Файл: Методическое пособие По рабочей профессии Аппаратчик химводоочистки.docx

Из-за малой теплопроводности накипи металл кипятильных и экранных труб плохо охлаждается и подвергается сильному перегреву, в результате чего уменьшается его прочность. Это может при­вести к появлению на трубах отдулин, трещин, разрыву труб и даже к взрыву барабанов котла. Кроме того, наличие накипи на стенках труб па­ровых котлов приводит к перерасходу топлива. В отличие от накипи, шлам представляет собой илообразный осадок, выпадающий в воде. Он в ос­новном состоит из углекислого кальция, гидрата окиси магния и механических примесей. Шлам удаляется из котлов во время их продувки.

Водный режим паровых котлов должен обеспе­чивать работу котла и питательных трубопроводов без повреждения их элементов вследствие отложе­ний накипи и шлама, без превышения относитель­ной щелочности котловой воды до опасных преде­лов или в результате коррозии металла» а также получение пара необходимого качества.

Экономичность работы парового котла также в значительной мере зависит от правильной органи­зации водного режима. Паровые котлы с давлени­ем пара более 0,07 МГ1а и производительностью 0,7 т/ч и более должны быть оборудованы уста­новками для докотловой обработки воды. Допу­скается применение и других эффективных спосо­бов обработки воды, регламентирующих выполне­ние соответствующего водного режима.

Для таких котлов должны быть заведены ре­жимные карты с указанием порядка анализов кот­ловой и питательной воды, режима непрерывной и периодической продувки, норм на качество пита­тельной и котловой воды, сроков остановки котла на очистку и промывку и порядка осмотра.

Результаты проведенных работ по водоподго- товке, анализам воды и водному режиму котлов заносятся в журнал, где также отмечаются вид и толщина обнаруженных при осмотре накипи и шла- ма, замеченные коррозионные повреждения и при­знаки обнаруженных неплотностей в вальцовочных или заклепочных соединениях.

За последние 10–15 лет в мире достигнуты значительные успехи в развитии технологии и оборудования водяного отопления; существенно вырос КПД теплогенераторов, разработаны схемы и устройства регулирования, обуславливающие рациональное использование топлива.

Однако эти технические достижения могут быть сведены на нет отсутствием должного внимания к проблемам водоподготовки.

Качество воды и энергосбережение.

Современные компактные теплообменники характеризуются узкими каналами для прохода теплоносителя и высокими тепловыми потоками, поэтому более чувствительны к воздействию коррозии и образованию накипи. 

---

Без подготовки нагреваемой воды КПД котла может значительно уменьшиться всего лишь через три недели после начала работы. И если подобные проблемы могут возникать лишь в районах с жесткой водой, то оксиды железа могут образовываться в результате коррозии повсеместно: внутренняя коррозия стальных радиаторов, чугунных или стальных котлов нередко приводит к накоплению железоокисного шлама в нижней части радиаторов, а так- же в вентилях, клапанах и насосах. Это не только уменьшает теплоотдачу отопительных приборов, но и создает препятствия для водного потока в системе, из-за чего падает ее КПД и утрачиваются преимущества, связанные с использованием регулирующих устройств. 

От инженера, отвечающего за установку и техническое обслуживание современных систем отопления, требуется внимательное отношение к проблемам подготовки воды. Однако, реализуя правильно разработанную программу водоподготовки, можно поддерживать КПД котла и системы водяного отопления на оптимальном уровне или восстановить его до этого уровня. Программа будет зависеть от возраста и конструкции системы, а также от химического состава исходной воды. 

1.1.3 Основы химического анализа.
Растворы, их классификация.

Растворы – это гомогенные (однофазные) системы переменного состава, состоящие из двух или более веществ (компонентов).

Классификация растворов.

Растворы классифицируют по различным признакам. По плотности растворы подразделяются на тяжелые (1500 кг/м3 и более) и легкие (менее 1500 кг/м3).

По скорости схватывания растворы подразделяются на быстросхватывающиеся и медленносхватывающиеся.

По количеству вяжущего растворы подразделяются на жирные и тощие. Жирными называют растворы с избытком вяжущего. Такие растворы пластичны, но при твердении могут потрескаться и дают большую усадку. Тощие растворы содержат недостаточное количество вяжущего материала. Такие растворы малопластичны, менее удобны в работе, но они дают небольшую усадку, что позволяет использовать их в облицовочных работах. По виду вяжущего материала растворы подразделяются на глиняные, известковые, гипсовые, известковогипсовые, цементные, цементноизвестковые.

В зависимости от среды твердения различают воздушные растворы, твердеющие в воздушно-сухих условиях (например, гипсовые), и гидравлические, начинающие твердеть на воздухе и продолжающие твердеть в воде или во влажной среде (цементные).

---

В зависимости от количества вяжущих растворы подразделяют на простые - приготовленные на одном вяжущем материале - и смешанные - приготовленные на нескольких вяжущих.

Растворимость, способность вещества образовывать с другим веществом (или веществами) гомогенные смеси с дисперсным распределением компонентов (см. Растворы). Обычно растворителем считают вещество, которое в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и образовавшийся раствор. Если до растворения оба вещества находились в одном и том же агрегатном состоянии, растворителем считается вещество, присутствующее в смеси в существенно большем кол-ве.

Концентрации растворов обычно выражают в массовых (весовых) и объемных (для жидкостей) процентах, в молях или грамм-эквивалентах, содержащихся в единице объема раствора, а также титром и моляльностью.

Концентрации приблизительных растворов большей частью выражают в массовых процентах; точных — в молях, в грамм-эквивалентах, содержащихся в 1 л раствора, или титром.

При выражении концентрации в массовых процентах указывают содержание растворенного вещества (в граммах) в 100 г раствора (но не в 100 мл раствора!).

Так, если говорят, например, что взят 10%-ный раствор поваренной соли NaCl, это значит, что в 100 г раствора (а не в 100 мл его) содержится 10 г поваренной соли и 90 г воды.

Когда дана концентрация раствора, выраженная в массовых процентах (например, 25%-ный раствор NaCl), и хотят взять столько раствора, чтобы в нем содержалось определенное количество растворенного вещества (например, 5 г NaCl), то нужно брать раствор по массе (т. е. 20 г).

Покажем, что будет, если взять не 20 г раствора, а 20 мл. Плотность 25%-ного раствора NaCl равна 1,203 г/мл. Поэтому взяв 20 мл такого раствора, мы возьмем 20*1,203 = 24,06 г его. В этом количестве раствора будет содержаться уже не 5 г NaCl, а



Если известна плотность раствора, то, как указывалось выше, удобнее брать его по объему, а не по массе. Для нашего случая получаем объем, равный:



Сказанное относится преимущественно к концентрированным растворам; в случае же разбавленных (меньше 1%) получающаяся ошибка незначительна и ею можно пренебречь.

Концентрация раствора, выраженная в молях, содержащихся в 1 л раствора (но не в 1 л растворителя!) называется молярностью. Раствор, содержащий в 1 л 1

---

моль растворенного вещества, называется одномолярным или просто молярным. Молем (грамм-молекулой) какого-либо вещества называют молекулярный вес его, выраженный в граммах; 0,001 моль называют миллимолем, этой величиной пользуются для выражения концентрации при некоторых исследованиях.

Пример. Моль серной кислоты равен 98,08 г, поэтому молярный раствор ее должен содержать это количество в 1 л раствора (но не в 1 л воды).

Если концентрация выражена числом грамм-эквивалентов, содержащихся в 1 л раствора, то такое выражение концентрации называется нормальностью. Раствор, содержащий в 1 л один грамм-эквивалент вещества, называется однонормальным или часто просто нормальным.

Грамм-эквивалентом вещества является такое количество его, выраженное в граммах, которое в данной реакции соединяется, вытесняет или эквивалентно 1,008 г водорода (т. е. 1 г-атом). Грамм-эквивалент одного и того же вещества может иметь различную величину в зависимости от той химической реакции, в которой это вещество участвует.

Грамм-эквивалент E в реакциях замещения вычисляют путем деления молекулярного веса на основность кислоты или полученной из нее соли, кислотность основания или при окислительно-восстановительных реакциях — на число переходящих электронов n:



 

Ввиду того что нормальные растворы для большийства аналитических целей и работ слишком концентрированы, обычно готовят более разбавленные растворы (полунормальные, децинормальные и т. д.). При записях нормальность обозначают русской буквой н. или латинской буквой N; перед буквенным обозначением ставят число, указывающее, какая часть грамм-эквивалента (или сколько грамм-эквивалентов) взята для приготовления. 1 л раствора. Так, полунормальный раствор обозначается 0,5 н., децинормальный 0,1 н. и т. д.

Титром называют содержание вещества в граммах в 1 мл раствора. Выражая концентрацию раствора при помощи титра, указывают число граммов вещества, содержащихся в 1 мл раствора. Пусть, например, в 1 л раствора содержится 5,843 г серной кислоты; тогда титр раствора будет равен;

---

Моляльными называют растворы, приготовляемые растворением одного (или части) моля вещества в 1 кг растворителя. Например, для приготовления одномоляльного раствора NaCl растворяют 58,457 г этой соли в 1 кг воды, приведя массу воды в данных условиях к объему. Следует помнить, что при приготовлении моляльных растворов расчет ведут именно на 1 кг растворителя, а не раствора, как в случае молярных или нормальных растворов.

Объемные проценты для выражения концентрации применяют только при смешивании взаимно растворяющихся жидкостей. Здесь указаны только основные, важнейшие приемы выражения концентраций. При специальных исследованиях могут применяться и другие единицы для выражения содержания вещества.

Истинный (молекулярный) раствор - это разновидность раствора в котором размеры частиц растворенного вещества предельно малы и сопоставимы с размером частиц растворителя.

Истинные растворы прозрачные. Отдельные частицы (молекулы, ионы) нельзя обнаружить даже при помощи ультрамикроскопа. Они не осаждаются и не задерживаются фильтрами.

Грубодисперсные растворы (суспензии и эмульсии) мутные по внешнему виду. В них частицы видны невооруженным глазом. Легко осаждаются, иногда в течение нескольких минут. Задерживаются обычными фильтрами, например фильтровальной бумагой.

Коллоидные растворы занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными растворами. Они прозрачные на вид. Отдельные частицы обнаруживаются только при помощи ультрамикроскопа. Осаждаются с трудом. Задерживаются только ультрафильтрами с очень маленькими порами (пергаментная бумага, животный пузырь).

Коллоидные растворы рассеивают свет - при пропускании света через прозрачный сосуд с раствором можно наблюдать светящийся конус.

Суспе́нзия — смесь веществ, где твёрдое вещество распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном (неосевшем) состоянии.

Суспензия — это грубодисперсная система с твёрдой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. Обычно частицы дисперсной фазы настолько велики (более 10 мкм), что оседают под действием силы тяжести (седиментируют). Суспензии, в которых седиментация идёт очень медленно из-за малой разницы в плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды, иногда называют взвесями. В концентрированных суспензиях легко возникают дисперсные структуры. Типичные суспензии — пульпы, буровые промывочные жидкости, цементные

---