Разработка эффективного способа устранения жесткости воды необходимой для нужд ТЭЦ

МИНОБРНАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»

химико-фармацевтический факультет

кафедра общей, неорганической и аналитической химии

Расчетно-графическая работа

на тему:

«Разработка эффективного способа устранения жесткости воды необходимой для нужд ТЭЦ»

Выполнил: студент гр. Х-11-13 Иванова Ирина Валерьевна[pic 1]

Научный руководитель: ст. преподаватель Турусова Елена Васильевна[pic 2]

Заведующий кафедрой: д.х.н., профессор Лыщиков Анатолий Николаевич[pic 3]

Чебоксары – 2018г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава 1. Жесткость воды. Общие положения  4

   1.1. Лабораторные методы устранения жёсткости воды5

   1.2. Пробоотбор воды,  пробоподготовка6

Глава 2. Экспериментальная часть8

Глава 3. Результаты и обсуждения11

ВЫВОДЫ14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ15

Введение

В настоящее время всё более важным является проблема очистки, или правильнее сказать подготовки воды. Причём не только воды для использования в быту, но и в промышленных предприятиях. Так например, надежность работы поверхностей нагрева котельных агрегатов и систем теплоснабжения зависит от качества питательной воды. Вместе с питательной водой в котел поступают различные минеральные примеси. Все примеси, находящиеся в воде, делятся на трудно- и легкорастворимые. К числу труднорастворимых примесей относят соли Са и Mg, так называемые «соли жесткости». Накапливаясь в котле по мере испарения воды, эти примеси после наступления состояния насыщения начинают кристаллизоваться на поверхности нагрева, образуются плотные и прочные отложения – накипь. Накипь, как правило, имеет низкую теплопроводность, составляющую 0,1–0,2(Вт/м∙К). Поэтому даже малый слой накипи приводит к резкому ухудшению условий охлаждения металлических поверхностей и вследствие этого к повышению его температуры, что может привести к потере прочности стенки трубы и ее разрушению. Таким образом, разработка эффективного способа умягчения воды используемой для котельных агрегатов и систем теплоснабжения весьма актуальна. Особое внимание заслуживают способы устранения постоянной жесткости, обусловленной содержанием в основном хлоридов и сульфатов магния и кальция.  Из всех известных способов устранения жесткости воды наиболее перспективным является ионообменный способ, так как не требует дорогостоящего оборудования и прост в исполнении. [1].

Цель работы: установление динамической обменной емкости (ДОЕ) и полной динамической обменной емкости (ПДОЕ) для катионита КУ–2 по солям кальция.

Глава 1. Жесткость воды. Общие положения (обзор литературы)

Жесткость воды является одним из главных показателей, характеризующих применение воды в различных отраслях.

Жесткостью воды называется совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней щелочноземельных элементов, в основном ионов кальция  и магния. В целом все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жёсткость. Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жёсткости) способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий (Na+)) таким свойством не обладают.

Ионы кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также других щёлочноземельных металлов, обуславливающих жёсткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворённого диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий. В маломинерализованных водах больше всего ионов кальция. С увеличением степени минерализации содержание ионов кальция быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание  ионов магния в минерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в солёных водах нескольких десятков граммов.