Газ проходит через воду

«Газировка» из-под земли: как получается вода природной газации

Чтобы минеральная вода не портилась и надолго сохраняла свои лечебные и вкусовые качества, ее перед розливом в бутылки подвергают газации – то есть газируют. Но оказывается, что на свете есть такие минеральные источники, которые выходят из-под земли уже сразу «газированными». Как это получается и где найти такие источники?

Газация – насыщение воды углекислым газом. Различают минеральные воды искусственной и природной газации. К минеральным водам природной газации, в частности, относятся: Нарзан (Кисловодск, Россия), Selterwasser – или Сельтерская вода (Германия) и Badoit (Франция).

Газация – это консервация

Если вы бывали на питьевых бальнеологических курортах, то наверняка замечали такую особенность: набираешь утром воду из источника в бутылку, а уже к вечеру она теряет свои вкусовые свойства, а то и вовсе мутнеет и становится коричневой. Это происходит потому, что содержащиеся в воде соли и минералы выпадают в осадок. В воде нарушается минеральный баланс и она теряет свои целебные свойства. Поэтому минеральную воду лучше пить прямо у источника или в течение часа после того, как вы ее набрали.

Но что делать, если доктор прописал вам минеральную воду определенного типа (скажем, Ессентуки-4), а поехать на курорт вы не можете? В этом случае на помощь приходит бутилированная вода, прошедшая газацию.

Газация для воды – это та же консервация. Она помогает подготовить воду к долгой транспортировке и при этом сохранить все ее полезные качества. А также – не допускать выпадения осадка при сохранении герметичности бутылки.

Воду можно газировать двумя способами: механическим – путем насыщения углекислым газом, и химическим – путем добавления соды. Для сохранения минеральной воды, как правило, используется первый способ. Второй способ, придуманный швейцарским предпринимателем Швеппом (основателем марки «Швепс») чаще используется для сладких «газировок» и столовых вод.

Но существует еще третий способ газации – природный, когда минеральная вода выходит на поверхность земли уже насыщенная углекислым газом. Об этой воде мы и хотим рассказать.

Как вода становится газированной от природы?

Минеральные воды природной газации не очень распространены в Европе (их можно буквально пересчитать по пальцам!), хотя целебные свойства таких источников известны с древнейших времен. Чтобы стать «газированной», минеральная вода должна пройти длинный путь через множество горных пород, прежде чем выйти наружу. При этом, чем глубже под землей зарождается вода, чем более толстый слой горных пород она проходит – тем сильнее она насыщается углекислым газом. Как правило, минеральная вода насыщается углекислотой, проходя через вулканические горные породы. Этим и обусловлена ее редкость в Европе.

Природная газация помогает минеральной воде сохранять свои лечебные качества даже в случае загрязнения источника, поскольку углекислый газ предупреждает развитие бактерий в воде. Минеральные воды природной газации не следует путать с углекислыми водами в целом, потому что содержание в воде углекислоты – конечно, необходимое, но не достаточное условие для того, чтобы вода стала «газированной».

Нарзан: путь длиною в 6 лет

В России наиболее известной (и фактически единственной) минеральной водой природной газации является кисловодский Нарзан. Иногда «нарзаном» ошибочно называют все минеральные воды Кавказа. На самом деле Нарзан – сугубо кисловодский «бренд». Само слово происходит от кабардинского «нарт-сана», то есть вода Нартов – былинных богатырей, которые приходили к источнику после тяжелых сражений, чтобы залечить раны и восстановить силы.

Лермонтов называл Нарзан «холодным кипятком» — за то, что тот бурлит, выходя из-под земли. А доктор Паллас, первым изучивший лечебные свойства Нарзана, сравнил его воздушные пузырьки с пузырьками дорогого шампанского. Посмотреть, как нарзан выходит из-под земли, можно и сегодня – в главной нарзанной галерее Кисловодска. Здесь, накрытый стеклянным куполом, стоит так называемый «Кипящий колодец» — первый оборудованный каптаж Нарзана в Кисловодске.

Прежде чем попасть в бутылки или Нарзанную галерею, Нарзан проделывает долгий путь в 100 км — он зарождается у подножья Эльбруса, затем проходит сквозь толщи вулканических пород, где и насыщается углекислотой, и только после этого выходит на поверхность. Ученые рассчитали, что весь путь – от Эльбруса до Кисловодска – занимает у Нарзана около 6 лет.

В русской классической литературе герои часто заказывают в ресторанах «бутылочку сельтерской». Это популярная в 19 веке минеральная вода из немецкого источника Нидерзельтерс. В России Сельтерская вода природной газации считалась напитком аристократов: ее часто ставили на стол на званых обедах вместо шампанского. Газированная вода в принципе была тогда в новинку (искусственно насыщать воду углекислым газом в России еще не научились, а кисловодский Нарзан еще не разливали по бутылкам).

Как и в случае с Нарзаном, Сельтерская вода со временем стала именем нарицательным: «сельтерской» еще очень долго называли любую газированную воду в бутылках. Поэтому упоминание «сельтерской воды» в литературе не означает, что герои пили именно немецкую Selterwasser. Любопытно, что слово «зельцер» вошло не только в название «газировок», но и в название некоторых лекарств – если это лекарство представляет собой растворимую «шипуку».

Еще одна природная «газировка» — это французская вода Badoit (Бадуа), добываемая из источников Сен-Гельмье. Она не очень популярна в России, но в Европе ее очень любят. У нее высокая степень природной газации и при этом низкая степень минерализации. Это значит, что ее можно употреблять как столовую воду – просто для утоления жажды.

«Минералка» или «газировка»?

Многие до сих пор путают такие понятия, как минеральная и газированная вода. Минеральная вода – это вода, насыщенная биологически активными минеральными веществами, такими как кальций, натрий, магний и т.д. Именно такая вода используется на бальнеологических курортах для внутреннего и наружного применения. О различных видах минеральных вод вы можете прочесть в нашей статье Курортология для всех, Часть I.

Газированная вода – это просто любая вода, искусственно насыщенная углекислым газом. Минеральная вода может быть газированной или нет (если вы пьете ее прямо из источника, и если этот источник – не Нарзан). Так же и «газировка» может быть и минеральной водой, и сладкой десертной, и самой обычной – вроде той, что разливалась раньше в автоматах по 1 копейке за стакан. Лечебными же качествами обладает именно минеральная газированная вода, а не просто газированная.

Текст: Екатерина Маслова

журналист, автор журналов «Pro КМВ», «Кавказское гостеприимство», «Элитный Кавказ», «Туризм и Отдых». Эксперт по оздоровительному туризму, знаю все о курорте Кавказские Минеральные Воды. Живу в г. Ессентуки

Источник

Газы в подземных водах и поверхностных водоемах

При исследовании проб воды, добытых из подземных водоносных горизонтов, эксперты часто обнаруживают значительную концентрацию растворенных газов, выделяющихся из минералов вследствие окисления или появляющихся в недрах земли из-за деятельности микроорганизмов. В гидрогеологических процессах газам отведена особая роль: они меняют химический состав воды и ее кинетические характеристики.

Газированные водоносные горизонты и свойства воды из них

В находящейся под давлением воде концентрация растворенных газов остается относительно постоянной. Этим свойством отличаются напорные водоносные горизонты, на которые осуществляется бурение артезианских скважин. Но вблизи пробуренных трубчатых колодцев напор воды снижается за счет разгрузки водоносного горизонта, и из воды начинает выделяться газ. Образовавшаяся масса мелких пузырьков замедляет скорость движения воды.

При распаде органических веществ образуются сероводород и бактериальный метан. Растворяясь в воде, эти химические соединения снижают качество воды, делая ее непригодной для употребления в бытовых нуждах без дополнительной очистки. Сероводород вызывает отравление, придает воде неприятный запах, провоцирует рост бактерий некоторых видов, продукты жизнедеятельности которых кольматируют фильтры скважин. Метан, выделяющийся в воздух, горюч и может стать причиной пожара или даже взрыва.

Полезный, казалось бы, кислород так же обладает негативными свойствами: молекулы активного кислорода вступают в реакцию с молекулами металла, из которого изготовлены обсадные трубы скважин. Процесс коррозии металла идет значительно быстрее при высокой концентрации в воде растворенного кислорода. В водах вулканических озер велика пропорция диоксида углерода – всем известного углекислого газа, и даже моноокиси углерода или угарного газа.

Когда взрываются озёра

Соединения кислорода с углеродом, образующиеся в процессе вулканической деятельности, могут быть опасны, если они растворены в воде и образуют высокую концентрацию. На Земле есть озёра-убийцы, возле которых из-за выброса газа гибли люди. Такое явление получило название лимнологическая катастрофа.

Африканское озеро Манун

На дне камерунского озера Манун, образованного в кратере одного из вулканов, скопилось огромное количество диоксида углерода. Когда давление газа стало критическим, произошел выброс диоксида углерода в атмосферу, сопровождавшийся взрывом. Катастрофа случилась в 1984 году 15 августа.

37 жителей поселка, расположенного в прибрежной зоне, погибли от удушья. Всему виной углекислый газ, более плотный, чем атмосфера, и более тяжелый, он стелился по земле, вытесняя кислород. После взрыва вода в озере долго оставалась красно-коричневого цвета.

Ньос – опасный «сосед» Мануна

В 110 километрах от Мануна находится другое вулканическое озеро – Ньос. В его водах растворен углекислый газ. Спустя два года после трагедии, случившейся возле Мануна, подобный взрыв произошел и на Ньосе. После взрыва из озера вырвалось гигантское облако углекислого газа. Взрыв не только уничтожил окружающую водоем фауну, но и стал причиной гибели нескольких сотен человек.

Через несколько лет после взрывов ученые провели исследование, выяснив объем содержащегося в так называемых «газовых карманах» диоксида углерода: в Ньосе – 100 млн м 3 , в Мануне – 15 млн м 3 .

А знаете ли вы.

Ученые предложили способ понижения давления газа на дне африканских вулканических озер. Предполагается, что если на дно погрузить длинную тонкую трубку, газ будет выходить в атмосферу. В 1993 году был даже проведен эксперимент – через пластиковую 9-миллиметровую трубку длиной 100 метров была произведена тестовая откачка газа со дна озера Ньос.

Источник

Удаление из воды кислорода и углекислого газа

Г. Овчинников

Растворенные в воде кислород и углекислый газ повышают скорость коррозии стали, особенно при повышенных температурах. Поэтому их положено максимально удалять из котловой воды и воды отопительных систем. В данной публикации предлагается обзор направленных на это современных способов водоподготовки

Котловые системы по их назначению принято подразделять на водогрейные и паровые, поэтому для каждого типа существует свой набор требований к очищенной воде, которые также зависят от мощности и температурного режима.

Разработку официальных требований осуществляют надзорные органы, однако они всегда мягче рекомендаций производителя, устанавливаемых исходя из гарантийных обязательств. Кроме того, в европейском Союзе эти документы проходят всестороннюю экспертизу в органах стандартизации и профильных организациях с точки зрения эффективности и длительной эксплуатации котла. Поэтому целесообразно ориентироваться именно на рекомендации производителя.

Рис. Установка с зернистым редокситом для удаления кислорода из подпиточной воды пеллетных котлов Национального Ботанического сада им. Н.Н. Гришко

Все многообразие водно-химических режимов регламентируется Правилами технической эксплуатации, а также различными руководящими документами, относящимися к отдельным из перечисленных режимам. Только соблюдение правильного водного и химического режимов обеспечит надежную, безаварийную и долговечную работу котельного оборудования, наряду с системами теплоснабжения.

Вред растворенных в котловой воде газов

Также необходима нейтрализация свободной СО₂ в оборотных конденсатах нагревательных систем.

Для удаления кислорода из питательной воды котлов можно использовать как физические, так и химические методы. Обычно их комбинируют, сначала — физические, затем химические методы.

Физические методы

К физическим методам относят применение деаэраторов, которые бывают термическими и вакуумными. Для деаэрации воды также разработаны электромагнитный, высокочастотный и ультразвуковой способы, а также пузырьковый азотный.

Наибольшее распространение в паровых и водогрейных котельных получил термический способ. Он основан на процессах, описанных в законе Генри. Согласно с ним, растворимость идеальных газов в воде при постоянной температуре и невысоком давлении прямо пропорциональна парциальному давлению данных газов над водой. Повышение температуры до уровня насыщения при данном давлении снижает до нуля парциальные давления газов над водой, следовательно, и растворимость газов в воде снижается до нуля. Вследствие нарушения равновесия в системе происходит выделение газов из воды (физическая десорбция).

Подбирая такие соотношения температуры и давления, при которых газы становятся практически нерастворимыми, можно почти полностью удалить их из воды.

За последние годы конструкции аппаратов для удаления газов были значительно улучшены. В настоящее время имеется несколько удачных типов деаэраторов, каждый из которых приспособлен для специальной цели. Существуют установки для деаэрации холодной воды без нагревания, дающие 15000 м 3 в день и снижающие содержание кислорода до 0,22 мл/дм 3 . Вода в таком аппарате разбрызгивается по специальным лоткам камеры, находящейся под низким давлением. Газы могут удаляться паровыми эжекторами с холодильниками или вакуумными насосами.

В паровых котельных применяются в основном смешивающие десорберы атмосферного типа низкого избыточного давления. В таком аппарате струйки воды движутся вниз навстречу поступающему из парораспределительной камеры пару, и, соприкасаясь с ним, нагреваются до температуры кипения, в результате чего из воды выделяется растворенный в ней воздух.

В устройстве поддерживается давление 0,12 МПа, а вода нагревается до 104°C, т.е. до температуры кипения при этом давлении. Испарившаяся вода и воздух через штуцер направляются в теплообменник для подогрева воды, поступающей в аппарат. Номинальная производительность таких деаэраторов 25–300 т/ч.

В котельных с водогрейными котлами, где нет пара, используются вакуумные деаэраторы, в которых поддерживается давление около 0,03 МПа при температуре кипения около 69°C. Такое разрежение создается при помощи водоструйного эжектора.

Главным условием удаления газов из горячей воды является поддержание ее в тонкораспыленном состоянии (в течение достаточного времени) при температуре кипения, соответствующей давлению, при котором растворенные газы свободно выделяются в газообразную фазу. При простом типе открытого нагревателя питательной воды деаэратор, при нагреве до 88—93°C и свободном отводе газов в атмосферу, снижает концентрацию кислорода приблизительно до 0,3 мл/дм 3 .

Устройства для удаления кислорода для систем горячего водоснабжения для больших зданий и комплексов зданий устроены иначе. Воду нагревают под вакуумом так, чтобы температура кипения ее не превышала 60—80°C при помощи рядов змеевиков с греющим паром. Затем воду разбрызгивают вниз по тарелкам. Температура пара, поступающего в нижние змеевики, выше температуры воды, которая вследствие этого испаряется; пар увлекает выделившиеся газы через клапан, охлаждаемый входящей холодной водой. Конденсат из клапана стекает обратно, в тарелочную камеру, в то время, как газы выбрасываются вакуумным насосом или паровым эжектором.

если устройство помещается в подвале здания, то требуется циркуляционный насос для горячей воды, иногда его устанавливают в чердачных технических этажах здания, чтобы подача воды реализовывалась за счет естественной циркуляции. В таких условиях достигается концентрация кислорода 0,04 мл/дм 3 , что обеспечивает защиту системы от коррозии при температуре ниже 70°С.

В деаэраторах для котловой питательной воды осуществляется прямой контакт воды с паром. Чаще всего применяются аппараты тарелочного типа, работающие под давлением или вакуумом. Десорбер с распылением, работающий под небольшим давлением, широко применяется в котельных установках. В деаэраторе тарелочного типа холодная питательная вода проходит через холодильник, затем поступает в камеру, нагреваемую паром, где разбрызгивается на металлические тарелки. После этого вода стекает в резервуар для хранения. Пар наполняет все пространство, причем направление его движения таково, что он нагревает воду и удаляет выделяющиеся газы. Таким образом, можно достигнуть практически полного отсутствия кислорода в воде.

В более современной модели деаэратора происходит распыление воды в атмосферу пара при давлении приблизительно 0,1 кг/см 2 . Этот тип десорбера разработан для судовых котлов. Устройство состоит из холодильника, секции с паровым обогревом, деаэрационной секции, окружающей впуск пара, и секции для хранения деаэрированной воды, расположенной внизу аппарата. Холодная питательная вода проходит через холодильник, затем через распыляющие форсунки, поступает в камеру, обогреваемую паром, и снова через форсунки в деаэрационную камеру, а затем в водосборник. Пар входит в деаэрационную камеру под давлением 0,7 кг/см 2 и подымается в холодильник, где выпускаются удаляемые газы, а теплота пара передается воде, поступающей в аппарат. Большая часть растворенного кислорода удаляется из воды при первоначальном ее нагревании; последние 5% кислорода удаляются значительно труднее. Для этого служит деаэрационная камера, которая обеспечивает практически полное удаление кислорода из воды.

Наиболее мощные деаэраторы удаляют также всю свободную двуокись углерода и частично — полусвязанную углекислоту и другие газы. При этом, вследствие отсутствия двуокиси углерода, рН воды увеличивается.

Существует безреагентная технология глубокого удаления кислорода для паровых и водогрейных систем, с использованием гидрофобных мембран в контакторах, что позволяет достигать глубокой степени очистки воды – до 1 мкг/дм 3 .

Применение десорбционных методов позволяет удалять газ до известного предела, недостаточного в ряде случаев по условиям использования воды. Кроме того, не всегда имеется возможность и необходимость включения в схемы сложных аппаратов для газоудаления. Поэтому на многих теплоэлектростанциях для обработки питательной и добавочной воды применяются химические методы связывания O₂ и CO₂ в вещества, являющимися безопасными в коррозионном отношении.

Химические методы

В основе химических методов удаления из воды растворенных газов лежит их химическое связывание, достигаемое введением реагентов или фильтрованием через специальные загрузки.

Для извлечения из воды кислорода применяют ее фильтрование через легко окисляющиеся вещества, например, стальные стружки, другие регенерируемые загрузки.

Степень удаления свободного кислорода для предотвращения коррозии котлов и сетей, зависит от температуры теплоносителя, объема воды.

Обычно при 70°, как это имеет место во многих системах ГВС, не требуется уменьшение содержания кислорода ниже 0,07 мл/дм 3 . Для паровых котлов, работающих под давлением ниже 17,5 кг/см 2 (без экономайзеров) желательный предел не должен превышать примерно 0,02 мл/дм 3 . Для котлов высокого давления (или при применении экономайзеров) требуется практически полное отсутствие кислорода, т. е. ниже 0,0035 мл/дм 3 .

Содержание O₂ в системах холодной воды при одноступенчатой аэрации достигает значения не более 0,2 мл/дм 3 , а при условии содержания кислорода менее 0,07 мл/дм 3 , применяется дополнительная обработка воды, выходящей из деаэратора, дозированием химических препаратов.

Существует много реагентов и их композиций под разными коммерческими названиями, которые могут быть использованы для нейтрализации кислорода. У каждого реагента есть свои положительные и отрицательные свойства и качества. Они будут рассмотрены ниже.

Самым распространенным реагентом для химического удаления кислорода из воды служит сульфит натрия Na₂SO₃ под разными фирменными названиями. Как в чистом виде, так и в виде каталитически активной формы. В качестве катализаторов используют очень небольшие количества меди или кобальта.

Рекомендуемые концентрации сульфита натрия у разных авторов значительно отличаются. Для удаления 1 кг кислорода требуется около 8 кг сульфита натрия, однако есть много рекомендаций по дозированию избыточного количества этого катализатора – от 2 до 40 мг/дм 3 для конкретных котлов и режимов работы.

Обработка воды с помощью Na₂SO₃ основана на реакции окисления сульфита растворенным в воде кислородом:

В этой реакции в качестве восстановителя выступает четырехвалентная сера S 4+ , которая отдает электроны кислороду, окисляясь до S 6+ .

Важным показателем процесса связывания кислорода является скорость реакции между сульфитом натрия и кислородом. Она зависит от температуры обрабатываемой воды и, в соответствии с законом действия масс, — от количества вводимого реагента.

Так, при температуре воды 40°C и дозировке стехиометрического количества сульфита натрия процесс завершается за 6—7 минут, при температуре 80°C время реакции составляет немногим более 1 минуты. При 70% избытке реагента, в соответствии с законом действия масс, реакция протекает до конца в течение 2 минут при любой температуре.

При температуре свыше 275°C (давление насыщения 6 МПа) сульфит натрия может разлагаться с образованием SO₂ или H₂S, что заметно увеличивает скорость коррозии оборудования пароконденсатного тракта.

Поэтому данный реагент может быть использован только для обескислороживания воды котлов среднего давления (3–6 МПа), испарителей и для подпиточной воды тепловой сети.

Раствор сульфита натрия концентрацией 3–6% готовят в баке, защищенном от контакта с атмосферой, и затем, с помощью дозатора, вводят в обрабатываемую воду с некоторым избытком против стехиометрического количества.

Однако передозировка реагента во много раз повышает электропроводность котловой воды (содержание солей), а также шламообразование, возможны проблемы в связи с образованием пены в котловой воде.

Сульфитирование просто в осуществлении, не требует громоздкой и дорогой аппаратуры. Недостатком данного метода является то, что оно увеличивает сухой остаток в количестве 10–12 мг/дм 3 на 1 мг/дм 3 растворенного кислорода.

Разработана и применяется оригинальная эффективная технология по удалению O₂ из воды с применением зернистого фильтрующего материала, изготовленного на основе синтетических ионитов макропористой структуры, в которую встраиваются активные центры металлов, в частности, двухвалентного железа.

В процессе фильтрации воды через слой загрузочного материала окисление растворенным кислородом переводит закисные формы железа (FeO) в двойной оксид железа (FeO•Fe₂O₃nH₂O) или в полутораокиси (Fe₂O₃•nH₂O).

Сущность технологического процесса заключается в применении сорбента, имеющего достаточно высокую емкость поглощения по кислороду (т.е. представляющего собой редоксит в восстановленной форме). В качестве такого сорбента использован ионитный комплекс с переходным металлом, введенным в фазу ионита.

При этом процесс химического поглощения кислорода можно представить в виде следующего уравнения:

где R – нерастворимый в воде сложный радикал ионита;Ме – переходной металл.

По мере фильтрации воды через слой редоксита все большая его часть будет переходить в окисленную форму и, наконец, способность к дальнейшему поглощению кислорода будет полностью исчерпана. По истечению рабочего цикла Redox-фильтра истощенный сорбент подвергается регенерации.

Регенерация представляет собой процесс восстановления поглотительной способности редоксита путем пропуска через слой, например, тиосульфата натрия:

где R – нерастворимый в воде сложный радикал ионита; Ме – переходной металл.

Перед пропуском регенерационного раствора редоксит необходимо взрыхлять обратным током воды. После его отмывают от избытка реагента и продуктов регенерации.

Для барабанных котлов высоких и сверхвысоких давлений применяется гидразин в форме гидразин-гидрата или гидразин-сульфата, которые энергично взаимодействуют с кислородом, окисляясь в итоге до воды и азота, т.е. не повышая солесодержания воды:

Гидразин-гидрат можно успешно применять для обработки питательной воды как барабанных, так и прямоточных котлов (он не повышает сухого остатка воды), в то время как гидразин-сульфат — только для обработки питательной воды барабанных котлов (он несколько увеличивает сухой остаток).

Скорость реакции зависит от температуры, pH среды, избытка гидразина, в соответствии с законом действия масс, а также присутствия катализаторов. При температуре менее 30°C гидразин практически не взаимодействует с O₂, но при 105°C, pH = 9–9,5 и избытке гидразина около 0,02 мг/дм 3 время практически полного связывания кислорода составляет несколько секунд.

Гидразин вводится в воду в виде 0,1–0,5% раствора с избытком против стехиометрического количества с учетом того, что часть его расходуется на восстановление высших оксидов железа и меди из отложений на трубах.

Гидразин-сульфат может применяться при любых давлениях, однако наиболее целесообразно использовать его только при давлении 70 кгс/см 2 и выше, а при низком давлении лучше применять сульфит натрия вследствие его меньшей стоимости.

Расчет дозы гидразина g (мкг/кг) в пересчете на NH₄рекомендуется производить по формуле:

где С₁ — концентрация кислорода в питательной воде до ввода гидразина, мкг/кг; С₂ – концентрация нитритов в питательной воде до ввода гидразина, мкг/кг;С₃ – концентрация железа в питательной воде, мкг/кг;С₄ – концентрация меди в питательной воде, кг/кг.

Концентрация гидразина в рабочем растворе С (мг/кг) рассчитывается по формуле:

где D – расход питательной воды, т/ч;DН – средняя (регулируемого диапазона) подача насоса-дозатора, л/ч.

При приготовлении рабочего раствора гидразин-сульфата, последний должен быть нейтрализован едким натром. его количество, необходимое для нейтрализации, y (кг) рассчитывается по формуле:

где у₁ – количество загружаемого гидразинсульфата, кг;Щ – щелочность по фенолфталеину воды, используемой для приготовления рабочего раствора, мг-экв/кг;V_б – объем бака, м 3 .

В котловой воде и в пароперегревателях избыток гидразина разлагается с образованием аммиака:

При организации гидразинной обработки воды следует учитывать, что гидразин является высокотоксичным и канцерогенным веществом, при концентрации выше 40% он горюч, поэтому должны предусматриваться специальные строгие меры безопасности.

Для связывания кислорода в котловой воде могут применяться и другие органические и неорганические соединения. Например гидрохинон (парадиоксибензол), пирогаллол (несимм-триоксибензол), изоаскорбиновая кислота, карбогидразин, N, N-диэтилгидроксиламин (ДЭГА). Их применение регламентируется рекомендациями производителя конкретного оборудования.

Все вышеперечисленные химические соединения могут входить в рецептуру многих комплексных фирменных составов для обработки котловой воды и внутрикотловых поверхностей.

Углекислота, поступающая в пароводяной цикл через различные воздушные неплотности оборудования, а также и за счет разложения карбонатов солей (в добавочной воде), приводит к понижению рН воды. Это, в свою очередь, усиливает процессы коррозии за счет взаимодействия водородных ионов с металлом, а также за счет снижения защитных свойств окисной пленки на поверхности металла. Вследствие этого углекислота всегда является фактором усиления коррозии.

Для предотвращения углекислотной коррозии оборудования конденсатно-питательного тракта ТЭС с барабанными котлами применяется способ связывания свободной углекислоты путем ввода в конденсат турбин или питательную воду щелочного реагента – водного раствора аммиака. Основной задачей такой обработки является повышение pH воды и конденсата на участках пароводяного тракта, что надежно обеспечивает защиту оборудования от коррозии с водородной деполяризацией.

Дозировка аммиака определяется его количеством, необходимым для связывания диоксида углерода в гидрокарбонат аммония. Небольшой избыток NH₃ сверх этого количества образует уже карбонат аммония и повышает pH воды до значений выше 8,5:

Из приведенных уравнений следует, что для связывания 1 мг/дм 3 CO₂ достаточно 0,26 мг/дм 3 аммиака.

Аммиак обычно вводится в обрабатываемую воду в виде 1–5% раствора NH4OH с помощью насосов-дозаторов, автоматизированных по расходу воды. При концентрации свободной углекислоты в воде или паре свыше 8 мг/дм 3 применение аммиака обычно недопустимо, так как может протекать коррозия медных сплавов (латуни), применяющихся для изготовления оборудования конденсатно-питательного тракта.

Разработан и применяется комбинированный гидразино-аммиачный режим,который характеризуется вводом в теплоноситель (в основном в питательную воду) аммиака в целях повышения рН воды и нейтрализации воздействия углекислоты, а также вводом гидразина с целью снижения содержания остаточного кислорода после деаэраторов питательной воды. Благодаря воздействию высокого значения рН, замедляются коррозионные процессы стали и медных сплавов. Однако аммиак, помимо способности к повышению рН аминируемой воды, обладает также способностью специфического коррозионного воздействия на медные сплавы. Поэтому доза аммиака при введении гидразино-аммиачного режима ограничивается поддержанием в питательной воде содержания аммиака на уровне, не превышающем 1 мг/дм 3 .

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Источник