Химия кремнезема - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Распространение, растворение и осаждение кремнезема_И5
адсорбции и кинетическим кривым. При подходящих условиях концентрация растворимого кремнезема понижалась до значений (2—4) • Ю-4 М, или до 0,0012—0.0024 % Si02.
Вероятно, по такой причине известь и оксид магния находят широкое применение для удаления кремнезема из воды. Они вызывают флокуляцию коллоидного кремнезема вместе с другими суспендированными или осажденными веществами, связывают и адсорбируют растворимый кремнезем. Согласно Шемякиной [251], приготовленный из магнезита гранулированный оксид магния лучше всего адсорбировал кремнезем при рН 8,5— 9. Вода, предварительно обработанная известью для снижения содержания кремнезема до 0,0002—0,0004 %, пропускалась через фильтрующий слой адсорбента толщиной 1 м. Вначале содержание кремнезема понижалось до 0,000.05 %, а затем, после того как слой адсорбента поглощал до 9 масс. % кремнезема, его содержание увеличивалось до 0,00015 %. Однако линейная скорость потока составляла только 6 м/ч. Чугунова и Шемякина [252] сообщили, что уровень концентрации кремнезема достигал 0,00003 %, но подчеркивали необходимость удаления в * последующем некоторого количества магния из воды ионным обменом. Другие исследования с применением магнезии в качестве осаднтеля кремнезема или адсорбента описаны в работах [253—256].
Деминерализация бойлерной воды с помощью соединений кальция при оптимальных условиях может понизить уровень содержания кремнезема до 0,00004 % [257]. Этот процесс включает предварительное нагревание воды до 80°С, добавление извести, фильтрование, насыщение углекислотой до рН не ниже 9 и повторное фильтрование. Регенерированный СаСОз является химически чистым. Природа осадков, накапливающихся на лопатках турбин, и их влияние на эффективность работы обсуждались Котом и Лобановым [258].
На некоторых силовых установках низкого давления (14,0 кг/см2) при содержании кремнезема в воде до 0,0060 % вода может подаваться непосредственно в бойлер и проходить обработку in situ с помощью триполнфосфата натрия, NaOH, сульфита натрия и Na2S04 (0,0400 %) для поддержания рН в интервале 10,5—10,8 [259].
Удаление ионным обменом
Процессы осаждения используются лишь как первый этап понижения концентрации кремнезема до нескольких десятитысячных долей процента в питательной воде для котлов высокого давления тепловых электростанций. После этого должны применяться ионообменники для удаления кремнезема из воды до
116
I'лава 1
уровня менее 0,0001 %. В прямоточных паровых котлах, работающих при сверхкритическом давлении (225 кг/см2) и соответствующей температуре, когда мономер 51(ОН)4 становится полностью летучим, содержание кремнезема в воде должно поддерживаться ниже 0,000001 %. Количество кремнезема, механически переносимого потоком, пропорционально концентрации кремнезема в бойлерной воде и изменяется в зависимости от давления водяного пара [260].
В обзоре [261] описана комбинация процессов, используемых для удаления кремнезема из воды. При низкотемпературном процессе (2ГС) с применением доломитовой извести (32 % М§0) концентрация кремнезема снижается до 0,0002—0,0003 %. При горячем процессе (свыше 49°С) расход извести сокращается вдвое. Наиболее эффективным в горячем процессе является активированный M.gO, необходимая концентрация которого составляет только 0,0012%, что достаточно для снижения содержания кремнезема от 0,0005 до 0,0003 %. Дальнейшее уменьшение концентрации кремнезема достигается ионным обменом с использованием сильноосновной смолы. Согласно Стес-сарту [262], основная часть кремнезема может быть удалена адсорбцией на гидроксиде железа Ее(ОН)з, а оставшееся количество снижается до уровня 0,00003 % ионным обменом на сильноосновной смоле.
При достаточно простых условиях процесса обработка известью или магнезией приводит к понижению содержания кремнезема в воде до 0,0003 %• Если же используется более сложный процесс, то можно уменьшить содержание кремнезема до 0,00005 % и ниже. На конечном этапе очистки ионообменными смолами оказывается невыгодным применять более эффективные и более сложные методы предварительной обработки, их можно заменить более простыми методами очистки. Ионообменные смолы сильноосновного типа адсорбируют только растворимый кремнезем в виде силикат-ионов, но были также разработаны специальные крупнопористые смолы, позволяющие адсорбировать и коллоидную форму кремнезема [263]. Коллоидный кремнезем десорбируется из такой смолы кислотой, а смола регенерируется с помощью щелочи. Согласно Рябинину, Новоселову и Лазаревой [264], после того как с помощью сильноосновной ионообменной смолы кремнезем удалялся из воды до низкой концентрации, дальнейшее понижение содержания кремнезема достигалось пропусканием воды через макропористый анионит, наполненный гидроксидом циркония. Совершенно иной тип ионообменной смолы представляет катехин-формальдегидный полимер, в котором две фенольные группы в орго-положенни могут сильно адсорбировать кремнезем за счет образования хе-латов [265].
Распространение, растворение и осаждение кремнезема
