2.9. Підготовка живильної води для котлів

2.9.1 Показники якості води

Основними показниками, які характеризують якість сирої, живильної і котлової води є:

а) Сухий залишок, характеризує вміст розчинених і колоїдних неорганічних і частково органічних твердих домішок в мг/кг чи мкг/кг. Це залишок, висушений при 110⁰С до постійної ваги після випаровування води, профільтрованої через щільний паперовий фільтр.

б) Загальний солевміст – загальна кількість мінеральних речовин, розчинених в даній воді, мг/кг чи мкг/кг.

в) Жорсткість води – характеризує вміст в ній кальційових і магнійових солей, які обумовлюють здатність води до накипоутворювання.

Розрізняють тимчасову, постійну і загальну жорсткість води.

Тимчасова (карбонатна) жорсткість характеризується вмістом у воді бікарбонатів Са і Мg – Ca(HCO₃)₂ і Мg(HCO₃)₂.

Постійна жорсткість характеризує вміст у воді кальційових і магнійових солей неорганічних кислот, а саме:

CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂,Ca(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂, CaSiO₃, MgSiO₃, Ca(PO₄)₂, Mg(PO₄)₂.

За одиницю жорсткості води приймають 1 міліграм (або мікрограм) – еквівалент СаО чи MgO або іонів Са²⁺ і Mg²⁺ на 1 кг води.

Для Са²⁺ ;

Для Mg²⁺ ; (2-47)

Для ;

де: , , - молекулярна маса кальцію, магнію, і аніону .

Величина загальної жорсткості води дорівнює сумарній концентрації катіонів Са і Mg вираженій в

Ж = + , (2-48)

,

де: і - концентрація в воді катіонів Са і Mg, ,

а 20 і 12,16 – визначена вище еквівалентна маса катіонів Са і Mg , .

Величина карбонатної жорсткості визначається

, (2-49)

де: - концентрація у воді аніонів бікарбонатів кальцію і магнію,, а 61 – еквівалентна маса аніону бікарбонатів.

Тоді величина постійної жорсткості визначається як:

. (2-50)

За величиною загальної жорсткості природних вод встановлена така класифікація:

– мала жорсткість води;

– середня жорсткість води;

– підвищена жорсткість води;

– висока жорсткість води;

– дуже висока жорсткість води.

Води рік містять не > 500-600 розчинних солей, їх основні компоненти , , і аніони , , .

Маломінералізовані води рік мають в основному і .

Підземні води мають велике розмаїття хімічного складу, їх мінералізація складає від 100 до декількох грам на кг.

Г) Лужність води характеризує вміст в ній лужних сполук, таких як: гідратів (NaOH та інші), карбонатів (Na₂CO₃ та інші), бікарбонатів (NaHCО₃ та інші), фосфатів (Na₃PO₄ та інші) – натрію, кальцію і магнію.

Величина лужності води дорівнює сумарній концентрації в ній гідроксильних (ОН), карбонатних (СО₃), бікарбонат них (НСО₃), фосфатних (PO₄) аніонів слабких кислот, виражений в або

Розрізняють лужність:

• гідратну (обумовлена наявністю у воді гідроксильних аніонів );

• карбонатну (обумовлена наявністю у воді карбонатних аніонів );

• бікарбонатну (обумовлену наявністю у воді бікарбонатних аніонів ).

Д) Концентрація іонів водню

У воді проходить постійно зворотний процес дисоціації молекул води на іони і гідроксильні іони

↔ +

Кількість молекул, які дисоціюють одночасно, дуже незначне приблизнодорівнює одній десятимільйонній частині (10¯⁷) всіх молекул. В результаті цієї дисоціації у воді міститься деяка рівноважна кількість іонів водню і гідроксильних іонів. В хімічно чистій воді концентрація іонів і однакова.

Поява у воді дисоційованих кислот чи лугів приводить до зростання концентрації, відповідно, іонів чи .

Відповідно до закону діючих мас

, (2-51)

де: –іонний добуток води. При температурі 22 ^оС .

Оскільки для хімічно чистої води , то концентрація водневих і гідроксильних іонів в ній при 22 ^оС дорівнює

. (2-52)

На практиці концентрацією виражають не безпосередньо, а через їївід’ємний логарифм і позначають рН:

.

Для води, що містить розчинені кислоти, рН<7, а розчинені луги – рН>7.

Є) Вміст корозійно-активних газів у воді – характеризується вмістом в ній кисню і вуглекислого газу або