Вопросы по водоподготовке

[Коты]

Всем доброго времени суток. Я новенький на данном форуме. Не знаю, правильно ли я здесь пишу, все-таки форум химиков, а у меня вопросы по технологии, но которая напрямую связана с химией воды.
Вкратце так- на одном из объектов имеются жаротрубные паровые котлы среднего давления (13 бар), для которых подготавливается вода путем частичного обессоливаеия, а затем умягчения (Натрий- катионирования).
Для водоподготовки используется последовательно: установка обезжелезивания (в данное время не работает по тех причине), установка обратного осмоса (мембранного обессоливания) и установка умягчения (натрий - катионитные фильтры).

Для тех кто не знает что такое обратный осмос - небольшой ликбез:
исходная вода под давлением проходит через полупроницаемые мембраны, которые разделяют ее на 2 потока- пермеат и концентрат. Мембраны устроены таким образом, что пропускают только молекулы воды, образуя при этом пермеат, а остальные молекулы задерживает, образуя концентрат, который сбрасывается в дренаж. Пермеат, в свою очередь поступает на Na- катионитный фильтр (абсолютно идиотская схема, конечно, гораздо технологичнее было бы использовать последовательно H-катионитные и ОН- анионитные фильтры), но на том объекте экономят на всем, это олимпийский объект, короче с косяками его сделали, на скорую руку, лишь бы сдать поскорей в эксплуатацию.
Сразу оговорюсь- осмос не работает с 98% селективностью, как должен это делать, точные причины этого я не выяснил до сих пор, т к постоянно меняются источники подачи исходной воды (то город, то скважина), а также постоянно нестабильное давление на входе (от 0 до 2,5), в то время как должно быть по инструкции не менее 3 бар. В общем-то в данной ситуации катионировние в некоторой степени спасает, т к пермеат, поступающий из осмоса, как я уже писал, далеко не идеального качества. При жесткости исходной воды в районе 4,0 - 4,5 мг-экв/л, пермеат имеет жесткость 1,2 мг-экв/л, что более чем в 100 раз превышает норму для данных котлов (норма от 10,0 до 15,0 мкг-экв/л).
Далее пермеат направляется на Na-катионитный фильтр, в котором происходит замена вредных для котлов катионов Ca2+,Mg2+ на катион Na+, сводя жесткость практически к нулю. После катионирования эта, уже хим подготовленная вода направляется в деаэратор, в котором происходит дегазация, при этом еще дозируется некий реагент, состоящий из полифосфатов с бисульфитом натрия, который устраняет остаточный кислород, а полифосфаты в свою очередь частично повышают pH и образуют защитную гидрофобную пленку на внутренней поверхности трубопроводов. Но все это, что уже после Na-катионитного фильтра, отношения к делу мало имеет. Просто написал, чтобы было понятней.
Теперь, собственно в чем сам вопрос: иногда, как например сегодня и завтра установка обратного осмоса отключается на хим.промывку мембран. Вода поступает в котлы помимо осмоса, через байпас, но при этом поступает на Na- катионитные фильтры. Они отлично справляются с жесткостью даже исходной, жесткой воды. Их можно настроить почти на любую воду по жесткости. И все бы ничего, но вот только вопреки здравому смыслу происходит такой вот парадокс- при отключении осмоса,с одновременным катионированием исходной воды электропроводность в паровых котлах за несколько часов повышается выше допустимых значений (выше 1500 мкСм/см) и они просто отключаются по аварии. Так то все нормально и жесткость и все остальное, т к катионирование справляется, а как известно все соли натрия хорошо растворимы и опасности для котла не представляют, если конечно pH не задирать выше 11,5, что чревато щелочной коррозией.
Но вот электропроводность не проходит и все тут. Останавливаются по солесодержанию (терпеть не могу этот общепринятый термин, т к будто бы электоропроводность обусловлена только солями). Сам прикол еще в том, что даже если пустить в котлы исходную воду вообще без какой-либо водоподготовки (были и такие "умники"), т е минуя и осмос и катионирование, то электропроводность будет гораздо меньше, чем при натрий- катионировании исходной воды. Оно и понятно, т к соединения натрия более сильные электролиты, чем кальция, магния и т д. Но вот сам парадокс в чем- в том что когда работает осмос, то он пускай частично, но все же обессоливает воду, устраняя при этом как катионы, так и анионы, т е процент гидроксила- ОН в воде, которая поступает на катионирование в 3 раза больше, чем при том режиме, когда осмос отключен. То есть обессоленная вода, поступающая на катионитный фильтр, выходит из него с катионом натрия, образуя фактически NaOH, который является гораздо более сильным электролитом, нежели соли, в основном NaHCO3, который образуется после катионирования в том режиме, когда осмос отключен. И когда осмос работает, то с электропроводностью (солесодержанием) в котлах все в порядке (750- 950 мкСм/см), а вот когда его отключаю, то электропроводность за неск часов взлетает выше нормы. Чем это объяснить, если известно почти любому, что NaOH более сильный электролит, чем NaHCO3. Можно предположить еще такой вариант- анионы никуда не деваются, следовательно при нагревании в котлах гидрокарбонаты образуют CO2. Ну если даже так и что? Все равно, где угольная кислота и где едкий натр, с точки зрения электропроводности?

Также интересный момент - pH.
Сегодня специально измерил pH Na-катионированной воды при отключенной установке обратного осмоса и pH был идентичен pH исходной воды, примерно 7,4-7,5. А когда я измерял при работающем осмосе, то pH всегда ниже, где-то 6,5-6,8...
Ну почему, если опять-таки исходить из того что, как я уже писал,в установке осмоса происходит пускай неполное, но все же обессоливание примерно на 2/3, следоват. OH- больше, чем при неработающем, где больше HСО3- и т д, но почему же тогда вопреки всякому здравому смыслу при неработающей установке ОО pH катионированной воды повышается, а электропроводность в котлах вообще очень сильно повышается? А при работающей, наоборот, рН снижается? Чем этот парадокс можно объяснить?
Может кто разбирается в этом или сталкивался с подобной ситуацией, пожалуйста напишите или посоветуйте что-нибудь. Из-за этих остановов котлов прерывается производство и я не могу в полной мере произвести хим промывку мембран, которая при нормальном режиме должна длиться около 9-10 часов, а мне приходится по истечени 4-5 часов в срочном порядке отмывать мембраны и запускать ее в работу.
Пардоньте за сумбур в сообщении, но я просто всегда пишу импровизированно, по-ходу написания, так сказать, но надеюсь что в целом суть понятна. Если что-то непонятно, то пишите, я объясню более подробно. Буду очень признателен, если кто-то поможет.

[talgar]

...Пардоньте за сумбур в сообщении, но я просто всегда пишу импровизированно, по-ходу написания, так сказать,..

... и, похоже, сам процесс написания вам очень нравится... Оставьте это кокетство, идите в писатели.

[Гесс]

Развернуто расписанная проблема, лучше так чем клещами вытягивать что и зачем и как сделано.
Так что давайте ближе к вопросу.

[Коты]

Вот если честно, то терпеть не могу писать. Какое в ж... кокетство? Чтобы на это решиться наконец, т е найти соответствующий форум, подумать и решиться все таки написать, мне буквально потребовалось несколько лет. До этого до всего додумывал (пытался) сам. И вообще непонимаю зачем отвечать, если по-существу заданных вопросов вам нечего сказать...

[avor]

Вы много пишите по поводу объяснений и мало по поводу процесса.
Например как осуществляется дегазация? Каким способом, физическим воздействием?

[Коты]

Дегазация осуществляется в деаэраторе- вода падает сверху вниз на деаэрационную колонку, пар подается снизу вверх, вода разбрызгивается по тарелкам, а пар физически взаимодействует с этими мелкими брызгами, подхватывая растворенные газы и затем уходит через выпар, в атмосферу. Вкратце так. А далее еще подается реагент для того чтобы устранить остаточный кислород, который не устранился при деаэрации- реагент в составе содержит NaHSO3, который связывает кислород, окисляясь в сульфат, вроде так: NaHSO3+ O2= Na2SO4 + SO2+ H2O

[Коты]

P.S. уравнять забыл)) но надеюсь смысл понятен и так...

[Гесс]

сернистый газ - позволю себе усомниться

[Коты]

Ну а как тогда? Напишите пожалуйста и свою версию...

[Гесс]

Ну а как тогда? Напишите пожалуйста и свою версию...

https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_bi ... trial_uses

[himdim2012]

извращенная схема конечно водоподготовки, прежде всего из-за отсутствия резерва по оборудованию. мои варианты ответа по существу вопросов:

1. в исходной воде содержатся анионы сильных кислот (прежде всего хлориды, сульфаты, нитраты) которые на осмосе удаляются, а при натрий катионировании нет. Т.е. после натрий катионирования вы по сути имеете смесь натриевых солей в воде и как вы совершенно верно заметили их электропроводность выше нежели аналогичных солей кальция и магния. Из этой ситуации есть два выхода без особых вложений:
а) написать в проектную фирму или завода изготовителя, что бы убрать уставку в 1500 мкСм т.к. с химической точки зрения она не чем не обоснована (пример с исходной водой и натрий катионированной тому подтверждение). или хотя бы отключать её на время промывки мембран.
б) если они упираются рогом и никак, то подавать исходную воду на котел, за несколько часов нечего фатального не произойдет, тем более при дозировании ингибиторов. А если после этого ещё сделать ему промывку так вообще идеально будет. (в качестве ликбез поясню: скорость роста отложений в котле прямо пропорциональна не только концентрации солей жесткости в подаваемой воде, но и квадрату теплового потока, в котлах с давлением в 13 бар тепловой поток очень маленький поэтому и особых отложений быть не должно).
2. мембраны осмоса очень хорошо пропускают растворенные газы, поэтому за счет растворенного СО2 и происходит снижение в пермеате рН на 1-1,5 т.е. ионы обуславливающие щелочность он убрал, а растворенный СО2 остался.

P.S. 1. у вас что-то совсем плохо с осмосом - 1,2 мг в пермеате это очень много при такой жесткости исходной воды.
2. у вас есть бомба замедленного действия: дозировать фосфаты при такой жесткости и на такие котлы не только абсолютно бесполезно, а даже вредно. у вас их явный избыток относительно ионов жесткости, и они могут где нибудь в котле оседать и в один момент произойдет разрыв трубок в котле из-за пережогов. если хотите оградить от коррозии и повысит рН нужно смотреть в сторону аминных ингибиторов.

[smihailov]

Для помощи котам можно скооперироваться http://www.anchem.ru/forum/read.asp?id=22565

[Коты]

Ну так и что из этого, вот еще пожалуйста http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=201334
http://www.ensor.ru/communication/forum ... y/417.html
Я специально писал на неск форумах, т к чем больше инфы, тем лучше. Где-то могут и не ответить, где-то ответят, поэтому чтобы повысить, так сказать КПД своей писанины, я опубликовал ее в нескольких местах

[Коты]

Большое спасибо вам за помощь. Да, наверное вы правы, помимо гидрокарбонатов там содержатся хлориды, сульфаты и т д. Эти средние, хорошо диссоциирцющие соли и повышают электропроводность.

Выход из этой ситуации я нашел экспериментальным путем- когда в пятницу производил кислотную промывку и отключил снова осмос, то я договорился с ГИ комплекса чтобы они хотя бы на это время перешли на городскую воду. (До этого они подавали в котоельную воду из скважины, которую вырыли специально в целях экономии, чтобы не платить за городскую воду) и при подпитке из города все проработало отлично, электропроводность не поднялась выше 900 мкСм/см ни в одном котле.
Значит именно в скважине содержится какая-то гадость, повышающая электропроводность, скорей всего это и есть соли сильных кислот, а при соединении с натрием вообще катастрофа)
Потому что по жесткости не такая уж большая разница - в городской- где-то 2500-2800 мкг-экв/л, в скважине- 4000-4500...

Да, с установкой обратного осмоса творится что-то неладное, в конце прошлого лета только заменили мембраны, а уже они так загрязнились, что даже хим промывка мало помогает. И это все с тех пор как они перешли на подпитку из скважины. Почти сразу снизилось качество пермеата, производительность и т д. Дело в том что там еще очень нестабильное давление при питани со скважины. Оно скачет о 0 до 2,5, в то время как по инструкции должно быть не менее 3 бар.
Я также очень обеспокоен этим и точно не знаю почему так и что с этим делать.
Недавно делали (сторонняя лаборатория) анализы на хлориды и сульфаты в воде из скважины, на работе лежат у меня результаты, могу написать их сюда, только немного позже.

Еще можно задать вам такой вопрос-
Всегда считал что при попадании на катионирование чистой воды происходит замещение катиона водорода на катион натрия и вода подщелачивается, по сути должен выходить NaOH. Но на неск форумах мне написали что это не так. А вы как считаете? Если, скажем чисто гипотетически подать ультраобессоленную или дисстиллированную воду на чистый, отрегенерированный катионит в Na- форме, то изменит она свой состав или нет? И если да, то как?

Еще раз благодарю вас за ответ. Если не трудно, то может быть напишете ответ и на это сообщение, хотя бы вкратце? Очень надеюсь на это))

[avor]

-- а уже они так загрязнились, что даже хим промывка мало помогает.
А механические фильтры или хотя бы отстойник при подаче воды на осмос есть?
---Оно скачет о 0 до 2,5, в то время как по инструкции должно быть не менее 3 бар.
А насос поставить жаба душит хозяев?

[Коты]

Есть ФТО, есть установка обезжелезивания, но она уже год как не работает потому что заклинило один из блоков управления. Но на Fe я делал анализы и из скважины, вроде в норме, т е не более 0,2мг/л, что является нормой для установки. Но вот когда я раскрутил ФТО, то он был весь ржавого цвета, что свидетельствует о наличии Fe(OH)3. При работе установки обезжелезивания и на городской воде такого не наблюдалось. Просто как-то одновременно почти они перешли на скважину и навернулось обезжелезивание.
Теперь о насосе. Насосов там до осмоса аж 4 штуки, 3 в работе, 1 в резерве, но можно включить и все 4. Но какой в них смысл, если напора воды нет, то и на насосаъ давления нет. Когда нормальный напор, то они выдают по 8-9 бар. Когда нет давления, то тоже почти по нулям. После этих насосов и до обезжелезивания стоит еще редуктор давления, который очень сильно снижает давление, т к он неисправен, в нем находится сетка, которая забилась мех примесями, а раскрутить его не получилось, не захотел он раскручиваться, а дальше и пытаться не стали, т к если он сломается, то все производство встанет, т к нет таких в наличии больше.

[avor]

-- но она уже год как не работает потому что заклинило один из блоков управления
-- Но вот когда я раскрутил ФТО, то он был весь ржавого цвета, что свидетельствует о наличии Fe(OH)3.
Вот здесь, я думаю и зарыта причина плохой работы обратного осмоса.
-- Но какой в них смысл, если напора воды нет, то и на насосах давления нет.
Насос вообще говоря и при отрицательном давлении на входе мог бы работать, если бы расход воды из скважины восполнялся бы с нужной скоростью при создании разрежения насосом. Если скважина не может обеспечить расход воды необходимый для работы осмоса, то надо делать накопительную емкость или бассейн или отказываться от скважины или увеличивать ее производительность.

[Коты]

Ну так я анализы делал на Fe из скважины, оно там меньше 0,2 мг/л, что в норме для осмоса. Более точно я не могу сделать, т к у меня нет лаборатории. А делали в лаборатории, так вообще написали что меньше 0,05 мг/л оно там. А ФТО весь в ржавчине(элементы). Чем это можно объяснить?

Да, скважина не может стабильно обеспечить расход воды и я об этом и писал и говорил и мне все обещают, но ничего уже год не сдвигается с места. А если обезжелезивание запустить, то вообще нихрена не будет работать, т к оно еще больше сожрет давление... такие дела...

[avor]

Ну, так, вопрос не технологический, а административно финансовый и лежит вне плоскости форума.

[Коты]

Да, я не спорю, есть и совершенно мерзопакостные административные и финансовые преткновения, но есть помимо них и чисто технологические вопросы, т к я пытаюсь с наименьшими потерями выпутаться из этой ущербной ситуации, поэтому и пришлось прибегнуть к помощи специалистов на форуме, но к сожалению слишком уж много стеба я вижу, хотя есть и дельные советы, за которые отдельным профи огромное спасибо