CHƯƠNG 3: XỬ LÝ NƯỚC LÒ HƠI

CHƯƠNG 3: XỬ LÝ NƯỚC LÒ HƠI 3.1 Xử lý nước. Chất lượng nước cung cấp cho lò hơi có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc đảm bảo sự an toàn khi lò vận hành. Nguồn nước cấp cho lò thường lẫn các tạp chất tan và không tan trong nước. Những chất tan trong nước: những chất này thường ở dạng lưỡng cực và có th ể phân hũy thành ion như: Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + ,  3 HCO , Cl - , 2 4 SO ,… Nh ững chất không hòa tan làm cho nước bị đục. Những hạt nhỏ có kích thước <0,0001mm hầu như không lắng đọng mà lơ lững trong nước. Đặc tính của nước: Nước có: pH < 5,5 – nước có tính axit mạnh. pH = 5,5÷6,5 – nước có tính axit yếu. pH = 6,5÷7,5 – nước trung tính. pH = 7,5÷8,5 – nước có tính kiềm yếu. pH > 8,5 – nước có tính kiềm mạnh. Ngoài độ Ph, người ta c òn đánh giá chất lượng của nước theo các chỉ tiêu sau: Độ cứng, độ kiềm, độ khô kết,… Độ cứng của nước l à tổng nồng độ các ion Canxi mà Magiê có trong nước. Độ cứng có thể đo bằng milligram đương lượng trong một lít nước. Độ kiềm của nước l à tổng hàm lượng các ion bicacbonat, hydrat là nh ững gốc muối của các axit yếu khác. Độ khô kết l à tổng hàm lượng các vật chất còn lại sau khi chưng cất nước, được đo bằng mg/lit. Nước được đưa vào l ò tuy đã được xử lý nhưng vẫn còn một lượng nhất định những chất tan v à không tan trong nước. Trong quá trình làm việc, những chất này trở thành pha cứng tách ra khỏi nước dưới dạng cáu bám vào thi ết bị, ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của thiết bị. Hệ số dẫn nhiệt của cáu rất bé so với hệ số dẫn nhiệt của thép nên khi làm vi ệc nhiệt độ vách ống tăng lên rất nhiều, sự hấp thụ nhiệt của lò hơi giảm đi, lượng tiêu hao nhiên liệu tăng. Đồng thời cáu còn có tác dụng tăng độ ăn m òn bề mặt. Vì vậy, để đảm bảo sự an toàn các thiết bị lò hơi cần:  Ngăn ngừa tạo cáu bám trên các bề mặt đốt.  Duy trì độ sạch của lò hơi ở mức cần thiết.  Ngăn ngừa quá trình ăn mòn trong đường ống nước và hơi. Để đảm bảo y êu cầu trên, nước cấp lò hơi cần đạt yêu cầu chỉ tiêu chất lượng nhất định. Xử lý nước trước khi cấp vào lò: Nh ững phương xử lý nước:  Phương pháp lắng lọc: tùy theo hóa chất dùng mà ta có các phương pháp sau Phương pháp xử lý Hóa chất dùng Vôi hóa Vôi – xôđa Xút Xút – Xôđa Xút – Vôi Ch ỉ dùng vôi CaO + Na 2 CO 3 NaOH NaOH + Na 2 CO 3 NaOH + CaO Dùng vôi: Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2  2CaCO 3 + 2H 2 O. Mg(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2  Mg(OH) 2 + CaCO3 + 2H 2 O. MgCl 2 + Ca(OH) 2  Mg(OH) 2 + CaCl 2 . MgSO 4 + Ca(OH) 2  Mg(OH) 2 + CaSO 4 . CO 2 + Ca(OH) 2  CaCO 3 + H 2 O. Khi dùng vôi, d ộ cứng bicacbonat được khử, độ cứng không cacbonat không được khử m à chỉ thay đổi vị trí giữa gốc canxi mà magie. Để khử không cacbonat, người ta dùng xôđa. Khi đó, trong nước chủ yếu là độ cứng canxi được tách ra nhờ Na 2 CO 3 : Ca(HCO 3 ) 2 + 2NaOH  CaCO 3 + Na 2 CO 3 + 2H 2 O. Mg(HCO 3 ) 2 + 2NaOH  MgCO 3 + Na 2 CO 3 + 2H 2 O. MgCO 3 + 2NaOH  Mg(OH) 2 + Na 2 CO 3 . MgCl 2 + 2NaOH  Mg(OH) 2 + 2NaCl. CO 2 + 2NaOH  Na 2 CO 3 + H 2 O. CaCl 2 + Na 2 CO 3  CaCO 3 + 2NaCl. CaSO 4 + Na 2 CO 3  CaCO 3 + Na 2 SO 4 . Ngoài nh ững chất trên, người ta còn dùng natriphotphat Na 3 PO 4 , baricacbonat BaCO 3 , barhidroxit Ba(OH) 2 , barialuminat BaAl 2 O 4 , …  Phương pháp trao đổi cation: Quá trình làm mềm nước bằng trao đổi cation là quá trình trao đổi giữa các cation của các chất hoà tan trong nước có khả năng sinh cáu trong lò với những cation của những chất không hoà tan trong nước để tạo ra những chất mưois tan trong nước v à không tạo thành cáu. Những chất này gọi là cationit. Có 3 lo ại cationit sau: Natri (NaR), hydro (HR), amôn (NH 4 R). Trong đó: R là gốc của cationit không hoà tan trong nước, đóng vai trò của một anion. Khi dùng catinonit Natri, phản ứng xảy ứng như sau: Ca(HCO 3 ) 2 + 2NaR  CaR 2 + 2NaHCO 3 . Mg(HCO 3 ) 2 + 2NaR  MgR 2 + 2NaHCO 3 . CaCl 2 + 2NaR  CaR 2 + 2NaCl. MgCl 2 + 2NaR  MgR 2 + 2NaCl. CaSO 4 + 2NaR  CaR 2 + Na 2 SO 4 . MgSO 4 + 2NaR  CaR 2 + Na 2 SO 4 . Khi dùng cationit Hydro: Ca(HCO 3 ) 2 + 2HR  CaR 2 + 2CO 2 + 2H 2 O. Mg(HCO 3 ) 2 + 2HR  MgR 2 + 2CO 2 + 2H 2 O. CaCl 2 + 2HR  CaR 2 + 2HCl. NaCl + HR  NaR + HCl. MgSO 4 + 2HR  MgR 2 + 2HCl. Khi dùng cationit amôn: Ca(HCO 3 ) 2 + 2NH 4 R  CaR 2 + 2NH 4 HCO 3 . Mg(HCO 3 ) 2 + 2NH 4 R  MgR 2 + 2NH 4 HCO 3 . CaCl 2 + 2NH 4 R  CaR 2 + 2NH 4 Cl. MgSO 4 + 2NH 4 R  MgR 2 + (NH 4 ) 2 SO 4 . Na 2 SO 4 + 2NH 4 R  2NaR + (NH 4 ) 2 SO 4 . v.v… Khi trao đổi cation natri toàn bộ độ cứng đều được khử, song độ kiềm và các thành ph ần anion khác có trong nước không thay đổi. Khi dùng phương pháp trao dổi cation hydro, độ cứng và độ kiềm đều được khử nhưng anion của các muối đã tạo thành axit, nước xử lý là nước axit sẽ không thuận lơi cho việc cấp nước lò hơi. Vì vậy, nên dùng phối hợp 2 phương pháp cation natri và hydro. Trong quá trình làm vi ệc, các cationit dần dần bị kiệt hết cation. Để khôi phục khả năng làm việc của cationit người ta cho chúng trao dổi với chất có khả năng cung cấp cation. Quá trình này gọi là quá trình hoàn nguyên cationit. Để thực hiện quá trình hoàn nguyên cationit natri người ta dùng dung d ịch NaCl có nồng độ từ 6-8%, cactionit hdro – dùng dung dịch H 2 SO 4 hoặc HCl, cationit amôn – bằng muối amôn.  Phương pháp trao đổi anion: Nguyên tắc giống như phương pháp trao đổi cation. Ở đây, anion của muối và axit trao đổi với anion của anionit. 3.2 Chọn hệ thống xử lý nước: Trong đồ án này, chọn phương pháp xử lý nước kết hợp kiễu nối tiếp 2 phương pháp xử lý nước d ùng catinonit Natri và cationit Hydro. Nước sau khi qua xử lý đều được khử độ cứng và độ kiềm. Đảm bảo chất lượng nước cấp cho lò hơi. 3.3Mô tả quá trình Nước từ bể cấp, cấp vào bình cationit natri nhờ bơm. Tại đây độ cứng của nước được khử nhưng độ kiềm và các thành phần anion khác có trong nước không thay đổi. Do đó nước sau khi qua b ình 1 tiếp tục cho qua bình cationit hydro để khử toàn bộ độ kiềm của nước. Nước sau khi xử lý được bơm vào bể nước cấp để cung cấp nướ c cho là hơi hoạt động. Sau một thời gian xử lý, cationit sẽ dần bị cạn kiệt cation. Để khôi phục cationit, sau khoảng thời gian cho trước ta tiến hành hoàn nguyên ( ch ọn 1 ngày hoàn nguyên 1 lần) Để hoàn nguyên cationit natri, người ta d ùng dung dịch muối NaCl (n ồng độ 6-8%). Đối với cationit hydro người ta dụng dung dịch acid H 2 SO 4 hoặc HCl. Trong đồ án này chọn acid HCl có nồng độ 1-1,5%. Hoàn nguyên NaR: CaR 2 + 2NaCl  CaCl 2 + NaR MgR 2 + 2NaCl  MgCl 2 + NaR Hoàn nguyên HR: CaR 2 + 2HCl  CaCl 2 + HR MgR 2 + 2HCl  MgCl 2 + HR . CHƯƠNG 3: XỬ LÝ NƯỚC LÒ HƠI 3.1 Xử lý nước. Chất lượng nước cung cấp cho lò hơi có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc đảm bảo sự an toàn khi lò vận. thống xử lý nước: Trong đồ án này, chọn phương pháp xử lý nước kết hợp kiễu nối tiếp 2 phương pháp xử lý nước d ùng catinonit Natri và cationit Hydro. Nước