Читать курсовая по химии: "Умягчение воды методом ионного обмена" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Петербургский Государственный Университет

Путей и Сообщения. Кафедра “Водоснабжение и водоотведение” КУРСОВОЙ ПРОЕКТ: “Умягчение воды методом ионного обмена” Студент:Перельзон И. Б.

Преподователь:Постнова Е. В.2000 Введение. На железнодорожном транспорте имеются предприятия, для работы которых требуется вода с малой жесткостью.

Известно, что жесткость воды обусловлена наличием в ней солей кальция и магния. Использование жесткой воды приводит к образованию накипи на внутренней поверхности котлов и теплообменных аппаратов, что снижает эффективность их работы.

В настоящее время один из наиболее распространенных способов умягчения воды является метод ионного обмена. Снижение жесткости воды ионным обменом основано на способности определенных или некоторых искусственных материалов (катионитов) которые имеют в своем составе обменные ионы Na+, Н+. Способные обмениваться на ионы Са2+, Мg2+. Реакция обмена:

2 Na [Кат.] + Ca (HCO3)2 Ca [Кат.] + 2 NaHCO3 2 H [Кат.] + MgCl2 Mg [Кат.]2 + 2 HCl К катионитам относятся глауконитовый песок, гумусовые угли, сульфоуголь, искусственные смолы (КУ-1, КУ-2).

В процессе фильтрации воды через катиноитную загрузку ее обменная способность уменьшается, поэтому необходимо периодически регенерировать (восстанавливать фильтрирующий материал). Реакции регенерации: Ca [Кат.]2 + 2 NaCl 2 Na [Кат.] + CaCl2

Na – катионидные фильтры регенерируются раствором NaCl Mg [Кат.]2 + H2SO4 = 2 H [Кат.] + MgSO4

Н – катионидные фильтры регенерируются раствором серной кислоты – Н2SO4.

Для реализации представленных химических процессов устраивают специальное сооружение – станцию умягчения воды.

Целью курсового проекта является расчет основного технологического оборудования – Н-Na- катионитных фильтров и вспомогательного оборудования - кислотное хозяйство, солевое, дегазатор для удаления газов – СО2. 1. Предварительная обработка исходных данных.

Проверка данных химического анализа воды производится путем сопоставления суммы катионов: Ca+2, Mg+2, Na+, К+ с суммой анионов: Cl-, SO4-2, НСО3-:

(1). К = [Ca+2] + [Mg+2] + [Na+] + [K+] = 4.0 + 2.4 + 0.9 = 7.3 мг-экв/л

(2). А = [HCO3-] + [Cl-] + [SO4-2] = 5.1 + 0.7 + 1.5 = 7.3 мг-экв/л

Вывод: Сумма катионов равна сумме анионов, следовательно, данные химического анализа воды верны.

1.1. Определяется общая жесткость исходной воды.

Жо = [Ca+2] + [Mg+2] = 4.0 + 2.4 = 6.4 мг-экв/л(3).

1.2. Определяется карбонатная жесткость исходной воды.

Жк = [HCO3-] = 5.1 мг-экв/л(4).

1.3. Определяется щелочность исходной воды.

Що = Жк = 5.1 мг-экв/л(5).

1.4. Определяется не карбонатная жесткость.

Жнк = Жо – Жк = 6.4 – 5.1 = 1.3 мг-экв/л(6).

2. Выбор и обоснование принципиальной схемы умягчения воды.Умягчение воды методом ионного обмена может осуществлять: параллельным катионированием, последовательным катионированием, совместным H-Na-катионированием.

Выбор схемы умягчения воды осуществляется на основании сопоставления данных химического анализа исходной воды.

Параллельное H-Na-катионирование применяется при условии:Жк / Жо 0,55.1 / 6.4 = 0.79 0.5+

Жнк 3.5 мг-экв/лЖнк = 1.3 3.5 мг-экв/л+

SO4-2 + Cl- 3 … 4 мг-экв/л1.5 + 0.7 = 2.2 3 мг-экв/л+

Na+ + K+ 1 …2 мг-экв/л0.9 2 мг-экв/л+

Последовательное H-Na-катионирование применяется при условии:Жк / Жо 0.55.1 / 6.4 = 0.79 > 0.5-Жнк 3.5 мг-экв/лЖнк = 1.3 3,5 мг-экв/л -

SO4-2 + Cl- 3

Похожие работы