Полифосфат натрия используется для умягчения воды благодаря своей способности связываться с ионами кальция и магния, которые отвечают за жесткость воды. При взаимодействии полифосфата с этими ионами образуются комплексные соединения, которые не выпадают в осадок и не приводят к образованию накипи.
После добавления в воду полифосфат натрия образует защитную пленку на поверхностях, предотвращая отложение минералов и сберегая подводные системы от коррозии. Этот процесс делает воду более подходящей для бытовых и промышленных нужд, снижая затраты на очистку и обслуживание оборудования.
Применение полифосфата натрия в химводоподготовке: особенности, практика, и экономическая эффективность
Обработка воды в промышленных замкнутых системах энергетики и водотеплоснабжения сложная и довольно дорогостоящая задача. В теплоносителе этих систем происходит концентрация примесей (анионов, катионов, взвешенных частиц), превышающая пределы их растворимостей. В результате они образуют твердую накипь, мешают теплоотдаче и снижают производительность котлов на 10-20 % и более.
Неправильная химводоподготовка или ее отсутствие может привести и к аварийной ситуации на предприятии.
Данной публикацией мы хотели бы поделиться опытом использования полифосфата (гексаметафосфат натрия) ГОСТ 20291-80 (далее ПФН) на предприятия теплоэнергоснабжения страны.
Свойства ПФН
Полифосфат (ПФН) имеет крупно кристаллический вид, хорошо растворим в воде, при помешивании и для удобства в применении в настоящее время выпускается в измельченном виде.
ПФН отличается хорошей растворимостью и способностью образовывать водорастворимые комплексы (хелаты) с солями Ca, Mg, Fe, Pb, Cd, Ni, Hg.
На рис. 1 приводятся данные, характеризующие величину связывания ионов Са, Mg, Fe, некоторыми наиболее распространенными фосфатами, применяемыми в энергетических установках для химводоподготовки. Расчет приведен по образованию комплексов при комнатной температуре.
Рис. 1. Хелатная способность фосфатов.
Уникальным свойством неорганического полимера является его способность сохранять полимерное строение, как в твердом состоянии, так и в водных растворах и расплавах.
Полифосфат натрия является наиболее активным водоумягчающим средством, т.к. образует устойчивые комплексы за более короткое время и при более низких температурах (20-40 о С), чем триполифосфат натрия (ТПФН) и другие фосфаты.
К преимуществам ПФН так же относится более низкая слеживаемость при хранении, антикоррозионные свойства, способность снижения железно-окисного и медного накипеобразования на внутренних поверхностях нагрева котлов.
Хелатная способность (способность образовывать водорастворимые комплексы, устойчивость которых составляет более 1 года) позволяет вносить ПФН всего один раз за весь отопительный сезон. Для сравнения: устойчивость комплексов триполифосфата натрия составляет от 2 до 6 месяцев, а тринатрийфосфата еще меньше.
К недостаткам следует отнести пониженное значение рН водных растворов (рН~7,5), а также более сложный анализ концентрации водных растворов, снижение щелочности котловой воды. Значение рН раствора ПФН составляет 7,5-8,0 против рН 11-12 у ТНФ. Для поднятия величины рН в рабочий раствор ПФН, можно добавлять тринатрийфосфат в небольшом количестве (около 50 г на 1 м 3 раствора). Наше предприятие может выпускать готовые смеси на основе ПФН с заданными показателями требуемых значений рН и в зависимости от степени жесткости потребляемой воды.
Следует отметить отсутствие коррозионной активности раствора ПФН. Расчетами института «НИИГИПРОХИМ» г. Санкт-Петербург подтверждаются антикоррозионные свойства ПФН и даются рекомендации по включению его в рецептуры промышленных ингибиторов.
Проводимые исследования ингибиторов коррозии с ПФН показывают снижение темпов коррозии в водооборотных системах предприятия от 0,6 мм до 0,1 мм в год. Для предотвращения коррозии углеродистых сталей в воде достаточна концентрация ПФН менее 10 мг/л в зависимости от жесткости воды.
Практика применения
Предприятиями-потребителями приводится следующая технология применения ПФН. В период проведения производственных испытаний ПФН на Закамской ТЭЦ-5 АО «Пермэнерго» в работе постоянно находилось 3 котла с общей паропроизводительностью 400-500 т/ч (продувка – 8-12 %).
Приготовление раствора производится в баках-мешалках. Баки оборудованы дренажом, подводом коагулированной воды и пара 1.2 атм. Для хранения готового раствора имеются баки-мерники.
Подача фосфатного раствора на котлы осуществляется по индивидуально-групповой схеме. Из баков-мерников рабочий раствор подается на вход насосов-дозаторов, работающих на общий коллектор. В коллектор через обратный клапан подается питательная вода. Через регулирующие вентиля и ограничительные шайбы dy 3 мм разбавленный фосфатный раствор распределяется по работающим котлам.
Концентрация рабочего раствора тринатрийфосфата перед испытанием составляла 0,5-0,6 % по РО4 -3 .
В сравнительных испытаниях в мешалку V =6,2 м 3 загружали 30 кг ПФН вместо 114 кг ТНФ.
Полифосфат достаточно быстро растворился при небольшом подогреве. Концентрация полученных растворов составляла 0,62-0,65 % по РО4 -3 .
Чтобы не менять установленную производительность насосов-дозаторов, концентрация рабочих растворов полифосфата рассчитывается исходя из процента содержания активного вещества – РО4 -3 в рабочих растворах полифосфата и ранее использовавшихся реагентов должна быть одинаковой.
Следует отметить, что для приготовления рабочих растворов фосфата любого типа, особенно тринатрийфосфата, следует использовать химочищенную воду или конденсат, т.к. при использовании сырой воды идет образование осадка фосфатов кальция, что приводит к заносу дренажных систем.
При испытаниях отмечено, что снижение щелочности котловой воды в котлах со щелочностью подпиточной воды 0,3 мг-экв/л при переходе с тринатрийфосфата на полифосфат крайне незначительно – по соленым отсекам разница составляет не боле 0,2-0,4 мг-экв/л, что ниже точности анализа.
Нашими потребителями, использующими ПФН уже на протяжении нескольких лет, являются такие предприятия как ГП «Сибирский химкомбинат», большинство АЭС России, энергетические системы АО Казаньоргсинтеза и АО Киришиоргсинтеза. Эти предприятия положительно отзываются об эффективности применения ПФН, как в технологическом, так и экономическом аспектах.
1. Полифосфат натрия самый концентрированный фосфат из промышленно выпускаемых фосфатов.
2. Расчетная экономия при использовании ПФН составляет 6000-7000 руб на тонну потребляемого ТНФ. При применении триполифосфата экономия составляет 900-1200 руб./т.
4. Уменьшение отложений Са в трубопроводах, при применении ПФН, продлевает ресурс котлов, препятствует снижению теплопроизводительности водонагревателей и пропускной способности трубопроводов.
5. ПФН может использоваться в индивидуальном теплоснабжении частных сооружений и требует однократного внесения, за отопительный сезон.
6. Следует отметить, что полифосфат не токсичен и биологически разлагаем.
1. Ю.Ф.Жданов «Химия и технология полифосфатов». «Химия»1979 г.
2. М.С.Бабурина «Свойства и применение гексаметафосфата натрия». «Ниигипрохим-наука» 2000 г.
3. В.И.Матасов Рекомендации по использованию полифосфата натрия для
коррекционной обработки котловой воды на электростанциях среднего давления. АО «Пермэнерго», 1999 г.
4. А.П.Ветрова «Исследование изменения рН растворов ПФН. ОАО «Камтэкс-химпром», 2001 г.
Феденко А. Н., Применение полифосфата натрия в химводоподготовке: особенности, практика и экономическая эффективность
Источник: Журнал "Новости теплоснабжения", № 11 (27), ноябрь, 2002, С. 29 – 30, www.ntsn.ru
- Тема: Водоподготовка
- скачать архив.zip (33 кБт)
- Распечатать статью
- Обсудить статью в форуме
- Оставить комментарий
- Тематические метки (теги)
Источник3: pcgroup.ru
Полифосфат натрия — пищевая добавка и смягчитель воды
Получают реактивы в процессе нагревания, обезвоживания, плавления и быстрого охлаждения натрий фосфата NaH2PO4 или гидрофосфата NaHPO4. Другой способ: химическим синтезом из окиси фосфора (V) Р2О5 и натрий гидроксида NaOH.
Свойства
Натрий полифосфат представляет собой порошкообразное аморфное белое вещество из стекловидных полупрозрачных пластинок или гранул. У технических марок возможен желтоватый или зеленоватый оттенок. Реактив водорастворим, активно поглощает влагу из окружающей среды и постепенно превращается в ортофосфат. Содержит самую высокую концентрацию фосфата из всех полифосфатов.
Устойчив в растворах и расплавах. Не горит, не взрывается. Не токсичен, биоразлагаем. Отличается низкой слеживаемостью.
Реактив образует растворимые комплексные соединения со многими металлами, например, с Mg, Ca, Ba. Благодаря этому полифосфат натрия замедляет или вообще блокирует выпадение осадков из растворов (проявляет адсорбционные и диспергирующие свойства). При добавлении полифосфата натрия в воду уровень кислотности среды снижается.
| Натрия полифосфат (гексаметафосфат натрия, Е452, соль Грэма), 25 кг | Соль Грэма (гексаметафосфат натрия, Е452, Натрия полифосфат) |
Меры предосторожности
Пыль натрий полифосфата вызывает раздражение органов дыхания и слизистых глаз. Рабочее место, на котором производятся манипуляции с реактивом, должно быть расположено в помещении с установленной системой вентиляции. Сотрудникам следует использовать защитную одежду, респираторы и защитные очки.
Хранят реактив в вентилируемом, прохладном сухом помещении.
Применение
• Na6P6O18 (соль Грэма/Грэхама, натрий гексаметафосфат) является самым эффективным и экономически выгодным смягчающим воду агентом среди всех полифосфатов. Применяется в водоподготовке (в том числе, питьевой воды); в установках подачи пресной или морской воды; в системах водяного охлаждения; для смягчения воды на кожевенных предприятиях; в промышленных, железнодорожных, автомобильных силовых агрегатах; для уменьшения отложений накипи, образующейся на поверхности трубопроводов и водонагревательных котлов.
Образует устойчивые растворимые комплексы, благодаря чему реактив можно вносить в систему один раз за сезон. Обладает антикоррозийными свойствами, продлевает срок службы котлов. Удаление накипи способствует поддержанию теплопроводности и пропускной способности труб на одном уровне.• В текстильпроме — защищает ткани от отложений солей. • Для обработки буровых растворов в нефтедобыче .• Смягчающий и отбеливающий агент в синтетических моющих средствах (например, в Калгоне), в зубных пастах.• В целлюлозно-бумажной отрасли — для изготовления бумаги. • В пищепроме — добавка Е452 для удержания влаги, создания пены, закрепления окраски, стабилизатор, эмульгатор, солеплавитель, загуститель, способствует сохранению консистенции продукта, усиливает действие антиоксидантов, улучшает текстуру быстрозамороженных мясных и рыбных продуктов, морепродуктов. Используется для выращивания дрожжей, производства рыбных, мучных и большинства видов других продуктов. Эту добавку можно встретить практически в любой пище фабричного производства.
Источник4: pcgroup.ru