Для предотвращения образования карбонатных отложений при­меняют различные методы обработки воды (подкисление, рекарбони­зацию, фосфатирование полифосфатами и комбинированную фосфатно-кислотную обработку).

При подкислении карбонатная жесткость воды снижается за счет нейтрализации бикарбонатных ионов ионами водорода.

Источником ионов водорода является минеральная кислота, добавляемая к воде, Углекислота, образующаяся при разрушении бикарбонатных ионов, повышает устойчивость оставшегося в воде бикарбоната кальция и поэтому является полезной при обработке воды для сис­тем охлаждения. Следует, однако, отметить, что стабилизирующее дей­ствие СО2, при подкислении охлаждающей воды незначительно и при расчетах им можно пренебречь. Основной эффект подкисления — уменьшение карбонатной жесткости охлаждающей поды.

Повышение содержания в воде ионов хлора, вводимых с соляной кислотой, не может вызвать образования нерастворимых соединений. Однако соляная кислота обладает сильным корродирующим воздей­ствием, вследствие чего всю аппаратуру для дозирования кислоты при­ходится выполнять из кислотоупорных материалов. Обычно вместо соляной кислоты применяют более дешевую серную кислоту, которая с концентрированном виде практически не корродирует сталь.

При подкислении воды для систем охлаждения карбонатную жест­кость добавочной воды снижают до такой величины, чтобы после упаривания воды в системе она не превышала допустимой карбонатном жесткости Жпр. Остаточная карбонатная жесткость Жост предохра­няет воду от переокисления и предотвращает связанную с этим кор­розию конструкционных материалов.

Способ рекарбонизации воды основан на повышении содержания в воде свободной углекислоты с целью предотвращения распада бикар­боната кальция. В качестве источника углекислоты используются до­мовые газы — продукты сжигания топлива. Парциальное давление CO2 в дымовых газах в зависимости от вида сжигаемого топлива и из­бытка воздуха при его горении составляет 0,01—0,02 МН/м2.

В большинстве случаев дымовые газы содержат сернистый ангидрид, который, необратимо поглощаясь водой, понижает карбонатную жест­кость воды. Свободная углекислота, растворенная в циркулирующей коде, практически полностью удаляется в охладителе, поэтому необхо­димы непрерывное восполнение потерь СО2, и обработки дымовыми газами всем циркулирующей воды. При этом карбонатная жесткость не должна превышать допустимой величины.

При рекарбонизации воды осуществляются следующие техноло­гические процессы: очистка дымовых газов от пыли и растворение в воде углекислоты и сернистого газа по различным схемам. Схемы рекарбонизации воды с применением скруббера и с подачей дымовых газов эжектором показаны на рис.II.58 и II.59.

Для расчета установок для рекарбонизации воды необходимо знать состав дымовых газов (или сорт топлива и избыток воздуха). По этим данным назначают оптимальную степень упаривания воды в системе, что позволяет определить размеры продувки (сброса неко­торой части циркулирующей воды в канализацию), расход добавочной воды, дозировку СО2, снижение карбонатной жесткости цирку­лирующей воды. Затем, выбрав систему подачи газа, определяют степень использования углекислоты, расход газов, сечение газопроводов и  рассчитывают золоуловители  и другое оборудование.

 

Рис. II.58. Схема рекарбонизации воды с применением скруббера

При фосфатировании охлаждающей воды добавляют в небольших количествах различные фосфаты, тормозящие кристаллизацию кар­боната кальция и стабилизирующие пересыщенные растворы Са(НСО3)2, вследствие чего повышается предельно допустимая кар­бонатная жесткость циркулирующей воды. Действие фосфатов объ­ясняется адсорбцией их на поверхности зародышевых кристаллов СаСО3, что препятствует их росту.

 

Рис. II.59. Схема рекарбонизации воды с подачей дымовых газов эжектором

Стабилизирующими свойствами обладают соли различных фос­форных кислот. Для этого применяют преимущественно гексаметафосфат натрия, ортофосфаты. Концентрация фосфатного реа­гента (гексаметафосфата натрия или три полифосфата в пересчете на Р2О5) в оборотной воде поддерживается равной 1,5—2 мг/л. При этом в расчете на добавочную воду необходимая доза реагента должна составлять 1,5—2,5 мг/л по Р2О5 или 3—5 мг/л по техническому про­дукту. При обработке воды фосфатами во избежание накипеобразова-ния предусматривают продувку. Схема установки для обработки ох­лаждающей воды фосфатами приведена на рис. II.60.

 

Рис. II.60. Схема фосфатирования охлаждающей воды

Метод обработки воды с целью предотвращения образования кар­бонатных отложений выбирают с учетом следующих особенностей:

1) метод подкисления применим для всех встречающихся значений .щелочности и общей жесткости природных вод и коэффициентов упаривания воды в системах. При использовании подкисления необходи­мы значительно меньшие, чем при рекарбонизации и фосфатировании, размеры продувки или продувки вообще не требуется;

2) метод фосфатирования применим при щелочности добавочной воды Щдоб = 5—5,5 мг-экв/л; при этом необходима продувка систе­мы, причем величина ее возрастает с увеличением щелочности, общей жесткости добавочной воды и температуры оборотной воды;

3) комбинированная фосфатно-кислотная обработка воды при­меняется в тех случаях, когда фосфатирование не обеспечивает предот­вращения образования карбонатных отложений или при фосфатиро­вании требуется продувка больших размеров, неприемлемых по тех­нико-экономическим соображениям;

4) метод рекарбонизации дымовыми газами или газообразной уг­лекислотой применим при щелочности добавочной воды до 3— 3,5 мг-экв/л и коэффициентах упаривания не более 1,5, так как при более высоких указанных параметрах значительно возрастают эксп­луатационные затраты на растворение газов в воде.