Обесщелачивание воды с помощью ионного обмена

Водопроводная вода, жесткость которой обусловлена присутствием солей углекислоты, чувствительна к нагреванию, в результате которого происходит их (солей) распад:

Распад бикарбонатов при нагревании исходной воды приводит к образованию устойчивых соединений типа карбоната кальция (СаСO3) и углекислого газа. Свободный углекислый газ вызывает коррозию котлов и трубопроводных систем. Умягчение воды снижает риск образования накипи, однако, почти не влияет на процессы коррозии, вызванные углекислым газом. Само по себе умягчение уменьшает образование накипи благодаря удалению ионов кальция и магния, что, в свою очередь, снижает потребность в продувке котлов. Однако при катионном умягчении в систему добавляются ионы натрия и практически никакие ионы из нее не удаляются, следовательно, в обработанной воде сохраняется такая же концентрация органических и неорганических соединений, как и в исходной, что не меняет уровень щелочности и углекислого газа, следовательно, не избавляет вообще от необходимости продувки котлов.

Так как снижение затрат на электроэнергию при функционировании котла является первоочередной задачей, следующим логическим шагом после умягчения считается снижение щелочности или деионизация воды, подаваемой в контур котла. Уменьшение содержания в воде органических и неорганических соединений, с одной стороны, экономит электроэнергию, а с другой стороны, уменьшает затраты на подготовку воды, подаваемой в питающий контур котла. Снижение щелочности котловой воды уменьшает затраты электроэнергии на продувку и химическую обработку котлов на 24-45% (3) (см. Дополнение о других примесях, содержащихся в воде).

Щелочность исходной воде придают бикарбонаты, карбонаты или гидроокиси (рис. 4-6). Бикарбонатная щелочность является наиболее распространенной. При нагревании воды, содержащей карбонаты или бикарбонаты, они распадаются с образованием углекислого газа, как уже указывалось ранее. Соединение углекислого газа с водой приводит к образованию угольной кислоты, которая вызывает коррозию стального и железного оборудования. Продукты коррозии, в свою очередь, при дальнейшем взаимодействии с соединениями, ответственными за щелочность воды, образуют отложения, такие, как карбонат кальция.