Tomsk-kuhnja.ru

Кухни Томска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нейтрализация путем добавления реагентов

Нейтрализация путем добавления реагентов

Если на промышленном предприятии имеются только кислые или щелочные воды или невозможно обеспечить их взаимную нейтрализацию применяется реагентный метод нейтрализации. Этот метод наиболее широко используется для нейтрализации кислых сточных вод. Выбор реагента зависит от вида кислот, их концентрации, растворимости солей, образующихся в результате химической реакции.

Для нейтрализации минеральных кислот применяется любой щелочной реагент, чаще всего известь-пушонка, известковое молоко, карбонаты кальция и магния в виде суспензии. Эти реагенты сравнительно дешевы и общедоступны, но имеют ряд недостатков: обязательно устройство усреднителей перед нейтрализационной установкой; затруднительно регулирование дозы реагента по рН нейтрализованной водой; сложное реагентное хозяйство.

Скорость реакции между раствором кислоты и твердыми частицами суспензии относительно невелика и зависит от размеров частицы и растворимости образующегося в результате реакции нейтрализации соединения. Поэтому окончательная активная реакция устанавливается не сразу, а по истечении некоторого времени – 10-15 мин. Сказанное выше относится к сточным водам, содержащим сильные кислоты (H2SO4, H2SO4), кальциевые соли которых труднорастворимы в воде.

При нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту (H2SO4), реакция в зависимости от применяемого реагента протекает по уравнениям:

H2SO4+Ca (OH)2 = CaSO4+2H2O,

Образующийся в результате нейтрализации сульфат кальция (гипс) кристаллизуется из разбавленных растворов в виде CaSO4·2H2O. Растворимость этой соли при температуре 0-40 0С колеблется от 1,76 до 2,11 г/л.

При более высокой концентрации сульфат кальция выпадает в осадок, поэтому при нейтрализации сильных кислот, кальциевые соли которых труднорастворимы в воде, необходимо устраивать отстойники-шламонакопители. Существенным недостатком метода нейтрализации серной кислоты известью является образование пресыщенного раствора гипса (коэффициент пресыщения может достигать 4-6), выделение которого из сточной воды может продолжаться несколько суток, что приводит к зарастанию трубопроводов и аппаратуры. Присутствие в сточных водах многих химических производств высокомолекулярных органических соединений усиливает устойчивость пресыщенных растворов гипса, поскольку эти соединения сорбируются на гранях кристаллов сульфата кальция и препятствуют их дальнейшему росту.

Для уменьшения коэффициента пресыщения используется метод рециркуляции образующегося в результате нейтрализации осадка сульфата кальция. Концентрация ионов кальция в сточной воде уменьшается при увеличении дозы рециркулирующего осадка: продолжительность перемешивания этой воды должна быть не менее 20-30 мин. Для уменьшения зарастания трубопроводов, по которым транспортируются нейтрализованные известью сернокислотные стоки, применяют методы промывки, увеличивают скорость транспортирования, а также заменяют металлические трубопроводы на пластмассовые.

Поскольку в кислых и щелочных сточных водах практически всегда присутствуют ионы тяжелых металлов, то дозу реагентов следует определять с учетом выделений в осадок тяжелых металлов.

Количество реагента, необходимого для нейтрализации сточных вод определяется по формуле

где k – коэффициент запаса расхода реагента по сравнению с теоретическим k = 1,1 – для известкового молока, k = 1,5 – для известкового теста и сухой извести; В – количество активной части в товарном продукте, %; Q – количество сточных вод подлежащих нейтрализации, м3; а – расход реагента для нейтрализации (табл. 1.7), г/кг

Расход реагентов для нейтрализации 100 % кислот и щелочей
Щелочь, кгСерная кислотаСоляная кислотаАзотная кислотаУксусная кислота
Известь:

При нейтрализации кислых и щелочных сточных вод содержащих соли тяжелых металлов, количество реагента будет определяться по формуле

где С1, С2. Сn – концентрации металлов в сточных водах, кг/м; b1, b2. bn, – концентрации реагентов, требуемых для перевода металла из растворенного состояния в осадок (табл. 1.8), кг/кг.

Расход реагентов, требуемых для удаления металлов

МеталлРеагент СаОРеагент Са(ОН)2Реагент Na2CO3Реагент NaOH
Цинк0,851,131,61,22
Никель0,951,261,81,36
Медь0,881,161,661,26
Железо11,321,91,43
Свинец0,270,360,510,38

Например, при нейтрализации гашеной известью сточных вод, поступающих после травления черных металлов серной кислотой происходят следующие реакции:

На основании приведенных выше реакций или данных в табл. 1.7 и 1.8, а также по содержанию серной кислоты и железа в отработанных травильных растворах можно определить количество гашеной извести, необходимой для нейтрализации кислых сточных вод и осаждения железа

где А – содержание серной кислоты, кг/м3; С – содержание железа, кг/м3.

Количество сухого вещества, которое образуется при нейтрализации 1м3 сточной воды, содержащей свободную серную кислоту и соли тяжелых металлов, определяется по формуле

где М – масса сухого вещества, кг; В – содержание активного вещества в используемой извести, %; х1, х2 – количество активного вещества, необходимое соотвественно для осаждения металла и для нейтрализациии свободной серной кислоты, кг; х3 – количество образующихся гидроксидов металлов, кг; у1, у2 – количество сульфата кальция, образующиеся соответственно при осаждении металла и при нейтрализации свободной серной кислоты, кг.

Если значение третьего члена в приведенной формуле отрицательно, то он не учитывается.

Объем осадка, образующегося при нейтрализации сточной воды можно найти по уравнению

где Wвл – влажность осадка, %.

Для нейтрализации кислых вод могут быть использованы: NaOH, КОН, Na2CO3. NH4OH (аммиачная вода), СаСО3. доломит (СаСО3. MgСО3 ) цемент. Однако наиболее дешевым реагентом является гидроксид кальция (известковое молоко) с содержанием активной извести Са(ОН)2 5-10 %. Соду и гидроксид натрия следует использовать, если они являются отходами производства. Иногда для нейтрализации применяют различные отходы производства. Например, шлаки сталеплавильного, феррохромового и доменного производств используют для нейтрализации вод, содержащих серную кислоту.

Реагенты выбирают в зависимости от состава и концентрации кислой сточной воды. При этом учитывают, будет ли в процессе образовываться осадок или нет. Различают три вида кислотосодержащих сточных вод: 1) воды, содержащие слабые кислоты (Н2СО3, СН3СООН); 2) воды, содержащие сильные кислоты (НСl, HNO3). Для их нейтрализации может быть использован любой названный выше реагент. Соли этих кислот хорошо растворимы в воде; 3) воды, содержащие серную и сернистую кислоты. Кальциевые соли этих кислот плохо растворимы в воде и выпадают в осадок.

Известь для нейтрализации вводят в сточную воду в виде гидроксида кальция (известкового молока; «мокрое» дозирование) или в виде сухого порошка («сухое» дозирование). Схема установки для нейтрализации кислых вод известковым молоком показана на рис. 1.49.

Для гашения извести используют шаровые мельницы мокрого помола, в которых одновременно происходят тонкое измельчение и гашение. Для смешения сточных вод с известковым молоком применяют гидравлические смесители различных типов: дырчатые, перегородчатые, вихревые, с механическими мешалками или барботажные с расходом воздуха 5-10 м3/ч на 1 м2 свободной поверхности.

При нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту, известковым молоком в осадок выпадает гипс CaSO4·2H:2O. Растворимость гипса мало меняется с температурой. При перемещении таких растворов происходит отложение гипса на стенках трубопроводов и их забивка. Для устранения забивки трубопровода необходимо промывать их чистой водой или добавлять в сточные воды специальные умягчители, например гексаметафосфат. Увеличение скорости движения нейтрализованных вод способствует уменьшению отложений гипса на стенках трубопровода.

Для нейтрализации щелочных сточных вод используют различные кислоты или кислые газы. Метод реагентной нейтрализации кислых и щелочных сточных вод широко используется на предприятиях химической промышленности.

Как рассчитать количество реагента Кратол для промывки котла?

Как правильно рассчитать количество реагента для удаления котельной накипи?

Технически — просто. Толщина накипи умножается на площадь теплообмена, а полученный объём умножается на плотность накипи.

Однако, на практике, это часто бывает не так.

Пищевые предприятия работают круглосуточно и у них нет резерва времени для того, чтобы вывести котёл из работы, вскрыть люки для внутреннего осмотра, сделать контрольные вырезки. Даже если такая возможность и есть — не всегда удаётся корректно оценить толщину и объем накипи на поверхностях нагрева котла.

Возникает вероятность того, что количество реагента для удаления накипи в котле будет рассчитано неправильно и реагента может не хватить.

С такой ситуацией столкнулись при промывке котла, производительностью 25 тонн пара в час.По окончанию промывки вскрыли люки верхнего барабана и увидели, что часть дымогарных труб отмыта на 100%, а на части труб остался слой накипи.

Причины этой ситуации состоит в том, что промывочный реагент равномерно растворяет накипь. И на участках с толщиной накипи 1 и 3 мм, например, 1мм удалиться, а 2 мм останется, если кислотность раствора уменьшится до рН=4-6 единиц.

В этом случае, причина, в недостаточном количестве реагента — недостаточная концентрация промывочного раствора.

Напомним, что 2 кг реагента Кратол растворяет 1 кг карбонатной накипи. И исходя из этих показателей рассчитываем количество реагента для промывки.

Поэтому убедительная просьба нашим клиентам: предоставьте возможность оценить состояние котла до промывки, взять образцы накипи и рассчитать количество требуемого реагента. Без этого, мы рискуем некорректно рассчитать количество требуемого реагента и не предоставить тот результат, которого ожидаете!

    или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии

Опубликовано Александр — 14.08.2019

Чудес не бывает.

Добрый день, уважаемые коллеги. Надеюсь, моя информация будет кому-нибудь интересна. По крайней мере, она по теме. В процессе реакции накипи, в основном состоящей из карбонатов кальция и магния, с сульфаминовой кислотой выделяется углекислый газ и образуются растворимые в воде сульфаматы кальция и магния. Сульфаминовая кислота относится к кислотам средней силы и для водных растворов, содержащих кислоту и ее соли, pH раствора определяется в основном содержанием (концентрацией) кислоты в растворе. В связи с этим я с помощью pH-метра Testo 206 измерил pH растворов сульфаминовой кислоты начиная с концентрации 5%, последовательно разбавляя водой в два раза. Получены следующие результаты. Температура всех растворов была около 40-55оС.
5% — pH 1,42;
2,5% — pH 1,57-1,64;
1,25% — pH 1,77-1,79;
0,63% — pH 1,99-2,01;
0,31% — pH 2,24;
0,16% — pH 2,50;
0,08% — pH 2,84.
То есть, при уменьшении концентрации кислоты в растворе с 5% до 0,1% (кислота практически полностью прореагировала с накипью) pH раствора меняется с 1,4 до 2,8-2,9. Пока концентрация кислоты высокая (5. 1%), реакция растворения накипи идет быстро. При уменьшении концентрации кислоты менее 1% скорость реакции сильно замедляется и нет смысла ждать, пока pH раствора достигнет 4-6. Надо смывать остатки накипи со дна струей воды и заливать свежий раствор кислоты в котел.
Но я столкнулся с другой проблемой. Опыты проводил в лаборатории на водяной бане при периодическом перемешивании растворов. То есть условия несколько отличаются реальных. При растворении разных количеств одного и того же образца в одинаковых количествах раствора кислоты я столкнулся с ситуацией, когда в одном случае у меня получился избыток накипи, а в другом — избыток кислоты. В растворе с избытком накипи после растворения в течение 9 часов часть накипи осталась, pH раствора медленно полз от 5 к 6. В растворе с избытком кислоты после растворения в течение 9 часов pH раствора 2,0, но появился осадок игольчатых бесцветных кристаллов. Мне кажется, в процессе растворения я немного перегрел раствор (до 70-75оС), в результате чего имел место гидролиз сульфаминовой кислоты до бисульфата аммония, который прореагировал с солями Ca и Mg, дав осадок гипса. Вывод — долго греть и, особенно, перегревать раствор в процессе растворения накипи тоже опасно. То есть, если в процессе растворения pH раствора достиг 2-2,5 и дальше в течение длительного времени (1-2 часа) не растет, значит вся накипь растворилась, а избыток кислоты надо нейтрализовывать в котле или в промежуточной емкости, а потом сливать в дренаж.

Роль хлорида кальция в бетоне

Хлориды кальция используются в качестве ускорителя в процессе гидратации цемента, что позволяет быстро схватывать бетон и получать бетон с высокой начальной прочностью. Максимально допустимый предел добавления хлорида кальция составляет 2% в форме хлопьев.

Методы добавления хлорида кальция

Хлорид кальция доступен в виде гранул или других гранул, хлопьев или в форме раствора. Обычная форма хлопьев содержит минимум 77 процентов хлорида кальция, а гранулы и другие гранулированные формы — минимум 94 процента. Поскольку все формы хлорида кальция растворимы в воде, рекомендуется использовать его в форме раствора.

Следует позаботиться о том, чтобы раствор не вступал в контакт с цементом напрямую, так как это приводит к быстрой схватке цемента. Поэтому рекомендуется разбавлять его водой и смешивать с заполнителем.

Введение в бетон добавки хлорида кальция в количестве 1 – 2% от массы цемента позволяет ускорить начальный процесс набора прочности до 2-х раз.

Для использования хлорида кальция в качестве противоморозной добавки, делают 30%-ный раствор этой соли в теплой воде. Затем добавляют этот раствор в замешиваемый бетон. При этом количество воды следует уменьшить на 5%.

Влияние хлорида кальция на свойства бетона

Влияние на физические свойства

1. Установка времени
Поскольку хлорид кальция в основном используется в качестве ускорителя в бетоне, он значительно сокращает как начальное, так и конечное время схватывания бетона. Он в основном используется при низких температурах, так как позволяет быстрее отделывать и раньше использовать плиты. Но использование этого ускорителя не рекомендуется в жаркую погоду, так как он очень быстро схватывает бетон, что затрудняет его укладку и отделку.

2. Соотношение воды и цемента
Хлорид кальция значительно не уменьшает количество воды, необходимой для образования определенного спада, и этот фактор не должен играть никакой доминирующей роли в укреплении бетона. Поскольку это ускоритель, он может вызывать раннее повышение жесткости.

3. Воздухозаборник
Использование хлорида кальция в бетоне не приводит к уносу воздуха.

4. Замораживание и оттаивание
Бетон, содержащий хлорид кальция, быстро затвердевает и развивает раннюю устойчивость к повреждениям при замерзании и оттаивании. Это может быть важно при зимнем бетонировании, когда материал может быть подвергнут раннему нанесению противогололедных солей. В более позднем возрасте зрелый бетон, содержащий хлорид кальция, может быть менее устойчивым к морозу.

5. Сухая усадка
Известно, что хлорид кальция увеличивает усадку при сушке, причем его величина зависит от количества добавленного хлорида кальция, типа цемента, периода отверждения и условий окружающей среды.

6. Выцветание
Благодаря использованию хлорида кальция в бетоне в некоторых случаях на поверхности затвердевшего бетона образуется беловатый осадок. Но при нормальных условиях воздействия, однако, он притягивает воду и вряд ли вызовет выцветание, как другие соли. Эти белесые отложения не растворяются в воде, поэтому для их удаления используется разбавленная соляная кислота.

Влияние на химические свойства

1. Сульфатная атака
Хлорид кальция оказывает вредное влияние на бетон, когда подвергается воздействию растворов сульфатов. Сульфаты реагируют с ионами кальция и алюминия в цементной пасте с образованием сульфата кальция и сульфоалюмината кальция, что приводит к разрушению бетона. Если присутствует хлорид кальция, есть доказательства того, что устойчивость к сульфатной атаке снижается.

2. Тепло гидратации
Тепло гидратации происходит быстрее, а процесс гидратации происходит быстрее в присутствии хлорида кальция, особенно в первые 10–12 часов. Общая вырабатываемая масса не сильно изменилась, но ее раннее развитие может быть полезно при зимнем бетонировании.

3. Щелочно-агрегатная реакция
Когда высокощелочный цемент используется с определенными типами заполнителей, износ бетона происходит из-за разбухания заполнителя. Известно, что хлорид кальция в бетоне усиливает щелочно-агрегатную реакцию. Если в таких ситуациях необходимо использовать хлорид кальция, расширение можно контролировать с помощью низкощелочного цемента, пуццолана или нереакционноспособного заполнителя.

4. Коррозия арматурной стали
В бетоне, содержащем хлорид кальция, эта стабильная пленка, которая защищает сталь от внешней среды, не может поддерживаться с такой же эффективностью, и существует вероятность коррозии.
Хлорид кальция запрещен для предварительно напряженных бетонов, так как скорость коррозии больше из-за большой площади поверхности проволоки и большей разницы напряжений. Хлорид кальция не рекомендуется для бетонирования с паровым отверждением

Влияние на механическое поведение

1. Прочность на сжатие
Поскольку хлорид кальция используется в качестве ускорителя в бетоне, он увеличивает скорость твердения бетона. Требуется увеличения как минимум на 125 процентов по сравнению с контрольным бетоном через 3 дня, но через 6 месяцев или один год требование составляет только 90 процентов от контрольного образца.
По сравнению с обычным бетоном и бетоном с хлористым кальцием прирост прочности может варьироваться от 30 до 100 процентов в первые три дня. Количество хлорида кальция, превышающее принятые стандарты, приводит к снижению прочности. При одинаковом количестве хлоридов прочность увеличивается для более богатых смесей.

2. Прочность на изгиб
Прочность на изгиб увеличивается не так сильно, как прочность на сжатие при добавлении хлорида кальция. Требуется, чтобы прочность на изгиб через 3 дня составляла не менее 110% от контрольного образца. После более длительных периодов отверждения прочность бетона на изгиб, содержащего хлорид кальция, может быть даже ниже, чем у контрольного образца.

3. Усадка и ползучесть
Добавление хлорида кальция в бетон увеличивает усадку бетона, что, в свою очередь, увеличивает ползучесть бетона.

Правила техники безопасности при работах с соляной кислотой

Правила техники безопасности при работах с соляной кислотой

Большинство людей, услышав словосочетание соляная кислота, автоматически ассоциирует его с разъеданием чего-либо и процессом окисления, а те, кто разбирается в химии, вспоминают еще и про расщепление и плавление. Все это верно – именно в этих целях и применяется данное химическое соединение. И если раствору соляной кислоты под силу разрушить даже предмет из металла, нетрудно представить, что произойдет с человеческой кожей, глазами, легкими – при незащищенном контакте с ней или при попадании в органы дыхания ее паров. Увы, в большинстве случаев последствия отравления и поражения кожных покровов и слизистых – плачевны, это – ожоги и сильные раздражения. Поэтому необходимо понимать важность соблюдения техники безопасности при работах с раствором соляной кислоты и не пренебрегать правилами его хранения и транспортировки. Всем, кто по долгу службы имеет с ним контакт, надо знать и о том, какие меры первой помощи должны быть оказаны пострадавшему.

Для хранения и транспортировки раствора соляной кислоты подходят: гуммированные емкости большого объема – контейнеры, цистерны; бочки из полиэтилена; пластиковые канистры; стеклянные бутыли. Если в какой-либо таре, например, это может быть канистра полиэтиленовая, содержатся остатки раствора соляной кислоты, то такая тара может быть использована повторно для того же химического соединения. Главное, чтобы уже бывшая в употреблении емкость сохраняла герметичность, поскольку испарения раствора соляной кислоты опасны для здоровья человека. Не только заполненная, но и пустая тара из-под химикатов должна плотно закрываться, для чего в крышках в обязательном порядке применяются резиновые либо полиэтиленовые прокладки. Должным образом упакованный раствор разрешается к перевозке всеми видами транспорта.

Соляная кислота техническая может взорваться! Во время контакта с воздухом из раствора соляной кислоты выделяется хлористый водород, склонный к детонации при взаимодействии с Al, Zn, Fe, Со, Ni, Pb и прочими металлами. В связи с взрывоопасностью раствора соляной кислоты, в ходе произведения работ с ним, следует принимать меры по недопущению его контакта с перечисленными металлами. Кроме того, испарение его сопровождается так называемым «туманом». Когда концентрация паров начинает превышать 5 мг на 1 м³ воздуха, становится высока вероятность получения ожогов слизистых дыхательных путей у людей, работающих в непосредственной близи с местом испарения.

Меры по удалению соляной кислоты в разных ситуациях:

  • если соляная кислота пролилась на пол или другую твердую поверхность в помещении, ее следует смыть щелочным раствором (например, водой с содой), а затем – промыть поверхность чистой водой;
  • смыв пролившуюся кислоту, помещение требуется хорошо проветрить;
  • при попадании на кожу, задетый участок надо обильно ополоснуть теплой водой и досуха промокнуть, прикладывая ткань или бумажные полотенца, категорически нельзя обрабатывать пораженную соляной кислотой кожу зеленкой и йодом;
  • если соляная кислота попала в глаза, надо обильно промыть их прохладной водой.

В каждом случае, указанном выше, настоятельно рекомендуется как можно скорее показаться врачу, поскольку ожоги и отравление кислотой через кожный покров и слизистые могут обернуться инвалидностью.

Соляная кислота срока годности не имеет, поэтому ее раствор по причине просрочки не опасен для здоровья человека, но при его использовании в работах разного рода необходимо неукоснительно соблюдать следующие правила:

  • во избежание отравления парами производить работы в специальной маске, защищающей слизистые дыхательных путей. В случае отравления незамедлительно вывести пострадавшего на свежий воздух, сделать ему искусственное дыхание, вызвать бригаду скорой медицинской помощи;
  • осуществлять работы в специальных защитных очках. В случае попадания кислоты в глаза, сразу промыть их прохладной водой, при наличии режущих болей или покалывания обратиться в больницу;
  • при случайном проглатывании кислоты и попадании ее в пищевод и желудок – немедленно вызвать рвоту, после этого выпить большое количество воды и повторно вызвать рвотный рефлекс для полного промывания желудка;
  • избегать попадания на открытые участки кожи. Если кислота все же попала на кожу, необходимо хорошо ополоснуть теплой водой, аккуратно промокнуть мягкой тканью, при возникновении ожога – воспользоваться наружным антисептическим препаратом и заживляющим средством.

При соблюдении правил транспортировки, хранения, использования и техники безопасности раствор соляной кислоты не представляет опасности для жизни и здоровья людей и окружающей среды.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Временное сопротивление цемента при сжатии
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector