Химически обессоленная вода это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Химически обессоленная вода

Химически обессоленная вода по своим качествам близка к конденсату. [2]

Химически обессоленная вода содержит незначительное количество органических веществ. Часть из них, обладающая кислотными или основными свойствами и способная диссоциировать, вступает в реакции обмена с катионитом или анионитом. Недиссоциирующие органические вещества частично адсорбируются на поверхности зерен ионитов. Если перманганатная окисляемость исходной воды составляет более 15 — 20 мг О2 / л, то перед Н — катионитовым фильтром 1 — й ступени устанавливаются фильтры, загруженные активированным углем или макропористым ионитом. Назначение фильтров состоит в предварительной сорбции органических веществ. Применяя полностью обессоленную воду, необходимо принимать меры к сохранению устойчивости ее состава во времени. Сверхчистая вода имеет неустойчивое значение рН, так как в ней отсутствует буферная система. Вследствие поглощения диоксида углерода из воздуха она имеет слабокислую реакцию среды. [3]

Химически обессоленная вода и основной конденсат направляются в смесительно-распределительное устройство 2 и через его горловину 3 сливаются на перфорированную тарелку 4 — С тарелки 4 поток воды многочисленными струями сливается на водоперепускной лист 5, а с него через сегментное отверстие 13 — на барботажное устройство. Перемещаясь по барботажному листу, вода нагревается паром, проходящим через перфорацию листа. [5]

Подогретая химически обессоленная вода направляется з ад аэрационную колонку. Из деаэраторного бака питательная вода — требуемым подпором подается на линию всасывания рабочего шп-а-тельного насоса, после чего питательная вода поступает I котел-утилизатор, количество ее поддерживается автомаииесяж па уровню воды в котле. Образующийся при кипении воды при ЛЗОсС насыщенный пар под Р 12 ата выходит из котла в трубопровод пара. [6]

Добавочная химически обессоленная вода подается в конденсатор турбины, где она деаэрируется в барботажном устройстве. [7]

Подогретая химически обессоленная вода направляется в де-эрационную колонку. Из деаэраторного бака питательная вода с требуемым подпором подается на линию всасывания рабочего питательного насоса, после чего питательная вода поступает И котел-утилизатор, количество ее поддерживается автоматически по уровню воды в. [8]

Для подготовки химически обессоленной воды производится последовательное комбинирование процессов Н — катионирования и ОН-анионирования. По степени удаления ионизированных примесей из воды различают частичное ( схема 8), глубокое ( схема 9) и полное ( схема 10) химическое обессоливание. [9]

В потоке химически обессоленной воды при концентрации кислорода, близкой к 0 3 мг / кг, перлитная сталь при температуре 80 С находится в пассивном состоянии. Обычно для снижения скорости коррозии перлитных сталей в химически обессоленную воду вводят кислород в количестве 0 2 мг / кг. В реальных контурах всегда могут быть застойные зоны, где при концентрации кислорода свыше 0 2 мг / кг коррозия интенсифицируется. [10]

С в химически обессоленной воде с электропроводностью 1 мкСм при концентрации кислорода 0 4 мг / кг сталь 20 при потенциалах, близких к стационарному, находится в псевдопассивном состоянии. Скорость анодного процесса, а соответственно и скорость коррозии при этом малы. На поверхности стали образуется защитная пленка — магнетита. С также находится в псевдопассивном состоянии и скорость ее коррозии также мала. В среде с содержанием кислорода 0 3 г / кг сталь 20 находится в активном состоянии. [11]

Определение натрия в химически обессоленной воде и химически обе-сголенно конденсате основано яа измерении потенциала натрий-селективного электрода, работающего в паре с хлорсеребряным электродом сравнения, Натрий-селективный электрод ( в соответствии с уравнением Нериста) отвечает изменением своего потенциала на изменение эффективной концентрации ( активности) натрия в растворе. [12]

Питание котла-утилизатора производится химически обессоленной водой , которая подается из заводской сети на. Сверху в деаэраториый Ьак поступает часть пара, полученного в котле-утилизаторе. [13]

Питание котла-утилизатора производится химически обессоленной водой , которая подается из ззводско й сети на. Сверху в деаэратораый бак поступает часть пара, полученного в котле-утилизаторе. [14]

Таким образом, получение химически обессоленной воды является производством продукции с весьма высокой степенью чистоты. [15]

Источник

Что из себя представляет обессоливание воды и какие существуют методы

Приведение показателей водопроводной воды (скважинной, колодезной) к оптимальным по количеству содержания солей — одна из основных задач подготовки питьевого ресурса. В противном случае жидкость не готова к употреблению и наносит непоправимый вред здоровью, любой технике. Для качественной обработки исходного материала используют специальные установки обессоливания воды. Они различаются по способу воздействия на жидкость.

Назначение и область применения метода обессоливания

Промышленная установка для обессоливания воды

Обессоливанием называют процесс качественного снижения концентрации минеральных примесей в жидкой среде до значений, рекомендованных ГОСТ и СанПиН. Этот показатель не должен превышать 5 мг/л. Не стоит путать метод обработки жидкости с опреснением (подготовкой морской воды).

Обессоливание — надежный метод обработки для дальнейшего использования жидкости в таких отраслях:

• фармацевтическая промышленность;
• микроэлектроника;
• отрасли медицины;
• химическая промышленность;
• теплоэнергетика;
• бытовое хозяйство и др.

Методы обработки жидкой среды подразумевают изменение агрегатного состава воды или его отсутствие. Изменение агрегатного состояния — это методы кипячения, вымораживания в течение часа и более, дистилляции. Они чаще используются в быту. Во втором случае применяют электродиализ, ионный обмен, обратный осмос.

Способы обессоливания воды

Метод обработки жидкости с примесью минеральных солей подбирается в зависимости от первоначального показателя по концентрации примесей, общих возможностей мастера/промышленного производства, целесообразности затрат на обслуживание той или иной установки.

Ионный обмен

Принцип обработки жидкой среды заключается в её прогоне через специальные ионообменные смолы. При этом анионы и катионы растворенных в жидкости минеральных примесей удаляются и замещаются ионами фильтрующего материала. При таком способе обессоливания удается почти полностью убрать из жидкой среды минеральные растворенные примеси.

Ионообменная установка представляет собой резервуар, заполненный картриджами с фильтрующим материалом. Кассеты подлежат регулярной замене, а сама смола должна быть утилизирована особым образом.

Обратный осмос

Установки часто состоят из нескольких колб, заполненных полупроницаемыми синтетическими мембранами. Принцип обессоливания жидкости заключается в том, что вода под высоким давлением проходит через поры барьера. При этом мембрана пропускает сквозь себя лишь молекулы подготавливаемой среды, но не солей. Для всех остальных примесей барьер непроницаем. Установки обратного осмоса удаляют из обрабатываемой среды растворенные соли и некоторые газы: углекислота, хлор, др.

Электрохимический метод

Суть электродиализа заключается в том, что водная среда подвергается воздействию электрического поля — её пропускают через него. В этот момент происходит перенос ионов растворенных солей: анионы распределяются к анодам, катионы — к катодам.

Установка для электродиализа имеет три камеры, образованные анодной и катодной диафрагмами. Срединный отсек — это резервуар, через который проходит обрабатываемая жидкость. Сквозь неё пропускают ток, который затем делит ионы солей на катоды и аноды.

Плюсы и минусы методов

Каждый из способов обессоливания отличается рядом преимуществ и недостатков. Особенно их должны учесть те, кто хочет апробировать методы для домашнего применения.

Ионообменные установки отличаются такими достоинствами:

• получение максимально чистой воды;
• высокая надежность;
• отсутствие реакции на степень минерализации обрабатываемой среды;
• невысокие расходы на оборудование.

К минусам ионообменного метода относятся:

• сложность утилизации отходов фильтровального материала;
• загрязнение окружающей среды;
• необходимость регулярной замены фильтров.

Расходы на обслуживание ионообменной системы меняются пропорционально концентрации солей в жидкости.

Для обратноосмотической установки характерны такие плюсы:

• инертность к начальному составу жидкости;
• простота обслуживания установки;
• отсутствие необходимости использования сложных реагентов;
• возможность сбрасывать отработанные концентраты в канализацию;
• высокое качество нейтрализации минеральных примесей;
• низкие расходы на обслуживание системы.

Минусами обратного осмоса являются:

• необходимость предварительной обработки жидкости;

• высокий объем сбросов;
• необходимость непрерывной работы установки;
• относительно высокие энергозатраты при промышленных масштабах очистки.

Установки обратного осмоса монтируют в частных домах и квартирах под кухонную мойку.

Электролиз в быту не применяется, поскольку расходы на электроэнергию и саму установку нецелесообразны.

Чаще в домашних условиях применяют термический способ обработки (кипячение) или фильтрование через угольные картриджи. Однако это лишь смягчает жидкость, но не избавляет от минеральных растворенных примесей.

Источник

Обессоливание воды: методы и установки

Ученые считают, что человечество пришло к периоду, когда за пресную воду будут вспыхивать конфликты. Решить эту проблему можно только одним способом — найти оптимальный метод обессоливания воды.

Что такое обессоливание воды

Любая жидкость в своем составе имеет определенную долю солей, микроорганизмов, минералов. Очищение природной или водопроводной воды выводит из нее вредные вещества. Но иногда она в составе имеет большое количество солей, которые делают ее непригодной для употребления.

Обессоливание воды – это снижение концентрации растворенных в ней солей. Процедура может носить тотальный характер, когда жидкость лишается любого соляного содержания или частичный, когда в ней остается заданное количество соли.

Методы

Полное обессоливание проводится следующими способами:

• Дистилляция, термический способ.
• Методом ионного обмена.
• Методом электродиализа.
• Мембранным обратным осмосом.

Частичное удаление соли достигается при применении таких способов:

• Известкование.
• Баритовое умягчение.
• Н-катионирование.
• Вымораживание.

Методы обессоливания воды требуют затрат как финансовых, так и энергетических. Выбор способа обработки зависит от степени содержания соли в первоначальной жидкости, производительности установки, затрат на составляющие процесса (тепло, электроэнергия, реагенты). Каждый из методов имеет свои преимущества, недостатки и происходит при помощи технических средств.

Частичное обессоливание

Лишенная всех примесей вода применяется во многих производственных процессах и необходима для внутреннего употребления очень ограниченному числу людей. Для бытовых нужд требуется деминерализация воды до определенной степени. Чаще всего происходит умягчение жидкости методом катионирования.

В процессе происходит замена жестких солей на катионы водорода, которые, в свою очередь, вступая в реакцию, разрушают бикарбонатные ионы. Продукты образуют соединение, которое выводится в виде газа. Степень очистки оценивается по количеству выведенного карбоната кальция.

Дистилляция воды

Обессоливание воды с помощью метода дистилляции — самый старый и распространенный на сегодняшний день способ. Плюсом является его всеобщая доступность, а минусом – дороговизна процесса. Для получения воды без примесей используют дистилляторы. Они представляют собой испарители нескольких типов, разница между которыми состоит в конструкции, виде используемой энергии. Наиболее распространенные – паровые и электрические аппараты, отличающиеся дороговизной и большим потреблением энергоресурсов.

Аппарат представляет собой котел (или несколько котлов) низкого давления, где жидкость превращается в пар и отделяет концентрат солей. Чтобы вода получила максимальную очистку, в аппарате достигается температура медленного кипения. При таком режиме тяжелые примеси не попадают в конденсирующийся дистиллят. Одним из вариантов уменьшения стоимости является увеличение количества ступеней, но такая установка влечет крупные первоначальные инвестиции.

Оборудование для дистилляции помимо потребления большого количества энергии обладает внушительной стоимостью всех частей. Обеспечить высокую степень чистоты могут дорогостоящие трубы, арматура, теплообменники, испарители, сделанные из кварца или платины. Другие материалы непригодны.

Электрохимический метод

Суть метода заключается в пропуске воды через электрическое поле, при этом происходит перенос ионов солей – катионы распределяются в сторону катода, а анионы — к аноду. Система имеет три отсека, которые образуются при помощи катодной и анодной диафрагм. В срединном отсеке находится вода, подготовленная к обессоливанию.

Через поток пропускают постоянный электрический ток, при помощи которого происходит сортировка солей на катодную и анодную диафрагмы. Метод является очень дорогостоящим по затратам на оборудование и издержкам на электроэнергию, в связи с чем не получил распространения.

Ионный обмен

Наиболее надежный способ, которым достигается обессоливание воды, – метод ионного обмена. Осаживание примесей таким способом позволяет получить более чистую жидкость за короткий срок, что важно при промышленном обессоливании. Способ является наиболее экономически выгодным и дает лучший результат очистки.

Метод основывается на удалении из жидкости катионов и анионов солей, в результате очистки можно достичь разной степени деминерализации, вплоть до полного удаления солевых агентов. Обессоливание воды ионным обменом происходит при участии ионитов, которые представляют собой нерастворимые в воде полимеры, содержащие подвижный ион. При созданных условиях подготовленный полимер вступает в реакцию обмена с ионами солей того же знака. Помещенные в водную среду иониты набухают, увеличиваясь в размере в 1,5-2 раза.

По мере прохождения времени иониты собирают растворенные в воде соли и уплотняются. Насыщенные иониты регенерируют, после чего проводят их очистку. Продукты, полученные из насыщенных ионитов, называются «элюаты», в их состав входят растворы солей и щелочей. Часть из них являются ценными веществами, поэтому их утилизируют как ценные компоненты.

Обратный осмос

Технический прогресс и начавшая наблюдаться нехватка пресной воды рождают новые технологии опреснения и обессоливания. Популярным способом становится метод обработки обратным осмосом, надежность ему гарантирует развитие мембранных технологий. Промышленный интерес вызван сравнительно низкими энергозатратами. Большая часть аппаратов этого принципа используются для доочистки речной воды, где их эффективность многократно доказана.

Для бытового использования установки для обессоливания воды, основанные на принципе обратного осмоса, пригодны как в плане энергозатрат, так и по качеству получаемого продукта. В основе принципа обратного осмоса лежит пропускание воды под давлением через мембрану, которая непроницаема для растворенных солей и других примесей. Процесс обессоливания воды обеспечивают синтетические полупроницаемые мембраны, которые не могут задержать некоторые растворенные в воде газы (хлор, углекислота и пр.).

Метод обратного осмоса очищает воду от всех примесей, происходит полная деминерализация, что вредно для человеческого организма. В большинстве случаев обывателю приходится выбирать между водопроводной водой или обработанной при помощи какого-либо фильтра. Меньшим злом является вода, лишенная всех природных компонентов.

На сегодняшний день в некоторых странах уже существуют заводы по производству питьевой воды, где для обессоливания используют метод обратного осмоса, и в качестве дополнительной доочистки из нее выводят растворенные газы. Чтобы придать ей нормальное состояние, приближенное к естественному, на предприятиях в очищенную воду добавляют необходимые соли в выверенной концентрации.

Плюсы и минусы основных методов

Каждый из методов обессоливания воды имеет как положительные, так и отрицательные качества. Рассмотрев их подробно, можно понять, какому из них отдать предпочтение:

• Ионный обмен помогает получить наиболее чистую воду, система надежна и не реагирует на степень минерализации исходной жидкости, требует небольших затрат на оборудование. Процесс обессоливания происходит при минимальных потерях расхода воды. К минусам метода относится стремительное загрязнение окружающей среды вредными химикатами, высокая стоимость самих реагентов, система быстро загрязняется и требует частой замены фильтров. Утилизация отходов и фильтрующих частей сопряжена со сложностями.
• Дистилляция. Установки для обессоливания воды, основанные на термическом методе, используются без применения химических веществ, демонстрируют хорошее качество полученной жидкости, выделяемое в процессе работы тепло можно использовать для других нужд. Отличительной чертой данного способа является возможность устранения растворенных в воде газов. К минусам метода относятся: большие энергозатраты, необходимость подготовки воды, затраты на обслуживание установки (чистка всех частей), дороговизна аппаратуры.
• Мембранные установки отличаются неприхотливостью к исходному состоянию воды, для процесса не требуются химические реагенты, просты в обслуживании. Отрицательными качествами являются: подготовка воды к процессу обработки, большой объем воды для обеспечения работы аппаратов, большой расход электроэнергии, что сказывается на стоимости конечного продукта.

Обессоливание в домашних условиях

Фильтрация воды – самый доступный способ доочистки. Для обессоливания колодезной или морской жидкости в домашних условиях есть два распространенных способа:

• Емкость с водой поместить в морозильную камеру и оставить до неполного замерзания. Соль с частью жидкости не замерзнет, лед следует растопить, и можно пользоваться сразу. Для дополнительной очистки стоит пропустить талую воду через любой бытовой фильтр. Метод называется холодной дистилляцией.
• Выпаривание. Берут две емкости разного размера, в большую наливают морскую/соленую воду, меньшую оставляют пустой и помещают в большую посуду. Всю конструкцию можно поставить для нагревания на плиту или оставить на солнце, предварительно закрыв крышкой. Необходимо добиться медленного кипения соленой воды. Пары, лишенные соли, будут концентрироваться в пустой емкости. Процесс испарения на солнце будет протекать гораздо медленнее. При этом способе получается довольно малый объем питьевой воды.

Опреснение и обессоливание воды кустарными способами возможно, но малорезультативно. Лучшим вариантом будет приобретение бытовой установки для очистки.

Бытовые установки

Для бытовых нужд чаще всего необходимы системы для доочистки воды. Фильтрация воды может проводиться несколькими способами:

• Самый простой и доступный – кувшин со сменными фильтрами.
• Насадка с фильтром на кран.
• Настольные фильтры для воды.
• Встраиваемые системы, осуществляющие очистку жидкости в зависимости от места размещения (только на кухне, в точке входа подачи воды в дом, многоступенчатые фильтры для очистки воды из артезианской скважины и т. д.).

Ни одна из бытовых систем не может полностью устранить соли из жидкости, но смягчить жесткую воду в состоянии. В этом случае необходимо знать, какими элементами она насыщена, чтобы подобрать систему, картриджи для воды, фильтры или реагенты. Процесс обессоливания требует габаритных аппаратов, большой площади для установки, крупных финансовых инвестиций и доступность обслуживания системы, что недоступно для широкого круга потребителей.

Виды бытовой очистки

На сегодняшний день повсеместно используются следующие виды очистки воды:

• Угольная фильтрация. Прибор представляет собой емкость, наполненную древесным, активированным или каменным углем. Вода, прошедшая через такой фильтр, очищается от хлора, нефтесодержащих элементов, пестицидов, микроорганизмов, бактерий и т. д. Фильтр доступен по стоимости, долговечен и прост в эксплуатации.
• Тонкой очистки. Этот вид фильтров делится на два вида – однофункциональные и многофункциональные. При любом выборе требуется обслуживание – постоянно менять картриджи для воды, производить замену арматуры и пр.
• Грубой очистки. Устраняют крупные частички загрязнений (песок, ржавчину, осадок и пр.).
• Глубокой очистки. К этому виду фильтров относятся системы с обратным осмосом, многоступенчатые фильтры и пр.

В большинстве регионов России требуется только дополнительная очистка воды, поскольку водных ресурсов в стране достаточно. Единственный регион, где может наблюдаться недостаток пресной воды, – это Крым, куда, возможно, потребуются промышленные установки для опреснения морской воды. Все аппараты для проведения процессов имеют патент. Опреснение и обессоливание воды должно производиться на научно обоснованных методах с обязательным тестированием результатов в лабораторных условиях.

Источник