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 уровня менее 0,0001 %. В прямоточных паровых котлах, работающих при сверхкритическом давлении (225 кг/см2) и соответствующей температуре, когда мономер Si(OH)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 % MgO) 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 MgO, 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 Fe(OH)3, 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 аннонит, наполненный гидроксидом циркония. Совершенно иной тип ионообменной смолы представляет катехин-формальдегпдный полимер, в котором две фенольные группы в орто-положении могут сильно адсорбировать кремнезем за счет образования хе - латов [265].
Удаление коллоидного кремнезема флокулядией с применением катионообменных органических полимеров рассматривается как другой аспект обработки воды. Химия процесса фло - куляции излагается в гл. 4.