Способ умягчения воды

Класс 85 Ь, 1 М 54-.И 6 АНИЕ ИЗОЬЕЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ыдднному ндРодным комиссдРидтом Водного тРднспоРтд Зарегистрировано в Бюро последующей регистизобретений Госплана при СОК СССР А. И. Штюрк.пособ умягчения оды аявлено 29 октября 1937 года за М 12 Опубликовано 31 января 1939 года Современные способы предвари-тельной подготовки и обработкиводы, идущей на питание паровыхкотлов, применяемые с целью предотвращения образования накипи и коррозии, по мнению автора, далеко несовершенны и непригодны для умягчения морских вод. Настоящее пред. ложение ставит своей задачей разработку такого способа, который не обладал бы недостатками существующих методов и одновременно заключал бы в себе достоинства каждого из них. С этой целью, согласно предлагаемому способу умягчения воды, воду обрабатывают планом-полупродуктом, получаемым в процессе переработки формиата натрия. Образовавшийся же после обработки воды осадок используется помощью известного уже метода для получения щавелевой кислоты.На чертеже изображена общая схема водоочистительной установки для осуществления данного способа.Сущность настоящего способа сводится к следующему. В питательную воду, перед поступлением ее в котел, вводится посредством дозировочного устройства (механический дозер) определенное количество (доза) раствора технического плава-полупродукта, получаемого из формиата натрия. При введении этой добавки происходит быстрое выпадение содержащегося в воде растворенного кальция, который при реакции образует нерастворимый в воде осадок щавелевого кальция. Химическое взаимодействие оксалатного плава с кальцием проходит настолько полно, быстро и избирательно, что уже при добавке теоретически необходимого количества щавелево.натриевой соли, растворенный в воде кальций, независимо от других веществ, содержа щихся в воде, и времени на реакцию, почти весь выпадает из воды в осадок,Выпавший щавелевый кальций отфильтровывается путем пропуска воды через фильтр любой конструкции, обеспечивающей сохранность осадка и прозрачность фильтрата, Так как коагуляция осадка проходит быстро, а образующийся на дне отстойника слой щавелевого кальция получается плотный, то осадок может быть отделен декантацией в соответствующих отстойных баках. Полу ченный на фильтре (или в отстой. нике) осадок щавелевого кальция собирается и, являясь ценным химическим сырьем, используется для производства щавелевой кислоты, в целях обеспечения экономической выгодности данного способа обработки воды.Образующаяся накипь при испарении как пресной, так и морской воды содержит почти исключительно соли кальция. Г 1 роведенные опыты показали, что присутствие в накипи небольших количеств других веществ, помимо кальциевых солей, происходит, главным образом, вследствие абсорбционного захвата в процессе отложения солей кальция на поверхности нагрева, а соли магния выпадают из воды лишь после большого накопления (концентрации) в воде илистых осадков. На этом основании автор приходит к заключению, что при применении предлагаемого спо. соба, т. е. при удалении из воды кальция накипеобразования происходить по большинству вод не будет. Кроме того, так как плав щавелевокислого натрия содержит некоторое количество едкого натрия, то магний частично выпадет в осадок, который отфильтруется вместе с щавелевым кальцием (присутствие небольших количеств двуокиси магния при производстве щавелевой кислоты не вредит),Г 1 ри пресных водах с большим содержанием магния вода первоначально обрабатывается обычным известковым методом, а потом уже оксалатом. Это необходимо лишь для вод, содержащих более ,/, магния от кальция, или в тех случаях, когда вода используется для котлов сверхмощного давления.При данном способе обработки воды не происходит значительного нарастания щелочности в котловой воде вследствие того, что образующиеся при реакции двууглекислые и угле- кислые щелочи расходуются на оставшийся магний и другие соли. Присутствие в воде анионов хлора способствует растворению солей кальция и магния, и если кальций по отношению к хлору имеется в количествежен устройством, позволяющим повышать давление, т. е. увеличивать количество его оборотов, Фильтр В также может быть различных систем, Он состоит из набора железных рамс сетками, обтянутых плотной фильтровальной тканью. Рамки располагаются вертикально и крепятся на салазках, которые вдвигаются вместе с рамами на колесиках в котел. Крышка котелка крепится к рамам. Котел представляет собой небольшой герметически закрытый цилиндрической формы сосуд, снабженный манометром и предохранительным клапаном.Сборная железная коробка Г, клепаная или сварная, берется емкостью в зависимости от желаемого запаса и оборудована водопоказательным стеклом.В дозер А посредством вентиля наливается конденсат (в случае отсутствия такового - сырая вода), Заполнение ведется при наблюдении за водопоказательным стеклом дозера, При наполнении желаемым количеством воды отмечают указанное на рейке и на основе этого количества отвешивают щавелево-натриевый плав. Количество плана должно составлять, примерно, 300 от веса залитой в дозер воды. Загрузка в дозер плава ведется через верхнюю крышку, при одно временном помешивании мешалкой или веслом, в течение 10 - 15 мин., т. е. до полного растворения плава. Контроль правильности добавки плана, а также полнота растворения осуществляются наблюдением за ареометрическим поплавком, находящимся в водомерном стекле. По установке точной концентрации в дозере открывают вентиль и включают насос, который, засасывая из подогревате.ля 11 воду, одновременно подсасы вает и из дозера раствор щавелевокислого натрия. Открытие вентиля зависит от желаемой подачи раствора оксалата, т. е, в зависимости от жесткости воды, а потому устанавливается путем экспресс-анализа воды,Вода в смеси с оксалатом, пройдя через насос, попадает в котелок фильтра, откуда просачивается через фильтроткань и в виде прозрачной воды вытекает через патрубок в сборную коробку; осадок же щавелевого кальция задерживается на фильтроткани. По мере нарастания осадка на фильтроткани вода не успевает проникать через поры ткани, благодаря чему создается в котелке давление, которое постепенно возрастает. По. дачу воды в фильтр, т. е. работу насоса устанавливают с таким расчетом, чтобы давление в фильтре резко не росло, а вытекающая из фильтра вода била прозрачной и поступала в потребных количествах равномерно.Остановка устройства производится вследствие отсутствия в дозере химического раствора и вследствие падения производительности при доведении максимального давления в фильтре. В первом случае работу прекращают на 10 - 5 мин т. е. на время зарядки дозера, которая про. водится, как описано выше. Во втором случае установка выключается на необходимое время для очистки фильтра, которая проводится следую. щим порядком: перекрывают отводную сборную трубу из фильтра и сборной коробке и открывают линию трубопровода к мокровоздушномунасосу, посредством которого отса.сывают оставшуюся в фильтре жид. кость и высушивают осадок на фильтроткани. Эта операция проводится в течение 10 - 15 минут, после чего за. крывают вентиль мокровоздушного насоса и открывают запорный рычаг крышки. Благодаря тому, что фильтр установлен горизонтально с наклоном на 10, а также вследствие увеличения веса рам от осадка, салазки с рамами перетягивают противовес, в виду чего рамы выкатываются из котла фильтра без посторонней помощи, Образовавшиеся лепешки на фильтровальвой ткани рам снимаются в бочки или в подставленное корыто. Съем осадка может производиться посредством пуска пара в патрубки, Когда весь осадок очищен, рамы вдвигаются обратно в котелок под действием противовеса, после чего крышка плотно закрывается и фильтр готов к пуску,Полученный на фильтрах или в от. стойниках осадок, после водообработки оксалатным планом, независимоот степени его влажности, цвета и загрязнения, закладывают в концентратор Дора" или в чан, оборудованный мешалкой, после чего прибавляют к осадку пятидесятикратное (от веса загруженного осадка) количество воды, все это тщательно перемешивают и в дальнейшем оставляют в покое (для отстаивания) до полной коагуляции осадка, которая, примерно, наступает в течение 1 - 2 часов. После отстаивания верхний слой жидкости спускают как отброс, а кашицеобразную массу переводят в реактор (кислотоупорный сосуд), оборудованный мешалкой, После этого в реактор добавляют 35 аа-ю серную кислоту в трехкратном количестве от веса первоначально взятого осадка, пускают мешалку и подогревают смесь до 80. Помешивание проводят сначала медленно (20 - 30 оборотов в минуту) до пропадания пены, а в дальнейшем помешивание проводят более энергично (до 60 оборотов в минуту), При этом в момент помешивания вводится вторично 20 -я серная кислота в четырехкратном количестве от веса загруженного осадка, Спустя1 час прибавляют в реактор мелкодробленый древесный уголь в количестве 1 % от веса первоначально взятого осадка. Всю смесь перемешивают в течение 2 часов, после чего пропускают через фильтр и осадок на фильтре промывают водой, Оста-. вшиеся на фильтре осадки являются, отбросом, а фильтрат подвергают выпарке, которая проводится в вакуум-выпарителе и ри температуре 60 - 70. Полученные промывные воды идут на разбавление купоросного масла до нужной крепости для последующей операции. Выпарка проводится до плотности раствора 1,3 Ве. По достижении означенной плотности упаренный раствор переводят в кислотоупорные холодильники, где раствор охлаждается до температуры 10 - 12". При этом происходит выпадение кристаллов из раствора, а оставшаяся жидкость (маточный раствор), являющаяся смесью серной кислоты с 4(-й щавелевой кислотой, используется для последующей операции, Полученные же кристаллы центрофуги. руются. При желании получить более чистую кислоту проводят перекристаллизацию, а при желании получить соль смешивают с нужной ще. лочью,Опыты и испытания по применению данного способа умягчения воды показали, что он пригоден и экономически выгоден для обработки не только речных, озерных и других пресных вод, но и морской воды, причем он может быть использован как для судовых, паровозных, так и стационарных котлов.Предмет изобретения.Способ умягчения воды, отличаю. щийся тем, что воду обрабатывают планом-полупродуктом, получаемым в процессе переработки формиата натрия, причем образовавшийся осадок после обработки воды используют для получения щавелевой кислоты известным методом.