуголь или синтетические органические смолы. В качестве подвижных катионов Na+, H+, NH4 (аммоний), поэтому и различают Na, Н, NH4 – катионирование. При Na – катионирование в качестве подвижного выступает катион Na при умягчении воды данным методом протекает реакция ионного обмена, при которых катионы жесткости Са и Mg задерживаются в катионе, а катионы Na переходят в Н2О и с анионами солей образуют Na – соли. NaCl NaSO4 NaHCO3 Na – соли хорошо растворимы в воде и накипи не образуют. 2Na+R + CaCl2 = CaR2 + 2NaCl 2NaR + MgSO4 = MgR2 + Na2SO4 2NaR + Ca(HCO3)2 = CaR + 2 NaHCO3 Вместо Са и Mg солей в воду переходит эквивалентное количество Na солей, поэтому солесодержание в воде не измеряется. Na соли за исключением NaHCO3 (гидрокарбонат Na) образуют шлам, который удаляется при продувке котлов. Гидрокарбонат Na под действием t и давления разлагается на щелочь и углекислый газ. N  aHCO3 =t NaOH + CO -вспенивает и вызывает коррозию (недостаток)Щелочь. Щелочь может быть замедлителем и ускорителем коррозийных процессов. В малых количествах щелочь образует оксидную пленку, которая препятствует процессу коррозии. Как только количество превышает допустимое оксидная пленка разрушается и идет активный процесс коррозии. Углекислый газ так же вызывает коррозию, он вспенивает воду и не дает возможности следить за уровнем воды. Все это является недостатком Na катионирования. Они устраняются путем продувки котла. Реакция среды при Na – катион. щелочная.(8,5-10,5) Устройство фильтров. Фильтр представляет собой стальной цилиндр со сферическими днищами. На нижнем днище укладывается бетонная подушка и на ней размещается нижнее распредустройство, состоящее из коллектора, отходящих от него труб – пальцев, на которые наварены штуцера, на штуцера навинчиваются щелевые колпачки, диаметр щели должен быть таким, чтобы не было выноса зерен катионита размером 0,3 мм. И в это же время, чтобы проходила вода с загрязнениями. На нижнее распредустройство засыпается слой катионита. ОН составляет 70 % от V фильтра. Над слоем катионита водяная подушка толщиной 100мл. она предохраняет катион от разрушения. В верхней части фильтра располагается верхнее распредустройство для равномерного распределения воды или раствора соли по всему сечению фильтра. Фильтр имеет 2 люка: верхний и нижний. Верхний люк для засыпки катионита и осмотра фильтра. Нижний для выгрузки катионита и ремонта фильтра. Фильтр имеет два манометра: на входе и на выходе воды воздушник, подводящий трубопровод и отводящий воду, пробоотборник. Рабочий цикл Na+ катионирование фильтра. Обслуживание фильтра с последующими операциями: умягчение взрыхление пропуск соли отмывка. Умягчение. В ходе умягчения воды происходит истощение катионита, т.е. уменьшается его рабочая способность обменная. Для восстановления умягчяющей способности фильтра производится его регенерация, т.е. пропускают 8-12 %. Раствор соли NaCl. При этом поглощенные катионы Ca2+ Mg2+ обмениваются с катионами Na и переходят в солевой раствор. На регенерацию количество соли берут в 3 раза больше с той же целью, чтобы все слои катионита приняли участие в регенерации: CaR2 + 2NaCl = 2NaR + CaCl2 MgR2 + 2NaCl = 2 NaR + MgCl2 Взрыхление. Вода на фильтр подается под давлением 4-6 атмосфер, что приводит к уплотнению катионита, кроме того, в катионите задерживаются все механические примеси для того, чтобы обеспечить максимальный контакт зерен катионита проводят взрыхление. Взрыхление ведут обратным током воды, т.е. вода подается снизу фильтра. При этом зерна катионита поднимаются вверх, загрязнения отделяются, первая порция воды всегда темная. Взрыхление ведут до тех пор, пока не пойдет светлая вода. В среднем взрыхление ведут 10-20 минут. При взрыхлении необходимо следить чтобы не было выноса зерен катионита. Пропуск соли. В направление сверху вниз пропускают солевой раствор, при этом протекают реакции обмена и катионит восстанавливает свои измельчающие свойства. Пропуск соли 30-40 минут. Отмывка. После пропуска соли сверху пропускается водопроводная вода для отмывки избытка NaCl и продуктов регенерации CaCl2 и MgCl2. отмывка идет 30-40 минут. Берут анализ воды на жесткость. Пропуск воды через Na – катионитовый фильтр получил название – одноступенчатого катионирования. Оно имеет недостатки: Нельзя получить глубоко умягченную воду жесткость воды после фильтра 1 ступени – 500 мкг экв/кг Большой расход соли; Необходимо вести жесткий контроль за проскоком катионов жесткости.(смотрят визуально в колбе) Эти недостатки модно избежать, если умягчение воды вести по методу 2-х ступенчатого катионирования (фильтр называется барьерным), т.е. воду после фильтра 1-ой ступени направляют на фильтр 2-ой ступени, который. служит барьером для проскока Са и Mg в питательную воду.Жесткость воды после фильтра 2-ступени 10-20 мкг экв/кг |