Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Комплект шпор по специальности теплоэнергетика ГГТУ им П.О.Сухого - файл Все.doc


Загрузка...
Комплект шпор по специальности теплоэнергетика ГГТУ им П.О.Сухого
скачать (8092.3 kb.)

Доступные файлы (182):

1-15.doc141kb.19.05.2005 17:44скачать
16-26.doc88kb.19.05.2005 16:24скачать
27-30.doc23kb.19.05.2005 17:30скачать
41-47.doc71kb.19.05.2005 19:24скачать
Рамки.doc286kb.04.06.2005 00:55скачать
Содержание.doc23kb.19.05.2005 03:18скачать
билеты по водоподготовке.doc58kb.22.06.2004 00:12скачать
водоподг.doc149kb.17.06.2004 03:37скачать
водоподг(копия).doc153kb.18.06.2004 16:48скачать
водоподготовка-1.doc80kb.18.06.2004 21:57скачать
водоподготовка.doc67kb.18.06.2004 21:58скачать
Вопросник2.doc79kb.22.06.2004 03:20скачать
Вопросы.doc34kb.18.05.2005 21:30скачать
Все.doc298kb.20.06.2004 03:32скачать
моя водоподготовка (шпоры).doc76kb.18.06.2004 16:50скачать
1.doc422kb.07.01.2005 20:19скачать
25.doc52kb.20.01.2005 17:13скачать
35-41(Оля).doc49kb.06.01.2005 23:24скачать
45 Расчет потерь давления.doc53kb.09.01.2005 14:50скачать
~WRL1429.tmp
Вероника.doc76kb.20.01.2005 16:12скачать
Вопросы.doc29kb.09.01.2005 22:13скачать
Лекции 1 и 2.doc405kb.15.01.2005 23:21скачать
печи Ира.doc85kb.08.01.2005 14:21скачать
Печи. Саблик.doc59kb.21.01.2005 21:26скачать
шпоры по вальченко - вика.rtf96kb.07.01.2005 18:12скачать
9.doc108kb.16.01.2005 16:15скачать
БИЛЕТ 10.doc23kb.16.01.2005 00:19скачать
Билет 11.doc22kb.16.01.2005 00:49скачать
Билет 12.doc23kb.16.01.2005 01:21скачать
Горелки.Настя.doc67kb.29.12.2004 22:47скачать
Билет 13.doc27kb.25.12.2004 05:55скачать
ГТ.doc24kb.03.01.2005 21:14скачать
Природа возникновения серн.doc44kb.16.01.2005 18:57скачать
Теория центробежных форсунок.doc41kb.16.01.2005 15:27скачать
~WRL0003.tmp
~WRL0073.tmp
~WRL0195.tmp
~WRL0395.tmp
~WRL0706.tmp
~WRL1021.tmp
~WRL1780.tmp
~WRL1826.tmp
~WRL2008.tmp
~WRL2170.tmp
~WRL2287.tmp
~WRL2360.tmp
~WRL2722.tmp
~WRL3324.tmp
~WRL3597.tmp
~WRL3607.tmp
~WRL3878.tmp
~WRL4028.tmp
~WRL4080.tmp
~WRL4091.tmp
котлы.doc510kb.24.06.2005 15:31скачать
содержание.doc30kb.15.06.2004 21:43скачать
1.doc24kb.07.01.2006 16:02скачать
Дашка(Марковна).doc63kb.06.01.2006 00:00скачать
Общее.doc517kb.07.01.2006 15:23скачать
Сергей.doc42kb.06.01.2006 19:18скачать
Система производстваКилбас.doc53kb.05.01.2006 15:43скачать
Столбики.doc443kb.08.01.2006 19:11скачать
ШПОРЫМинаков.doc156kb.06.01.2006 16:22скачать
ШпорыНастя.doc174kb.06.01.2006 22:53скачать
шпоры поЕпиф.doc69kb.06.01.2006 13:12скачать
ШпорыТолик.doc88kb.05.01.2006 00:38скачать
1.doc1113kb.26.06.2005 19:02скачать
1-МИО-Андр.doc232kb.26.06.2005 02:05скачать
2-Бульба.doc173kb.26.06.2005 12:57скачать
3-шпоры по токочакову-Епиф.doc233kb.26.06.2005 13:52скачать
4-Шпоры по МО3-Дедовец.doc1027kb.26.06.2005 14:03скачать
Горелочные уст Наташа.doc41kb.04.01.2006 23:30скачать
даша.doc41kb.11.01.2006 18:35скачать
Охрана труда.doc43kb.15.01.2006 21:20скачать
Форма для шпаргалок.doc55kb.04.01.2006 17:16скачать
Шпоры.doc43kb.03.01.2006 21:45скачать
шпоры по ОТ конец.doc151kb.11.01.2006 19:23скачать
Вопросы.doc29kb.14.01.2005 04:22скачать
Пароэжекторные ХУ.doc24kb.13.01.2005 20:41скачать
ПТМО.doc172kb.12.01.2005 19:15скачать
Регенеративные ТОА и их конструкции.doc92kb.12.01.2005 21:34скачать
Смесительные теплообменники.doc2675kb.12.01.2005 18:53скачать
Сушильные установки.doc21kb.13.01.2005 18:29скачать
Теплонасосные установки.doc67kb.13.01.2005 20:49скачать
Цикл ПЭЖ уст.doc21kb.12.01.2005 23:12скачать
Шпоры по экзамену.doc120kb.12.01.2005 03:34скачать
1.doc26kb.18.05.2005 19:30скачать
30.doc113kb.24.06.2005 21:48скачать
Вопросник.doc90kb.24.06.2005 23:21скачать
Копия Форма для шпаргалок.doc125kb.24.06.2005 15:33скачать
ЭПП.doc127kb.18.05.2005 15:51скачать
simg.doc103kb.19.05.2005 00:35скачать
Газонап.станции ГНС.doc27kb.04.01.2006 18:59скачать
газофракц.установка.tif
Газ шпоры Катя.doc26kb.19.05.2005 00:35скачать
Марковна.doc251kb.06.06.2005 01:30скачать
маслоабс.установки.tif
Очистка природного газа от H2S и CO2.doc63kb.18.05.2005 22:50скачать
сбор газа.tif
содержание.doc51kb.18.05.2005 15:37скачать
12.doc255kb.06.01.2006 18:51скачать
13.doc100kb.06.01.2006 18:54скачать
4.doc139kb.06.01.2006 18:37скачать
7.doc460kb.06.01.2006 18:43скачать
8.doc2715kb.06.01.2006 19:02скачать
9.doc240kb.06.01.2006 18:47скачать
Настя1.doc4390kb.06.01.2006 19:03скачать
Настя2.doc177kb.06.01.2006 18:33скачать
Настя3.doc171kb.06.01.2006 18:35скачать
Схема ГРС.tif
Схема мазутного хозяйства.tif
Схема с однотрубным сбором.tif
Транспорт пр.газа.tif
Транспорт природного газа.tif
цкацу.tif
Работа.doc36kb.21.04.2004 02:10скачать
ШП-2.doc85kb.22.04.2004 03:05скачать
Шпоры ТТ-2часть(Оля).doc105kb.15.03.2005 00:30скачать
ШП(по_ТТД).doc58kb.21.04.2004 02:46скачать
123.doc53kb.21.06.2004 00:46скачать
18.rtf9kb.14.06.2004 21:53скачать
19.rtf7kb.11.06.2004 21:20скачать
1.rtf4kb.11.06.2004 21:43скачать
20.rtf4kb.11.06.2004 21:42скачать
21.rtf4kb.11.06.2004 22:07скачать
22.rtf6kb.11.06.2004 23:10скачать
23.rtf8kb.20.06.2004 01:15скачать
24.rtf7kb.20.06.2004 01:15скачать
25.rtf6kb.14.06.2004 21:53скачать
26.rtf3kb.12.06.2004 00:10скачать
27.rtf4kb.12.06.2004 00:29скачать
28.rtf2kb.12.06.2004 00:38скачать
29.rtf4kb.12.06.2004 00:56скачать
30.rtf5kb.12.06.2004 01:41скачать
31.rtf2kb.12.06.2004 01:47скачать
32.rtf2kb.12.06.2004 01:53скачать
33-48.doc60kb.21.06.2004 15:01скачать
Автокопия Документ1.rtf80kb.21.06.2004 00:47скачать
Вопросы.rtf24kb.25.06.2005 23:35скачать
ВСЕ.rtf466kb.25.06.2004 02:35скачать
Регулятор.doc96kb.21.06.2004 05:45скачать
Содержание.rtf111kb.22.06.2004 01:22скачать
Шпаргалки.doc112kb.25.06.2004 02:54скачать
ШПОРЫ ПО СЕЛЕНИ.doc66kb.13.06.2004 17:34скачать
11- 18.doc1555kb.19.01.2006 03:02скачать
41.doc1347kb.16.01.2006 22:52скачать
~WRL0001.tmp
~WRL0393.tmp
~WRL0673.tmp
~WRL1347.tmp
~WRL3154.tmp
~WRL4034.tmp
Вопросы по смирнову.doc25kb.20.01.2006 01:32скачать
Расчет тепловых потерь1.doc107kb.16.01.2006 22:46скачать
Система ГВС ПП.doc79kb.16.01.2006 15:05скачать
Новые.doc501kb.18.05.2005 23:29скачать
Содержание.doc173kb.18.05.2005 22:47скачать
Шпоры.doc504kb.08.06.2004 18:39скачать
Шпоры(столбики).doc476kb.19.05.2005 00:34скачать
Вопросы по экологии энергетики.doc30kb.14.06.2004 02:25скачать
Экзамен1.doc102kb.11.06.2004 20:47скачать
Экзамен2.doc73kb.11.06.2004 17:49скачать
Экзамен3.doc45kb.11.06.2004 20:47скачать
Экзамен4.doc60kb.11.06.2004 20:47скачать
Введение-1.doc275kb.25.06.2005 23:37скачать
Введение-2.doc85kb.25.06.2005 23:37скачать
ред.doc293kb.12.01.2005 16:48скачать
Экономика.doc101kb.09.01.2005 18:49скачать
1.doc259kb.19.05.2005 03:32скачать
Планирование ремонтов.doc110kb.19.05.2005 04:27скачать
содержание.doc42kb.19.05.2005 05:55скачать
Сфера деятельности.doc41kb.18.05.2005 23:22скачать
Экономика.doc41kb.18.05.2005 14:59скачать
2Системы централизованного теплосн.doc74kb.18.05.2005 22:25скачать
3линия.doc91kb.18.05.2005 17:43скачать
4ира источники.doc104kb.18.05.2005 18:13скачать
5Методика расчета принципиальной тепловой схемы.doc49kb.18.05.2005 22:02скачать
6sABLIK1.doc70kb.19.05.2005 03:35скачать
7Теплоносители.doc60kb.18.05.2005 17:27скачать
вопросник.doc86kb.19.05.2005 02:27скачать
На ряду с этим применение паропреобразователей приводит к сн.doc59kb.19.05.2005 01:59скачать

Все.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...

1 Основные направления исп-я природной

воды в цикле ТЭС:


1) Применение отработанной воды в кач-ве исх-го в-ва для получ-я пара в парогенераторах, ядерных реакторах, испарителях и паропреобразователях

2) Для конденсации отработанного пара

3) Для охлаждения различ.аппаратов и агрегатов ТЭС

4) В кач-ве телпоносителя в тепл. сетях и сис-х ГВС

2 ТЭС с конденсационной турбиной(КЭС)



1 – парогенератор

2 – паровая турбина

3 – генератор

4 – водоподготовит. уст-ка(ВПУ)

5 – конд-р турбины

6 – конденсатный насос

7 – установка очистки конденсата турбины

8 – деаэратор

9 – пит-ный насос
^

3 ТЭС с теплофикационной турбиной(ТЭЦ)


1 – парогенератор

2 – паровая турбина

3 – генератор

4 – конденсатор турбины

5 – конденсатный насос

6 – уст-ка очистки загрязн. произв-го конд-та

7 – деаэратор

8 – пит-ный насос

9 – подогреватель добавочной воды

10 – ВПУ

11 – насосы возвратного конденсата

12 – баки возвратного конденсата

13 – внешние потребители пара

D – расход, отбор

На схемах показано: обращение воды в раб. цикле ТЭС с конденсационной турбиной; теплоэлектроцентрали с турбиной, имеющей отбор пара для пром-ных и отопительных целей (редко), т.к. очень высокие t-ры
^

4 Основ. техн-кие стадии


  1. Исходн. природн. вода(Dисх) исп-ся в кач-ве технологич. сырья на ВПУ или примен.для др. целей на действ-ых ТЭС

  2. Добав. вода(Dдв) напрвл. в контур для восполнения потерь пара и конд-та после обр-ки с прим-м химич. или термич. методов очистки

  3. Конд-т турбины(Dкт) содержащ. незначит. кол-во раств-х вещ-в – основн. составл-я питат. воды

  4. Возвратный конд-т(Dвк) внешних потребителей пара исп-ся после его очистки от внесённых загрязнений как составная ч-ти питат. воды

  5. Питат. вода(Dпв) подаваемая в парогенераторы для восполнения убыли испарившейся котл. воды, предст. собой обычно смесь конд-та турбин регенеративных и теплофикационных подогр-лей возвр-го конд-та внеш. потреб-лей и добавоч. воды

  6. Вода пароген-ра(реактора) – вода, испаряемая в пароген-рах

  7. Продув-я вода (Dкв) – выводимая из пароген-ра для поддержания в испаряемой воде заданной конц-ции примесей

  8. Охлажд-я или циркул-я вода(Dов) – исп-ся в кондес-х пар-х турбин для конд-ции отработавшего пара при t-ре до 30С.

  9. Подпит-я вода подаётся в тепл. сети для восполнения потерь циркуляц-ой воды

При экспл-ции ТЭС имеются внутристанционные потери пара и конд-та. Они обычно не превыш. 1-3 % общ. призвод-ти пароген-ра. Потери восполн-ся добав-й водой. На промышл-ых ТЭЦ, кот. отпускают пар на произв-ве нужд, сущ-ют ещё и внешние потери. Возвращ-й загрянённой конд-т подаётся на спец. уст-ку для очистки. Внешн. потери восполн-ся добавочной водой. Кол-во добав. воды на ТЭЦ значит-но > чем на ТЭС
^

5 Принцип. схема водогрейной кот-ной.



1 – сетев. насосы

2 – водогреные котлы

3 – рециркуляционные насосы

4 – подогрев-ль хим. очищенной воды(ХОВ)

5 – подогр-ли сырой воды

6 – вакуумный деаэратор

7 – подпиточные насосы

8 – насос сырой воды

9 – химводоподготовка

10 – охлад-ль выпара

11 – водоструйный эжектор

12 – расходный бак эжектора

13 – эжекторный насос
^

6 Принц-я схема паровой кот-ной



  1. пар котлы в раб. давл. р=1,2-1,4 МПа

  2. паровод. подогр-ли сет. воды

  3. охлад-ли конд-та

  4. деаэратор пит-ной воды котлов

  5. пит-ные насосы

  6. сетев. насосы

  7. деаэратор подпит-й воды

  8. подогр-ли ХОВ

  9. подпит. насос

  10. сборный кондес. бак

  11. конден. насос

  12. насос сырой воды

  13. сепаратор продув.воды

  14. охлад-ли продув.воды

  15. паровод.подогр-ль сырой воды

  16. химводоподготовка

  17. насос ХОВ
^

7 Примеси сточных вод и их влияние

на окружающую среду


При экспл-ции ТЭС и кот-ных образ-ся большие объемы сточных вод,кот. загрязнены хим. реагентами,использ-ми при обр-ке исх. воды и конд-тов ,при хим.очистке энергооборудования ,при консервации пароген-в,при разл-х химанализах.Сточн. воды также содерж. нефтепрод-ты,масла,комп-ты золы и шлака(в зав-ти от вида т-ва).Загр-щие примеси нах-ся в воде в виде суспензий и эмульсий.Проблему защиты гидросферы от загр-ний сточными водами рассм-ют с 2-х сторон:

1.поддерж-е кач-ва водоема на уровне,пригодном для питьевого водоснабж-я

2.роль водоема как кладовых пищ-х ресурсов(рыбохоз-ное знач-е)

Лимитирующий пок-ль вредности(ЛПВ)уст-ся по сан-му токсикологическому (СТ),общесанитарному(ОС) и органо-лептическому(ОЛ) пок-лям.Кач-во и кол-во сточных вод опр-ся схемой подготовки добавочной воды.
^

8 Поступление примесей в воду.

Круговорот воды.


Большой круговорот воды-ч-ть испаривш-ся воды уносится ветром

на сушу ,присоединяется к испарениям с суши,выпадает на землю в виде осадков,чем пополняет естеств-ю убыль воды в рез-те испар-я истоков воды в Мир.океан.

Малый круговорот воды-ипаривш-ся влага из Мир.океана возвращ-ся в виде осадков обатно.Производственно-бытов.круговорот воды-вода забирается из источников на произв-ти и бытовые нужды и после исп-я возвращ-ся обратно.

Вода,попадая на землю,образ-т поверх-ный и подземные стоки.Поверх-ные воды образ-т водотоки (ручьи,реки) и водоемы (пруды,озера).

Фильтруясь ч/з почву,вода достигает водонепроницаемые пласты и стекает вдоль них,образуя подпластовые (грунтовые) воды.При стекании воды м/у 2-мя водонепроницаем.пластами,образ-ся межпластовые (Артезианские)воды.Эти воды образуют подземный сток,кот.м . выходить на пов-ть в месте выхода на нее водонепроницаемых пластов.Конечный этап движ-я воды-бессточный водоем-океан.В соотв-вии с этапами больш.круговорота разл-т :атмосф-ю,поверх-ю,подземн.,соленую.

Примеси поступают в воду на всех этапах природного и произв-но-бытвого круговоротов воды.При испарении воды ч-ть примесей переходит в пар.При конд-ции влаги в атмосфере образ-ся атмосоленая вода,кот.явл-ся наиб.чистой природной водой(солесод-ние<50 мг/кг).В ней растворены Щ2бТ2бСЩ2бв промышл-х регионах-окислы серы и азота.При выпадении на пов-ть захватываются также ч-цы пыли,золы и сажи,след. содержит органич. и неорганич. примеси.Часть органич.в-в при пом. бактерий реагирует с растворенными в воде O2,образуя минеральные кис-ты (H2CO3, H2SO4, HNO3, H3PO4),кот. взаимод-т с труднораств-ми осадочными породами (карбонатами),приводя к поступлению в воду хорошо расвор-х бикарбонатов.

2CaCO3*MgCO3 + 2H2SO4=Ca(HCO3)2+Mg(HCO3)2+CaSO4+MgSO4

CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2

FeCO3+H2O+CO2=Fe(HCO3)2

Убыль O2 в поверх-ных водах восполняется за счет аэрации воды воздухом.Конц-ция CO2 поддерживается на уровне моль/кг.Хорошорастворимые в воде минер. соли (NaCl) непосредственно вымываются из окружающих пород.Некотор. ч-ть примесей (растворимые силикаты переходят в воду в рез-те ее длит-ного контакта с коренными горными породами(гранит и кварц. породы)). Фильтруясь ч/з почву,пов-ная вода освобожд-ся от грубодисп-х и частично от коллоидных примесей.При этом происх. более глуб. разлож-е органич. примесей,след. повыш-ся минер-ция воды. Наряду с этим в подземную воду поступают растворимые соли из омываемых грунтов.Почва сорбирует ионы K (обменивая их на Na ) и фосфаты.Поэтому пресная вода сод-т малое кол-во ионов Kбольшое Na.Наиб. полно эти пр-сы протекают в межпластовых (Артез-ких) водах, кот. отлич-ся повыш-ным содерж-м солей и CO2.

Сод-е и состав примесей сущ-но зависят от хар-ра почв и грунтов, с кот-х они собираются.Конц-ция и состав примесей сущ-но завис. от гидрологич. факторов (засушливые и дождливые годы и от сезонов года).В меженные периоды (с наименьш. уровнем воды) питание водотоков осущ-ся за счет подземного стока,след. конц-ция растворен. солей возрастает.Паводковые воды хар-ся низким солесод-нием , но высокой конц-цией грубодисп-ных и коллоидных примесей. Промышлен. воды по хим. составу наиб. разнообразны.Бытовые сточные воды более однообразны(белковые в-ва, жиры, моющие ср-ва).
^

9 Классиф-я природных вод.

Хар-ка их примесей.


Воды классифиц-ся по различ. признакам:

-солесодерж-м :1.пресн. вода-до 1 г/кг; 2.солоноватая- от 1 до 10 г/кг;3.соленая->10г/кг;

-по преобладающ. в них аниону:

1. гидрокарб-ный тип вод с преоблад-м анионом HCO3 или суммой анионов HCO3и CO3;

2.сульфатные воды;

3.хлоридные воды.

Реки средн. полосы относ-ся к гидрокарб-му типу.

-по степени диспер-ти:

1.частичнораствор-е (ионно-или мол-нодиспер-ные),распределены в воде в виде отд-ных ионов,мол-л или небольших комплексов разм.<1нм;

2.коллоиднодисп-ные с размером ч-ц от 1 до 100 нм;

3.грубодисп-ные с разм.ч-ц >100нм.

Коллоидн. примеси предст. собой агломераты из большого числа мол-л с наличием пов-ти раздела м/у тв. фазой и водой.Из-за малых размеров коллоидн.ч-цы не выдел-ся из воды под дейст-м силы тяжести,не задерживаются обычными фильтрующ. материалами (песок и фильтровальн. бумага). В природн. водах в коллоиднодисп-ном состоянии нах-ся различ. производ-ти кремниевой к-ты и железа,а также органич. в-ва.

Грубодисп-ные примеси им. большую массу и практич. не способны к диффузии.С течением врем. устан-ся определен. седиментацнонное равновесие и примеси либо выпад. в осадок, либо всплывают на пов-ть.Степень дисп-ти взвеш-х в-в и их плотность принято хар-ть гидравлич. крупностью-ск-тью осаждения ч-ц в неподвижн. воде при t-ре 10C.Длительно оставаясь во взвеш. состоянии грубодисп-ные примеси обуславливают мутность воды. Чем > р-р ч-ц,

тем > их масса и тем быстрее наступ. седиментац. равновесие,тем легче выделить примеси из воды за счет фильтров-ния.По хим. составу примеси вод дел-ся на:

  1. минер-ные

  2. органич.

  3. газовые

К минер. примесям относ. растворен. в воде сод-ся в атмосфере N2 ,O2 ,CO2;газы,вносимые сточными водами,различн. соли,к-ты,осн-я в диссоц-ной форме.Хар-зуя ионизиров-ные примеси,м. отметить след.:ионы Na и K с анионами природных вод не образуют труднораств-х простых солей, практич. не подвергаются гидролизу и не м.б. восстановлены в водных р-рах.Поэтому их относят к группе уст-вых примесей. Конц-ция Naи K измен-ся только в рез-те испарения или разбавления природной воды,при анализе воды ее част-но выраж-т суммарно.ионы Caи Mg относ. к числу важн-х прмес. и во многом опр-т возмож-ть ее использ-я для различ. народно-хоз-ных целей.При исп-нии природ. воды и связан. с этим изм-ем исх-х конц-ций катионов и анионов (при упаривании или снижении раств-ти с ростом t-ры происх. выделение труднорастворим. солей Ca и Mg на теплопередающ. пов-тях в виде тв. фазы.)

В техн-ких пр-сах подготовки воды для пониж-я конц. Ca иMg час-но исп-т образ-е их труднораств. соед.-й.Ионы аммония NH4 образ-ся при распаде орг. примесей,в том числе поступающих со сточн.водами.Если O2 в воде много,то соед-я азота в воде окисл.до нитрат-ионов.При недостатке O2 в воде протек. пр-с вос-ния до ионов NH4(в ‘цветении’водоема).Ионы Fe хар-ся поливалентностью и м. нах-ся в закисной Fe и окисной Fe формах.В подземн. водах Fe обычно нах-ся в виде бикарб-та 2хвалентн. железа Fe(HCO3)2,кот.при усл. удаления раств. углек-ты легко гидрализует , а при наличии в воде раств.O2 окисл. с обр-м красно-коричнев. тв. фазы гидроокиси жел.Fe(OH)3

4Fe+8HCO3+O2+2 H2О =Fe(OH)3+8 CO2


В воде повыш. сод-ние соед.Fe созд.усл-я для развития железобактерий,оьр-х бугристые колонии на стенках трубопроводов.Конц.Fe в исх. воде м. повыш. в пр-се транспортировки ее по стальным и чугунным трубам вследств. загр-ния пр-тами коррозии.

Ионы Mnпо действиям схожи на ионы Fe,но встреч-ся реже и в меньших конц-х.Бикарб-т-ионы HCO3-важн. сост-щая в солев. комп-х пресн. воды.В прир. воде кроме ‘полусвязанной’углек-ты (HCO3-ионы),а в некот.сл-х и ‘связ-й’углек-ты (ионы CO3),сод-ся и ‘свободн.’углек-та ,наход-ся в виде раста-го в воде газа CO2 и его гидрата мол-л H2CO3.Сущ-щая м/у различн. ф-мами уг. к-ты равновесия суммарно выраж-ся Ур-ем:

2HCO3=CO3+CO2+H2О


Отсюда след., что для поддерж-я в р-ре опр. конц.HCO3треб-ся ,чтобы в воде присутств. эквив-е этой конц. кол-во ‘своб.’равновесн. углек-ты, т.к.раств-ть CO2 зав. от t-ры и парц. давлен. CO2в воздухе,контактирующего с р-ром при опред. усл-х сод-ния CO2 в воде м. оказ-ся < или > знач-я соотв-го расч-му равновесному сод-нию ее в сис-ме HCO3и CO2 Сис-ма неустойчива.в ней протек. пр-сы ,привод. к вос-нию равновесия.сопровожд. выделением из р-ра тв. равн-му).

Если изб-к CO2,то наблюд. раств-е CaCO3. если наоборот , тв. фаза выделяет Ca+CO3-сис-ма нестаб-ная.

Хлорид-ионы Cl с катион. не образ. труднораств-х солей и при t-ре 20C не подверг. гидролизу или окисл.Аналитич. опр-е конц. хлоридов >0.1 мг/л не вызыв. трудн. и прим. для контроля пр-са разбавления воды,исп-ния,смеш-я.

Сульфат-ионы SO4 уст-вы в водах ,не загрязненных орган. в-ми.При высок. конц. орг. прим. и затруднен. доступе O2 сульфат-ионы м. вос-ся до элем. серы или сероводорода (вода загнивает) и непригодна для народно-хоз-го водоснабжения.

Кремн. к-та и ее соед-я распр-ны в прир. водах,в подземн.>,чем в пов-ных.Многообразие форм кремн. к-т и сравн-но малая раств-ть их в воде сильно затрудняют их дифференциацию при анализе воды,поэтому в рез-те анализа получ. только сумм-ю конц-ю кремнесод-х соед-й ,так называем. кремнесод-е воды.В пов-х и арт-ких водах общ. кремнесод.в пересчете на SiO3 сост.1-30 мг/кг,при этом от 5-20% представл. коллоидн. ф-мой.При pH>8 кремн. к-та м. нах-ся в воде в виде HSiO3 лишь в отс-вие ионов Caи Mg.

10 Органич.примеси.


Орг.в-ва ,попадающ. в открыт. водоемы в рез-те вымывания из почв и торф-ков объед-т под названием гумусовых.Очень загр-ны гумусовыми водами водотоки болотного происхожд-я.Пов-ные воды обогащ-ся орг. в-ми в рез-те отмирания водной флоры и фауны с послед. пр-сами их хим-го и биолог. распада.Гумус. в-ва природ. вод дел. на 3 гр.:

1.Гуминовые к-ты- обычно нах-ся в водоемах в виде коллоидов,переходя в истиннораств-е сост-е лишь при высоких знач-х рН;

2.Коллоидные соед-я фульвокис-т;

3.Истиннораствор-е соед-я фульвок-т.

Соли гуминовых к-т (гуматы)хорошо раств-мы в воде в осн-м гуматы щел-ных ме-в и аммония ,а гуматы Ca, Mg, Fe-труднор-мы.Фульвок-ты хорошо раств-ся в воде.Соли с Na K NH4 Fe-хорошо р-мы в воде,а соли Al Fe-труднор-мы.Орг-е в-ва явл-ся главн. в ухудшении органолиптических св-в воды(запах и привкус)

11 Показатели кач-ва воды

В зав-ти от хар-ра исп-я воды разл-ми потребителями опр-ся пок-ли,необх-е для качеств.и количеств. хар-ки воды.Важн-ми пок-лями кач-ва воды для исп-я воды в теплоэнерг-ке явл.:

1.Конц. грубодисп-х в-в;

2.Конц. истиннораств-х примес.(ионный состав);

3.Конц-я коррозионноактивных газов.

4.Конц. ионов Н+

5.Техн-кие пок-ли, в кот. вход. сух.,прокаленный ост-к,окисляемость,жесткость,Щелочность,кремнесод-ние,удельн. электропр-ть.

Конц. грубодисп-х в-в в воде м.б.достаточно точно опр-на фильтров-м ч/з бумажный фильтр с послед-м его высуш-м при t-ре 378-383К до пост. массы.Но на практике чаще исп-ют методы опр-я грубодисп-х в-в по прозрачности и мутности.Прозр-ть воды опр-т при повыш-х конц-х грубодисп-х в-вв воде при помощи стекл. трубки, залитой водой, на дне кот. расположен шрифт или крест с шириной линии 1мм. Высота столба ,при кот. опр-ся хорошая видим-ть фигуры,явл-ся кол-ной оценкой прозр-ти воды,При малых конц-х грубодисп-ных в-в (<3мг/кг) исп-ют метод, основанный на сравн. мутности анализ-мой воды с соотв-м эталоном.

Сух. остаток позвол. косвенно судить о солесод-нии воды,т.е. о сумме всех анионов и катионов за искл-м Ни ОН.НО при получ. сух. ост-ка неск-ко измен-ся ион. состав воды(примесей) за счет разлож-я бикарб-в. В сух остаток также входит часть орг-их и коллоидных примесей. Прокаливание сухого остатка при 800С приводит к сгоранию орг-их примесей и распаду карбонатов => на практике предпочтительно опр-ть конц-ию орг-их примесей в воде косвенным методом, используя сильные окислители(KMnO4). Поэтому конц-цию орг-их примесей наз. окисляемостью и выражают через расход окислителя, потребного для окисления в станд-ых усл-ях орг-их примесей, содержащихся в 1 кг Н2О.

Концентрацию отдельных ионов в воде(мг/кг) или(мг.экв/кг) опр-ют методами хим-го анализа. Правильность проведения анализа д. подтверждаться выполнением закона электронейтральности: сумма катионов = сумме анионов (мг.экв/кг). Возможная ошибка не д. превышать 1%. Суммарная конц-ция всех катионов и анионов без Н+ и ОН- сост. солесодержание воды.

Жёсткость – один из важнейших показателей воды при использовании её в теплоэнергетике . Общая жёсткость (обозн. ЖО ) – суммарная концентрация ионов Са2+ и Mg2+ в мг.экв/кг. По определяющему катиону жёсткость делится на кальциевую(ЖCa) и магниевую(ЖMg).

C др.стороны часть общей жёсткости эквивалентная конц-ции бикарбонат-ионов в воде наз-ся карбонатной (Жк), а остальная часть, эквивалентная содержащимся в воде другим ионам (Cl- SO42-,) наз-ся некарбонатной (Жнк). Пример: состав примесей в воде в мг.экв/кг:

Ca2+=3 , Mg2+=1, Na+ =1, HCO-3=3, SO2-4=1, Cl-=1.

ЖО= Ca2+ + Mg2+=3+1=4

ЖCa=3 ЖMg=1 ЖK=3 Жнк=2

Общей щёлочностью воды(ЩО)(мг.экв/кг) наз. суммарную конц-цию всех анионов слабых кислот и ионов гидроокиси ОН-, за вычетом конц-ции ионов Н+:

ЩО=ΣСслаб. к-тАпон- - СН+

Хар-р анионов слабых кислот позволяет подразделить общую щёлочность на гидратную(равную конц-ции ионов ОН-), бикарбонатную(НСО-3), карбонатную(СО2-3), силикатную(НSiO-3, SiO2-3)и фосфатную(Н2РО-4, НРО2-4, РО3-4).

Конц-ция растворённых газов в воде завис. от мн-ва факторов: природы газа, t-ры, степени минерализации, парциального давления газа под водой, рН и т.д.

Конц-ция СО2 завис. от степени углекислотного равновесия и составляет ≈0,5мг/кг (10-5 моль/кг) при t-ре 293К. Конц-ция О2 в значит. степени завис. от содерж-я в воде орг. в-в и t-ры. При ↑-ии t-ры от 273 до 308К конц-ция О2 снижается от 14,6 до 6,5 мг/кг.

Удельная электропроводимость(См/см)

См-единица проводимости,величина обратная сопротивлению в 1 Ом (1/Ом=См)- хар-ся электрич.проводимостью слоя воды, нахожящегося м/у 2-мя противоположными гранями куба с ребром равным 10-2 м. Она косвенно связана с суммарной конц-цией примесей в истинно-растворённом состоянии(с солесодержанием). В чистой воде перенос зарядов осущ-ся только ионами Н+ и ОН-. Удельная электропроводность такой воды при 293 К сост-ет 0,04 мкСм/см.

  1. Предварительная очистка воды

Многообр-е примесей в воде дел-т необх-й мнооэтап-ю подготовку воды для подпитки котлов.

1 этап : предочистка – норма для улучшения технико-эконом. показ-й пследующ-х этапов очистки воды и потому что без предочистки применение всех последущ-х методов буд-т затруднено.

На дальнейшем этапе вода очищается от истинно раствор-х примесей. Наличие в воде орг-х примесей мож. привести в последствии к старению и резкому сниж-ю срока службы (в 4-8 р.) анионитов (насыпной мат-л, фильтры). Присутствие в воде ионов железа (>, чем 50 мкг/кг) вызывает отравление мембран, если идет электродиализ. Предочистку осущ-т методами: - осаждения

- коагуляции

- фильтрования.

13.Физико-химические свойства

коагуляции. Факторы, влияющие

на процесс коагуляции.
Коагуляция используется для выделения из воды коллоидно-дисперсных в-в.

Коагуляция - физ.-хим.процесс слипания коллоидных частиц и образования грубодисперсной макрофазы с последующим ее выделением воды.

Коллоид. Частицы весьма малы по размеру и SO участвуют в броунов. движении. Кроме этого у них заметная скорость диффузии, что способствует постепенному выравниванию концентрации частиц по объему. Коллоидные р-ры обладают избытком свободной энергии за счет развитой уднльной поверхности частиц. Термодинамически такая система должна самопроиэвольно стремится к состоянию, в котором ее свободная энергия была бы минимальна, т.е к самопроизвольному уменьшению поверхности, следоват. к слипанию (укрупнению) частиц, но химически коллоид частицы все-таки достаточно устойчивы к слипанию. Такая устойчивость при малых размерах способствует седиментационной устойчивости (постоянная концентрация примесей по всему объему воды), т.к сила тяжести нивилируется сидами диффузии. Агрегативная устойчивость таких систем объясняется существованием двойного электрического слоя ионов и скачка потенциалов на грани раздела фаз. Этот двойной электрический слой возникает как результат различных диэлектрических св-в дисперсной фазы и среды, воздействием молекулярных сил, частичной диссоциацией поверхностных мол-л вещества частиц ионы, котор.располаг-ся на пов-ти частиц, называется потенциало-образующим. Вокруг такой частицы с зарядом концентрируются ионы противоположного знака-противоионы. Концентрация противоионов максимальна у поверхности и сниж-ся с увеличением расстояния от поверхности частицы (внешний диффузионный слой). Здесь совместно дейст-т силы притяжения(электрические и молекулярные) и диффузии(стремящиеся выравнять концентрацию по всему объему).

Теоретически диффузионный слой ионов распр-ся на весь объем воды.

Вокруг каждой частицы возникает двойной электрический слой, включающий потенциалообразующие ионы и противоионы (мицела). Если р-р находится в покое – он электронейтрален, при движении р-ра такие мицеллы увлекают за собой только близлежащие слои воды.

Внешняя часть диффузионного слоя остается вне сферы действия частицы. Это приводит к тому, что появляется электрокинетический потенциал между частицой или р-ром. Его величина зависит:

- от количества противоионов, кот.увлекаются частицей (с их увеличением, электрокинетический потенциал снижается)

Увеличение концентрации противоионов в диффузионном слое должно приводить к увеличению их концентрации в плотном слое, следовательно к снижению электрокинетического потенциала. Кроме того увеличение концентрации противоионов в диф.слое может привести к перезарядке частиц, т.т возможна ситуация, когда определенной концентрации противоионов эл.кин. потенциал может стать =0. Коллоидные частицы, находящиеся в природе (песок, глина…) аморфны, следовательно и вид, и степень их диссоциации будут зависеть от PH раствора. Значение PH, при котором эти вещества не диссоциируют, назыв. изоэлектрическим, следовательно при таком PH, электрокинетический потенциал=0. Т.к PH природной воды обычно 6,5-8,5, то коллоидные примеси диссоциируют как кислоты с приобретением отрицательного знака электрокинетического потенциала частиц относительно р-ра, т.е в природной воде основная масса коллоидных ч-ц будет иметь отрицательный заряд. Частицы глины или гумуса хорошо адсорбируют ионы, за счет чего снижается устойчивость к агрегации. В наибольшей степени свойствами снижать агрегатную устойчивость системы обладают трехвалентные Fe и Al.

Экспериментально установлено, что при снижении эл.кинетического потенциала до 0,03В начинается процесс укрупнения частиц – коагуляция. Если вводить сильные кислоты, то можно снизить эл.кинетический потенциал, но происходит коррозия оборудования, увеличивается солесодержание воды, SO , следовательно применяют процесс, основанный на взаимной коагуляции коллоидов. Для этого в воду вводят реагенты, обр-ся коллоидный раствор с положительно заряженными частицами. Это нарушает устойчивость коллоидной системы и приводит к укрупнению частиц.

Основные реагенты: Al2SO4, FeSO4

В воде эти соли диссоциируют:

Al2(SO4)3↔Al3++SO2-4

FeSO4↔Fe2++SO4

Al3++H2O↔Al(OH)2++H+

Al(OH)2++H2O↔Al(OH)2++H+

Al(OH)+2+H2O↔Al(OH)3+H+

Гидролиз ионов Fe2+ по той же схеме, в итоге получается Fe(OH)3.Но в щелочной среде PH>8 и при достаточном количестве O2 гидрат закиси Fe превращается в гидрат окиси Fe.

Процесс коагуляции имеет 2 стадии:

  1. скрытая (формирование коллоидного раствора гидроокиси Al3+ или Fe3+ и образования микрохлопьев). Именно на этой стадии вода в основном и очищается от коллоидных примесей

  2. явная – вторая стадия процесса, образуются крупные хлопья (флокулы) 1-3 мм, которые обладая высокой сорбционной способностью могут дополнительно извлекать примеси из воды.

Чтобы ускорить процесс осаждения и укрепить осадок, в раствор добавляют флокулянты (полиакриламин).
14.Характеристика и условия

применения основных коагулянтов.

Основные промышленные коагулянты:

- глинозем Al2(SO4)3 и сернокислое железо- железный купорос:

Al2(SO4)3*18H2O

FeSO4*7H2O

иногда хлорное железо –FeCl3*6H2O

Физико-химический процесс коагуляции достаточно сложен и часто стехиометрически труднозаписываем. Реакция коагуляции (если в воде достаточно солей карбонатной жесткости):

Al2(SO4)3+Ca(HCO3)2→Al(HCO3)2+CaSO4

FeSO4+Ca(HCO3)2→Fe(HCO3)2+CaSO4

FeCl+Ca(HCO3)2→Fe(HCO3)2+CaCl2

Бикарбонаты Al и Fe также неустойчивы и разлагаются:

Al(HCO3)2→CO2+Al(OH)3

Fe(HCO3)2→CO2+Fe(OH)3

Для образования хлопьев из двухвалентного сернокислого железа требуется более продолжительное время и реакции появления Fe(OH)2 очень способствует наличие кислорода в воде. Если карбонатная жесткость воды невелика, реакция образования хлопьев не будет протекать. Для этого воду подщелачивают известью, иногда едким натром, но тогда увеличивается солесодержание воды, засчет образования Na2SO4: Al2(SO4)3+NaOH→Al(OH3)↓+Na2SO4

FeCl3 +Ca(OH)2 →Fe(OH)3↓ +CaCl2

Применение коагулянта сернокислого Al ограничивается величиной PH обработанной воды (6.5-7.5). В более щелочной среде из-за амфотерных св-в Al может образоваться аллюмиат Na, следовательно при известковании в качестве коагулянта применяют сернокислое или хлорное Fe, при котором возможно колебание PH=4-10.

Если в осветлителе идет только процесс коагуляции , то рекомендуют добавлять флокулянты (ПАА), следовательно процесс увеличения хлопьев ускоряется.

Ткмпературу обрабатываемой воды в схемах с коагуляцией берут 20-25 градусов. Если присутствует и известкование, следовательно температура = 30-40 градусов. Причем очень важна стабильность подогрева воды. Поэтому количество коагулянта определяется экспериментально (меняется состав воды в источнике, темп-ра воды другая, период года,…). Обычно дозу сернокислого Al берут в пределах 0.5-1.2 мг-экв/л. Если воды не загрязнены стоками, мало взвеси и окисляемость невелика (мало органич. примесей) – коагулянта нужно меньше. Если только за счет коагуляции и даже флотации не достигается необходимый результат, ведут хлорирование воды. Доза хлора обычно 5-20 мг/л, но остаточное содержание хлора после механич. фильтров не должн. превышать 10мг/л. Коагулянт вводят в зону контактной среды. До ввода флокулянта необходимо выдержать время (1-3 мин.) после ввода коагулянта.
15.Электрокоагуляция.

Те же гидроокиси Ме (полученные при коагуляции) могут быть получены и электрохимическим растворением Ме. Если в воду поместить 2 пластины из Al или Fe (электроды) и подать на них напряжение постоянного тока, то анод будет растворяться с переходом в воду Al3+(Fe2+)На катоде происходит восстановление: H++e→H2(пузырек водорода). Это приводит к дополнительной диссоциации воды, следов. к дополнительному образованию OH-. Т.к в воде имеется растворенный кислород, то идут реакции:H2O+O2+4e→4OH-

. Ионы ОН будут взаимодействовать с ионами Al и Fe и будут давать гидроокиси этих Ме (в осадок), причем Fe(OH)2 легче, чем при коагуляции переходит :Fe(OH)2+H20+O2→Fe(OH)3.

Т.е те же самые гидроокиси получаются без введения в воду дополнительных реагентов (деньги !). Обычно на практике электрокоагулянты это емкости с набора металлич. пластин между которыми протекает вода, а на них подается напряжение.

2 способа подключения пластин к электродам:

- монополярный (когда пластины группой подключаются к одному источнику- аноду)

- биполярный (питание подключается только к 2 крайним точкам)

В этом случае общее падение напряжения складывается из суммы падения напряжения еа отрицательных ячейках.
16.Известкование и магнезиальное

обескремнивание воды.

Основное назначение – снизить бикарбонатную щелочность, причем одновременно с этим уменьшается: жесткость, солесодержание, концентрация грубодисперсных примесей, соединений железа и кремниевой и кремниевой кислоты.

Снижение бикарбонатной щелочности производится гашеной известью, которая подается в воду в виде суспензии (известковое молоко). В воде происходит диссоциация извести и концентрация Са и ОН увеличивается:

Ca(OH)2↔Ca2++2OH- Это приводит к связыванию части ионов ОН в малодиссоциируемые мол-лы воды, следов. PH будет расти. Это в свою очередь вызовет смещение углекислотностного равновесия в сторону образованияCO32-, в котор. постараются перейти все формы углекислоты. Но т.к концентрация CO32- увеличивается, то будет:

Ca2++CO32-→CaCO3

(связывание ионов Ca2+ c CO32-)

Если доза извести превышает по количеству дозу, необходимую для перевода всех форм угольной кислоты в карбонат – ионы, то будет образовываться MG(OH)2. Чтобы подсчитать необходимую дозу извести для процесса известкования: 1) Ca(OH)2↔Ca2++2OH-

2) CO2+OH-↔CO32-+H2O

3) HCO3+OH-↔CO3+H2O

4) Ca2++CO32-↔CaCO3

5) Mg2++OH-↔Mg(OH)2

6)FeSO4+OH↔Fe(OH)3+SO4

Реакция 6) указывает на то, что если совместно с известкованием вести коагуляцию, то часть ОН потратится на гидролиз коагулянта, следов. нужна дополнительная известь. Если мы хотим уменьшить известкованием только бикарбонатную и карбонатную щелочность воды, то необходимо выполнение условия: CCa2+>CCO32-(*)

Концентрация Са опр-ся суммой содержащихся в воде ионов Са исходных и введенных с известью, эквивал-ой ионам гидроокисла. Т.о суммарное количество Са в мг-экв/кг будет
C(Ca2+)ОБЩ=(Ca)2ИСХ+С(СO2)ИСХ+ДК+C(HCO3)ИСХ

Минимальная доза извести при этом в мг-экв/кг составит

ДИ=C(CO2)ИСХ+C(HCO3)ИСХ-C(HCO3)ОСТ+ДК

из уравнения видно, что условие (*) будет выполняться только, если

С(Сa2+)ИСХ+ДК>C(HCO3)ИСХ-C(HCO3)ОСТ

В процессе известкования снижается концентрация кремниевой кислоты в воде; Эффективность процесса удаления кремниевой кислоты связана с наличием в воде ионов Mg, следовательно необходимо специально добавлять в воду дозаторами соединения Mg.

Механизм снижения концентрации заключается в том, что коллоидная кремниевая кислота сорбируется на поверхности, содержащей гидроокиси Mg, кот.образуется в результате известкования и еще дополнительно при гидролизе каустического Mg: MgO+H20↔Mg(OH)2

но Mg(OH)2 частично диссоциирует: Mg(OH)2→Mg(OH)-+OH
в условиях известкования при PH=10 большая часть кремниевой кислоты будет находиться в диссоциируемом состоянии, причем кремниевая кислота будет диссоциировать на 90%. Необходимая доза магнезиата будет зависеть от кремнесодержания воды и сост-т 10-20 мг/кг. В результате совместно протекающих процессов коагуляции, магнезиального обескремнивания и известковаия остаточное содержание кремниевой кислоты снижается до 0,8-1 мг/кг. Независимо от начального содержания. Если принять во внимание, что при известковании и коагуляции кремнесодержание снижается на 40%, то необходимость в магнезиальном обескремнивании решается дополнительно. Одним из необходимых условий, способствующих эффективности процесса осаждения является обязательный подогрев воды. Это дает ускорение процессов крисстализации твердой фазы, ускорения образования осадка (снижается вязкость). Обычно темпер-ру поддерживают (если только коагуляция ) – 303-308 К, при известковании 313-318 К. Предочистка воды осуществляется в специальных аппаратах-осветлителях.
17.Осветлители (О).
О. применяют для удаления из воды больших количеств взвешенных веществ, коагуляции и известковании;

Ввод обрабатываемой воды в подслой взвешенного шлама; туда же подводят и необходимые реагенты. Шлам одновременно играет роль контактной среды, где происходит хим.взаимод. и своеобразного перемешиваемого компонента. Взвешенные мелкие част-ки отв-ся через спец. приспособление – шламоуплотнитель. В О. для коаг-ции подогретая вода подводится в воздухоотделитель, где овобожденный от пузырьков воздуха по рспределительным трубам пост-т в ниж.часть осветлителя, туда же раствор коаг-та, а выше ПАА (полиакриламина) (флокулянта). Иногда ввод коаг-та произв-ся перед воздухоотделителем. Р-р щелочи при необходимости перещелачивания подается в общий трубопровод исх. Воды, перемешивание происх-т благодаря вращат-му движ-ю, созданному соплами, при этом из гидроокиси Al и частичек, вносимых обр-ой водой, образ-ся шлам. Шлам создает контактную среду, через кот. прох-т обраб-я вода, затем шлам уплотняется в уплотнителе и уд-ся ч/з продувочные трубопроводы периодич. и непрерыв. продувки.

О. быв-т : 1) производит-ю 63, 100, 160, 250 м3/ч

2) ппроизв-ю 400, 630, 1000 м3/ч.
18.Конструкция осветлителей (О).
Классиф-т: 1) по типу: - горизонтальные

- вертикальные;

2) по давлению воды над фильтрующ слоем: - самотечные или открытые (работ под напором засчет разности воды в фильтре и сборном баке)

- напорные или закрытые (под напором, создав. Насосом или высоким баком)

3) по числу //-о работ-х камер: - однокамерные

- двухэтажные

- 2-хкамерные

- 3-хкамерные

- батарейные

(наиболее распр-ы вертикальные напорные однопоточные)

4)по способу фильтров-я: - однопоточные

- 2-хпоточные

5)^ ПО кол-ву послед. работ-х фильтрующ. слое: - однослойные

- 2-хслойн-е;

Диаметр фильтров до 3,4 м с предельной произв-ю до 90 м3/ч.

Стальной цилиндр-й корпус со штампованными сферическими днищами (давление до 6 бар). В верхнюю часть вводится трубка с воронкой (для подвода и распред-я фильтруемой воды по плрщади фильтрующего мат-ла). Сверху в корпусе – трубка для отвода возд. В цилиндриич-й части предусмотрены люки для осмотра, выгрузки фильтрующих мат-ов. Днище внизу заполнено бетоном для созд-я горизонт-й плоскости. На ней будет расположено дренажное устройство (для равномерного распред-я воды по площади фильтра, для отвода фильтров-й воды и для предотвращ-я выноса из фильтра зерен фильтрующего матер-а). Над дренажным устройством установ-о распред-е устройство для сжатого возд. Чтобы при фильтрующей промывке зерна не уносились в дренаж, предусм-ся спецограничители взрыхления (дроссельной шайбы и т.д, котор.будут регулировать скорость прмывки)

19.Характ-ка фильтрующих мат-ов для

осветительныхфильтров

Подобный материал должен хорошо задерживать грубодисперсные вещ-ва, легко от них отмываться, не измельчаться, быть химически стойким, не истираться при промывке, дополнительно не загрязнять воду хим.вещ-вами, . это например кварцев песок, дробленный антрацит. Если у нас котлы высокого давления, то кварцевый песок применять не очень целесообр-о для добавочной питьевой воды, т.к есть вероятность загрязнения добавочной питьевой воды кремниевой кислотой, следов. с давлением = 100 бар и выше применяется малозольный термостойкий дробленный антрацит (при t=1000 градусов и PH=4-10). Материал готовят на спец. калиброванных ситах для определенного разм-ра. Важным показ-м кач-ва яв-ся мех. прочность, иначе при взрыхлении идет истирание, измельчение зерен, следоват. увеличив. гидравлич. сопротив-е , следов. уменьшает. производит-ь + потеря фильтрующего мат-ла засчет уноса.
20. Работа осветлительных фильтров.

Состоит из трех периодов:

1.Полезная работа по осветлению H2O

2.взрыхляющая промывка

3.спуск первого фильтра в дренаж.

В межпромывочный период наблюдают за прозрачностью H2O, после фильтра, за стабильностью производительности, за гидравлическим сопротивлением (величина потери напора). Для этого на осветляемой и осветленной воде ставят пробоотборные краны и манометры, а на промывочной и осветленной – расходомеры. Промывка фильтра – пропуск снизу вверх через него осветленной воды (включают фильтр, потом подают воду). Поток воды интенсивный (разрыхляют, взвешивают фильтрующий слой); фильтрующий слой «расширяется» на 50 % (зерна фильтрующего материала получают возможности свободно двигаться, сталкиваясь друг с другом, следовательно происходит сброс слизи и шлама с частичек и омывание их водой). Скорость воды измеряется в л/м2*с (расход воды). Скорость взрыхления д/б высокой, но не должна способствовать выносу зерен из фильтра.

15-18 л/м2*с – кварцевый песок

10-12 л/м2*с – антрацит

Продолжительность взрыхления до 6 мин.

Первый мутный фильтрат спускают где-то 5-10 мин. со скоростью 5 м/ч, затем фильтр начинает нормально работать. Скорость фильтрации 5-6,5 м/ч. Чаще всего общая продолжительность фильтрации (если мало взвеси) около 24 часов (1 раз в сутки). Если много взвеси, то 1 раз в 8 часов, но не более, чем 3 раза в смену.
21.Обработка воды методами

ионного обмена
Основана на способности некоторых, практически нерастворимых в воде веществ, называющихся ионообменными материалами или ионитами, изменять в нужном направлении состав воды.

Проходя м/у зернами ионита, обрабатываемая вода способна обменивать часть ионов, растворенного в ней электролита, на эквивалентное количество ионов ионита. В результате изменится ионный состав и воды, и ионита. Если происходит обмен катионами – катионирование, если обмен анионитами – анионирование. Обработка воды методами ионного обмена принципиально отличается от обработки осаждением, т.к удаляемые из воды примеси, не образуют осадка, нет необходимости постоянно добавлять реагенты, следовательно работа ионно-обменной установки проще; габариты аппаратов меньше, а эффект выше, чем при осаждении.

Продолжительность работы цикла ионитных фильтров зависит от обменной емкости ионита (способность к обмену). После использования до заданного предела обменной емкости ионита, ее восстанавливают путем удаления задержанных ионитов (из воды) и введение вместо них ионов, кот он отдавал воде в период раб цикла, т.е восстановление ионитов – процесс, обратный ионно-обменному.
22.Физико-химические свойства ионитов.

В качестве ионитов чаще всего используются сульфоуголь и синтетич. смолы (полимеры). Отличительной особенностью полимерных смол является их структура и размеры молекул, состоящих из сотен или тысяч, связанных м/у собой атомов (высокомолекулярные соединения). Иониты на основе высокомолекулярных смол характеризуются свойствами:

1) набухаемость;

2)нерастворимость

3)способность к ионному обмену.

Отношение одной и той же массы ионита в набухшем и воздушно-сухом состоянии – коэффициент набухания, равный относительной насыпной плотности воздушно-сухого ионита к насыщенной насыпной плотности набухшего (без учета воды):

к=ρсух/ρнабухш

Способность ионита к ионному обмену определяется их особой структурой, состоящей из твердой нерастворимой в воде молекулярной сетки, к отдельным местам которой присоединены химически активные функциональные группы атомов, способные к электрической диссоциации в воде, т.е каждая молекула такой смолы – своеобразный твердый электролит (неразрывно скрепленная нерастворимая часть, имеющая свободный заряд и окружают ее противоположно заряженные ионы с ограниченной неподвижною около сетки)

Схематически диссоциация ионов:

K+R→И++R-

R+A→R++A-

Где R – радикальный кусок

И+R - катионит, в котором подвижным ионом будет

- большая полимерная мол-ла (радикал)

- анионит, в котором подвижным обменным ионом является анион – А

- высокомолекулярная часть, как и в первой реакции


23 Физико-химические основы

процесса катионирования.

Катиониты сод-ат функцион хим группы Н, кот способен замещаться др гр-ми (SO3H). Группа SO3H обл-ет сильно кислотными св-ми.

Катиониты: -сильнокислотные, -сильноосновные, -слабокислотные

Сильнокислотные обм-ют катионы только в щелочной, нейтр и кислой среде; слабокислотные – только в щелочной. Вводить в катиониты можно разл катионы, но чаще всего это Na и H (Na+R, H+R).

Пр-сы обраб воды подобными в-ми наз Na-катионирование и Н-катионирование. В жесткой воде:

Ca2++Na+RCaR2+Na+

Mg2+Na+RMgR2+Na+

В рез-те более или менее полной замены катионов Na катионами Ca и Mg – жесткость↓. Щелочность не изменяется, солесодержание ↑, т.к. 2 катиона Na заменяют в воде 1 катион Ca и Mg, т.е. 23 весовых части Na заменяют 20 весовых частей Ca или 12 весовых частей Mg.

После того как значительная часть Na заменена на Ca и Mg катионит истощается и теряет способность умягчать воду. Для устан этой способности надо извлечь из катионита задерж Ca и Mg и заменить обменными, что были раньше. Процесс замены или восстановления обменной емкости истощенного катионита – регенерация. Если Na – катионит, то регенерацию осуществл р-ром NaCl

Ca2+R+NaCl→Na+R+CaCl2

Mg2++NaClNa+R+MgCl2

NaCl-недорог, легко доступен, а MgCl2 и СaCl2 – легко растворимы и удаляются отмывочной водой. При работе фильтра верхний слой фильтрующего мат-ла истощ быстрее. При пр-се регенерации верхний слой тоже реген-ся более полно и к нижнему слою катионита конц-ия Ca2+ и Mg2+ ↑,след. б/т меньше конц-я Na.Это подавляет диссоциацию истощ катионита и тормозит пр-с ионного обмена – это противоионный эф-т. Уйти от этого эф-а позв-т дополнит порции р-ра NaCl. Но выгоднее уйти от доп-ой подкачки р-ра, но сделать однократную промывку, в 3-3,5 раза превышающей по кол-ву =стехиометрическому. Na-катионирование примен для воды с относительно невысокой бикарбонатной жест-ю, превращение кот в бикарбонат не создаст опасной для котлов повышенной относительной щел-ти и не потреб увелич продувки котла.

При Н-катионировании:

Ca2++H+RCaR2+2H

Mg2++H+RMgR2+2H

Т.к. в процессе Н-катионирования все катионы в воде заменены катионами Н, то присутствующие в воде сульфаты, хлориды, нитраты Ca, Mg,Na и т.д. преобраз в своб-е мин-ные кислоты: серная, соляная, азотная, кремниевая. Общая кислотность Н-катионированной воды при этом = Σ сод-ся в воде анионов мин-ных кислот(H2SO4 HNO3 HCl H2SiO3). И если вода не содержит ионов Na, то общая кислотность будет =некарбонатной жесткости воды(так принимается). Т.к. в рез-те Н-катионир вода становится кислой, непригодной для питания котлов, то всегда Н-катионир сочетают с Na-катионир или анионир и тогда одновременно ↓ кислотность и щелочность.

Регенерацию Н-катионита делают 1-1,5% р-ром H2SO4. большую концентрацию нельзя, т.к. зерна катионита начинают обрастать отложениями сульфата кальция CaSO4 – практически нерастворим => загибсовывание катионита.

Ca2+R2+H2SO4CaSO4↓+H+R

Mg2+R2+H2SO4MgSO4↓ +H+R

Na+R+H2SO4Na2SO4+H+R

К-во р-ра для более полной регенер дают ~ 1,2-1,5 раза > стехиометрич-го. Регенер начин, когда появл проскок катионов Ca2+ и Mg2+. Жесткость ↑. За счет Н-катионир м получить жесткость ~10 мкг-экв/л, иногда примен «голодную» регенер Н-катион-ых фильтров: не глубокое умягчение воды, разрушение карбонатн щелочности без образ-ия кисл фильтрата. Недостаточн кол-вом кислоты => верх слой чистый, в нем много Н+ ионов, а в нижнем ост ионы Ca и Mg. Пройдя ч/з фильтр вода не сод-ит сильных кислот и имеет незначит щелочность. Последующим фильтрованием Н-катионир-ой воды, после удаления из нее свободной углекислоты(декарбонизатор), ч/з 2-е ступени Na-катионир вода умягчается до 5 мкг-экв/л.


24 Физико-химические основы

процесса анионирования.

Аниониты содержат хим-активн группы NН2-, N3-. В состав анионита м вводится разл анионы: ОН-, НСО3-, СО32- => анионита прдставл собой ROH-, R2CO32-…(R-нераствор в воде радикал)

При погруж анионита в воду он диссоциирует с образованием нерастворимого в воде ядра ионной сферы, а вокруг – подвижные ионы, способные обмениваться на другие. слабоосновные аниониты обмен-ся только на анионы сильных кислот (Cl, SO4) => солесод-ие воды при анионировании ↓ до 50-100мкг/л. Анионы слабых кислот(кремниевая к-та,углек-та)не вступают в обменные реакции со слабоосновными анионами. Сильноосн-е катионы способны увлекать из воды анионы и сильн. и слаб. кис-т,но сильноосновные аниониты много дороже слабоосновных => их применяют для более полного хим обессолевания и обезкремнивания воды.

ROH-+HSiO3RHSiO3+OH-

В рез-те Si-содержания воды в пересчете на

(SiO3 )2-↓ до 20 мкг/л и ниже. Регенер анионита: делается р-ром NaOH-, Na2CO3, NaHCO3, NH4OH. С теч времени аниониты стареют (из-за загрязн органич в-ми и раствор-ми в воде О2). Рабочая обменная спос-ть ↓ и технол-кие кач-ва анионита должны поглощать из воды только анионы кислот не вступая при этом в ионный обмен с катионами. При старении анионита спос-ть взаимод-ия с катионитами начинает проявляться (Н0 начин взаимод-ть с Н+) => (старение)стан-ся амфотерным начин протекать след реакция:

H+

R+OH-+HClR +OH-

Cl-
Регенер такого анионита затруднена. Чтобы избежать подобного, воду перед анионированием очень полно очищают от органики (коагуляция).

25 Катиониты и их свойства.

Показатели качества:

- физич-ие св-ва

- хим и термо стойкость

- рабоч обменная емкость

Фракционный состав хар-ет его эксплуатац-ые св-ва, обычно он опред-ся ситовым анализом: кол-ое соот-ние зерен по фракциям, средний размер зерен, кол-во пыли. мелкозернистый катионит, при прочих равных условиях, имеет более высокую обменную емкость, но чем мельче зерна, тем выше гидравлическое сопротивление и выше расход энергии на фильтрование. Используя обычные скорости фильтрования и учитывая гидравлич потери в слое фильтрата вышли на размеры зерен 0,3-1,5 мм. Чем более однороден по раз-рам зерен катионит, тем лучше. Введем коэф неоднородности

d80, d10 – это раз-ры сит, ч/з кот может пройти 80 и 10% общей навески

Кн=d80/d10=2

Рабоч обменная емкость катионита зависит от вида улавливаемых катионитов, от рН воды, от соотнош-ия солевых компонентов в воде, от высоты слоя катионита, от скорости фильтрации, от расхода реагента за счет режима эксплуатации фильтров. Интенсивность извлечения катионита из р-ра неодинакова, это завис. от ряда активности.

Ca2+>Mg2+>K+>NH2+
26.Процесс H-катионирования.


Пр-с Н-кат-я содерж катионы Ca и Na (одноврем-е анионирование с целью исключения влияния его на р-цию катионного обмена). Пр\с протек в 4 стадии. :

  1. А-Г – полное поглощение обоих катионов из фильтрующего р-ра

  2. (Г)-Ж – проскок в фильтрат катиона Na и нарастание его конц-ии в фильтрате до конц-ии в исх р-ре

  3. Ж-М-Н – вытеснение с катионом Ca, поглощ-го ранее катиона Na в фильтрат

  4. И-Р – проскок в фильтрат катиона Са с ↑ его конц-ии в фильтрате до конц-ии в исх р-ре

Линия 1. – конц-ия катиона Na в исх р-ре

Линия 2. – конц-ия катиона Са в исх р-ре

На рабочую обменную емкость катионита оказывает влияние анионный состав воды, величина общ солесодержания причем для Na-катионита и Н-катионита по-разному. Если сульфоуголь (в фильтре), то при Na катион и анионный состав воды не окажет сущ-ое влияние на обменную емкость. Если скорости фильтрации велики => то время взаимод катионита с водой снижается.В Катионных фильтрах I ступени, где скор фильтр ≤15-20 м/час, а высота загрузки 2-2,8м, то влияние скор-ти на обменную емкость не очень значительно. А в Н-катион фильтрах II ступени, где скор=30-50м/час, а h=1,5м фактор влияния ск-ти ощутим и учитывается при расчетах фильтра.

27 Аниониты и их свойства.

У катионитов обм емк-ть растет с ростом рН,а у анионитов,в отличие от них- тем больше, чем ниже рН(чем выше кил-ть).

Если анионные фильтры слабоосновные, то воду на них подают после Н-катион => кислотность перед анионированием =Σконцентраций анионов сильных кислот. Аниониты хар-ся неодинак способ-тью поглощать разл анионы:

SO42- > NO3- > Cl-

SO42- на 50% сильнее Сl-, значит Cl- проскакивает фильтр раньше, чем SO42- => при полном хим обессоливании анионитные фильтры I ступени (слабоосновные) приходиться выключать на регенер-ю из-за проскока Cl-. Рабочая обменная кремнеемкость зависит от рН воды, от конц-ии кремниевой кислоты, от уд расхода щелочи на регенер, от скорости фильтр-ии, от природы обменного иона (ОН-, НСО3-, СО3-), от тем-ры. Глубок обескремнивание возможно лишь при опред рН.Гораздо лучше если в р-ре не соли кремниевой кислоты, а она сама(она лучше работает):

H2SiO3+ROHRHSiO3+H2O(если кис-та)

Если соль: Na2SiO3+ROHR2SiO3+OH-+Na+ (образовался противоток)

28.Схемы ионитных установок

Схема Na-катионирования

Если схема сост только из Na-катион-х фильтров,то она проста и дешева,но ее можно исп-ть только, если нет грубодисперсных и каллоидных примесей, если нет солей железа => вода артезианская или водопроводная. Применять Na-катионное умягчение можно при ограничении размером продувки котлов по щелочам, а также величиной относит щелочности котловой воды, т.е. Жкк(или щелочность) зависит от степ продувки котла в долях единицы,от добавки умягч воды, от величины сух остатка исх воды, щелочности котл воды

29 Схема парал Н-Na-катионирования

При ║-ом Н-Na-катионир вода двумя ║-ми потоками напр-ся на Н-катион и Na-катион фильтрами. После Na-катионир щелочная вода и после Н-катионир кислая идут в общ трубопровод, где смешив-ся и частично нейтрализ-ся с образ-ем каррозионно-активной кислоты => необх декарбонизатор куда и пойдет смесь. Процесс ведется так чтобы остаточная щелочность была < или = 0,35 мг-экв/л. Это достиг-ся четким расчетом кислой и щелочной воды,для этого рассчитыв долю(х) и(1-х) воды для кажд фильтра. При такой схеме страдает канализ-ая сис-ма (кислотная коррозия)или необходима уст-ка для нейтрализации перед сбросом в канализацию.

Преимущества: Получ низк Щ(≤ 0,35 мг-экв/л),позвол. использов. воду для питания котлов высокого давл-я,при больших обьемах питат-ной воды.

Недостатки: -Сниж-е рабоч емкости Н-катион-х фильтров, загруж-х сульфоуглем,если обраб-ся вода, имеющая проеблад-ю некарб жесткость и если есть соли Na в воде, то эф-кт умягчения ↓.

Примен-ся: - если нужна Щ=0,35мг-экв/л, если Жк > 50%Ж0 и если ΣSO42-+Cl-≤5-7мг-экв/л .
30.Последовательное Н-Na-катионирование

При послед Н-Na –катионир-нии только часть воды прогоняется ч/з группу Н-катион фильтров, затем эту кислую воду смешивают с ост кол-вом исх воды (происх-ит нейтрализ-ия мин кислот, сод-ся в Н-катион воде)бикарбонатами Са и Mg нах-ся в жесткой воде с образ-ем сульфидов и хлоридов Са и Mg =>в рез-те смеш-я Н-катион-ной воды с исх водой карбонатная жесткость частично переходит в некарбонатную,но необх пройти декарб-ю этой смеси (для удаления своб. углек-ты), а потом группа Na-катион фильтров => получ-ся полное умягчение воды. Долю мягк-й и сыр-й воды подбир-т так, что бикарб-я Щ сыр-й воды полностью нейтр-ла кисл-ть мягк-й Н- катион-й воды, и чтобы изб-к ее созд-л бикарб-ю Щ смеси перед Na-катионитом в пред-х 0,7-1 мг-экв/л. Такой же будет остаточ-я Щ умягч-й воды после Na-катионита. В отлич-е от схемы включ-я //-го H-катион-я, Н-катионит-е фильтры включ-т на регенер-ю по проскоку солей Ж-и (Ca и Mg) до Ж-ти <=40 мг-экв/кг, а при повыш-ии Щ –ти Н-катионит-й воды до Щ-ти.

Преимущ-ва: глубок-е умягч-е воды с высок-й бикарб-й Ж-ю и значит-м кол-вом солей Na, а так же хорош-ее исп-е емкости поглощ-я Н-катионит-м фильтром.

Примен-е: применимы для сильноминерализ-х вод с солесодер-м >1000 мг/л, когда:

  1. SO42-+Cl->5-7 мг-экв/л;

  2. карбон-я Ж исх-й воды сост-т не>50% Жобщ;

  3. Щ умягч-й воды по этой схеме=0,7-1 мг-экв/кг и не вызыв-т существенного поаыш-я продувки паров-х котлов.


31Совместное H-Na-катионирование.

При совместном H-Na-катион-ии катиониты регенер-т сначала опр-м кол-вом кислоты, а затем после ее отмывки, опр-м кол-вом повар-й соли NaCl, следов. обменными катионами в верх-х слоях будут катионы Н+, а в ниж-х слоях – Na+, следов. при прохожд-ии ч/з H-Na-катиониты идут пр-сы H-Na-катион-я, уд-ся кислот-ь и поддерж-ся необх-я Щ. Эти устк-ки наиболее просты.

Преимущ-ва: 1) миним. уд. расход кислоты на регенер-ю;

2) миним. потреб-ь кислотоупор-й арматуры;

3) нет сброса кислых вод в канализ-ю, следов. нет потреб-и в спец. стали.

Неодст-ки: резкое колеб-е недостаточ-й Щ-ти в перид цикла фильтр-ии, следов-о на ТЭС нельзя прим-ть высок-е или повыш-е давл-е.

Прим-т:

а) если получаемае по этой схеме Щ не вызыв-т заметнорго повыш-я продувки котла;

б) SO42-+Cl-<=3.5-5мг-экв/л, т.к H-Na-катионит-е схемы не дадут Ж общ. <20 мг-экв/л. Тогда пров-т 2-хступенч-е Na-катион-е:

1-я ступень: Жобщ=0,2-0,05 мг-экв/л при скор-и=15-20 м/ч

2-я ступень: Жобщ=0,03-001 мг-экв/л при скор=30-50 м/ч.

Na-катион-е фильтры 2-й ступ часто наз-т барьерными, т.к они собир-т все , что ост-сь.
32.Обработка охлажд. воды в магн.

и акустическом поле на ТЭС

Основ. масса воды, потреб-я на ТЭС предназн-а для охл-я . Подавляющ-я часть воды (до 95 %) идет на конд-ю пара, охл-е масла и возд-ха, восполн-е потерь в оборотн-х циклах.

Осн. треб-я к охл-й воде:

1.д.б темп-ра, обесп-я норм-й вакуум в конд-ре

2.не вызывающ-я в системе охл-я отклонений минер-о и биолог хар-ра, не д.б коррозии.

Исп-ся прямотч-е и оборот-е сист-ы водоснабж-я. При прямоточ. происх-т 1-нократн. оборот конд-ра, при оборот-й – неск-ко раз. В наст. время- обр-ка воды в магн поле. Если налож-ть магн поле на нестаб-ю бикарбонаткальция воду, содер-ю ферромагн-е примеси (Fe2O3 Fe3O4) происх-т сниж-е обр-я отлож-й на теплоперед-х пов-х.

Механизм:

Коагуляция ферромагнитов в магнитном поле за счет процесса ориентации. Скоагулир-е до разм-в 0,01-0,04 мкм ферромагнит-е коллоидные частицы намагничиваются и агригатируют до р-ров кристаллизации. На них и кристаллизуются СаСО3. Эти ч-цы недолговеч-ы (5-6сек после выхода из поля). Чтобы получить «чистую» воду операция повторяется.

Сущ-т 2 типа аппаратов:

-с пост-м магнитом – не дорогие, но мала напряженность поля.

-с электромагнитом – напряженность до40*10-4 А/м, степень очистки высокая.

Вода идет через кольцевое сечение м/у корпусом и внутренним источником магнитного поля. Время пребывания в аппарате воды определяется ее скоростью, она велика (до 1.3м/с_). Отсюда следует, что интенсивность обработки>. Имеется опыт обработки воды в акустическом поле: исп-ся аппар-ы с ультрозвуков-ми колеб-ми волн с частотой 10-20мГц.

Механизм:

Возникает кавитация способствующая

1 нарушается кристаллизация

2 разрушаются ультразвук-ми волнами ранее возникшие отложения на пов-ти подогрева.

Устройство акуст-го аппар-а:

Импульсный агрегат( генератор), преобр-ль кот-й прекрепляется к обьекту и преобр-т акустические колебания генер-ра в механические.

Достоинства-малые размеры, малая потеря мощности.
33. ^ МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Один из методов безреагентной очистки воды. Мембранных методов несколько видов

-ультрофильтрация

-обр-й осмос

-электродиализ

-диализ

В основе лежит перенос примесей или растворителей ч/з мембраны, дейст-е сил при этом различ-ы, различна и природа сил, вызывающих этот процесс , следов. разоич. мембраны. Если сила давления (по этой сх-ме раб-т ультрафильтр-и и обр-й осмос), то мембраны пропустят растворитель (воду),а примеси остануться. Если электрические силы- то мембраны предназн-ы для проп-я ионов, а вода останется.

Обратный осмос хорош из-за экономичности и не треб-т высок давлен-й (до 1 г/кг). Электрдиализ прим-ся если концентрация в р-ре >1г/кг.

Преимущество методов+мех-м:

1 отсутствие фазовых переходов при отделении примесей, что пониж-т до мин-ма расход энергии.

2 при искл-ии забивания мембран процесс м б непрерывен.

3 возможно исп-е низких т-р.

4 без реагентов (иногда с малым кол-вом)

5 аппараты просты и неимеют движ-ся частей, следов меньше износ.

6 кол-во энергии необх для этих процессов обычно<2-2.5 кВт*ч на 1 м3 фильтрата.
34. ^ ОБРАТНЫЙ ОСМОС И УЛЬТРО ФИЛЬТРАЦИЯ

Обр.осмос-самопроиз-й переход растворителя ч/з спец полупроницаемую перегородку (мембрана) в р-р. Если ячейку разделить мембраной в левую часть- чистую воду ,в правую- р-р ,то из левой самопр-но в правую начнут перемещ-ся молекулы. Движ-я сила-разность концентр-ий. Процесс идет до тех пор пока гидростат-е давление раст-ра на мембране не достигнет опр-й величины осмотич-го давления. Если со стороны р-ра прилож-ть давление Pвнеш больше осмотич-го , то пойдет обр-й процесс.

∆ Р=Р-(П1-П2)

П1иП2-осматич-е давления исх р-ра ч/з мембрану

Р- избыточное давление над исход р-ром

Т.к. мембрана может пропустить некоторое кол-во ионов с водой – фильтрат-это тоже р-р, но с меньш-й концентр-й, чем исход. Осмот-е давление р-ра описывается Ур-ем Ван-Гоффа
П=IRT*C/μ

где I=(1+α)-коэф Ван-Гоффа

α- степень диссоц-ии раствор-го в-ва

R-универ-я газов. пост-я

Т-темпер-ра р-ра

с-конц-я р-ра

μ-масса 1 моля

Видно что осмат-е давление зависит от химич-й природы р-го вещ-ва и его конц-ии.

Если р-р сод-т высокомолекулярные в-ва у которых макс. диаметр частиц=0.5 мкм (т.е молек-я масса <=500),то осмот-е давление буд. мало. Тогда для их разделения применяется ультрофильтрация - спец-е мембраны пропустят не только воду, но и ионы и мол-лы низкомолек-х в-в. Раб-е давление в этом случае <=0.5МПа

Принципиальное отличие от других методов

Не обр-ется осадок, а обр-ется 2 р-ра разной концентр-ции . Мембраны должны обладать след-ми св-ми – 1) селективность высок-я (разделяющ-я спосбность),

2)высокая уд.проницаемость,

3) высокая хим-я устойчивость к р-ру (к среде),

4) неизменяемая хар-ка св-в в период эксплуатации

5)высокая механ-я прочность ,

6) относ-я дешевизна.

Селективность мембран опр-ется

φ=((c1-c2)/c1)*100=(1-(c2/c1))*100

С1 и С2 –концентр-я исх-й воды и фильтрата

Большую роль играет диаметр ионов , чем больше диаметр, тем больше селективность. Чем больше заряд ионов, тем больше селективность (т.к выше активность и дейст-т тот же ряд актив-ти, что и при ионном обмене):

катионы:

Ca2+>Mg2+>Na+

Анионы:

CO2-3>SO42->Cl-

Проницаемость мембраны: G=V/(F*τ)

где G-кол-во фильтрата, кот получено с ед пов-ти мембраны F за время τ.

Проницаемость зависит от сост р-ра ,от внешнего давления, типа мембраны. Если давление высоко и мембраны засоряются, следов проницанмость пониж-ся, следов. при =5 МПа у лучших мембран проницаем-ь >=50кг/м2*час. Т.к приблиз-о 20% стоим-ти всего пр-са – стоим-ть мемб-ны, то при обратном осмосе глав-м будет-продолж-ть работы мембр-ы. Самые распр-е синтетич. порист-е мембраны- те, кот получ-ся при введении в полимер добавок с последующим их вымыванием (очень важно: не д.б усадки каркаса, т.к м.б сужение пор.) Сущ-т анизотроп-е, ацетилцеллюлозные мембр-ы, изготов-е коагуляц-м методом. При ультрафильтрации исп-т полиэлектролитные мембр-ы.


^ 35. ЭЛЕКТРОДИАЛИЗ (Э)

-Классический вариант ионного обмена с той разницей что ионно- обменный слой заменен на ионообменный мембранный и движущийся слой будет внешнее электрическое поле: при наложении постоянного эл-го поля на р-р возникает движение ионов раствор-х солей, водорода и ОН-, причем катионы -к катоду, анионы- к аноду .

На катоде : Na++e→Na0

H++e→H2

На аноде 4ОН4е→Н2О+О2

Се-2е→СЕ2

Ток устанавл в зав-ти от природы ,от конц и подведен напр.Если в электролитн поместить ионно-обм мембраны , то катионно-обм-е б/т идти только около катода,анионный обмен около анода,сл-но ячейка поделится на 3 зоны: в катодн только катионы, в анодной-анионы,в средн-конц-я б/т падать,а в крайних- расти.

преде

Теоретическое кол-во электролита необходим для обессол-я 1-го м3 воды от конц С1 до С2 =

Qтеор=I*τ=26.8(C1-C2)

Эффективность пр-са очень сильно зависит от св-в ионно-обм мембраны.

Мембраны бывают гетерогенные и гомогенные .

Гетерогенные-процесс :ввод частиц ионообменных материалов в пленкообр-е смолы,но , но ионно-обм мат-лы очень сильно разбух в воде след малая механическая прочность.

Гомогенные-ионообм-я часть вместе с пленкой обр-ет единый комплекс. Получают или полимеризацией смеси реагентов или введением ионообм-й группы к уже готовой пленке. Для увел-я прочности мембраны формируют на упрочняющих сетках . качество мембраны хар-ся толщиной ,склонностью к набуханию,

механической прочностью , селективностью, уд. электросопротивл

Селективность таких мембран хар-ся числом переноса ч/з нее опр-х ионов ,кол-во ионов-это отношение электротока переносимого данными видами ионов, к полному току .Чем выше. кол-во таких переносов,тем больше ее селективная мембрана .Качеств мембраны облад малым Эл сопротивлением, небольшой толщиной и слабой склонностью к набуханию.

Серьезным препятствием для глубокого обессолевания воды электродиализом явл :1)перенос воды ч/з мембраны в процессе осмоса , 2)повыш-е электрич-го сопр-я в камерах 3)разложение Н2Опри высоких плотностях потока ,4)обр-е осадка на мембранах .

Электродиалезные аппараты конструируют по фильтрпрессовому типу

Катионные и анионные мембр черед-ся.М/у ними уст-ся разделяющ рамки(толщ δ=1мм).В кажд рамке сущ-т уплотнения и раздел-е перегордки(для предотвращ слипания мембран)и уст-во для распр-я потоков.Комплекс мембран зажимается крайними упорными плитами,на кот установл электроды.Эти плиты стягиваются болтами,герметируя весь пакет.Электродаилезн апп-ты соб-ся в схемах послед или //-но в зав-ти от усл-ий.
36.Десорбция газов из воды.

Раств-е в воде газы м/о раздел на :химич-ки не взаимод-е(Н О2 аммиак) ,взаимод-е хим-ки с водой и примесями(хлор,СО2).Их м/о разд на коррозионно-актив (О2,СО2 ,хлор), инертные (азот,Н2).Кроме коррозии оборуд-я О2 вызыв «стар-е» ионитов, наличие СО2 сниж емк-ть анионитов(по кремнек-там).Конц-я газов в воде завис от :

1 физич природы газа

2 степени насыщ-я

3 давл-я воды

4 т-ры воды

Раств-ть ид газа в воде выраж з-ном Генри: Сггг

где с-конц-я газа в воде

р-Давл газа над водой

К-пост Генри учит влияние т-ры на раств-ть газа.

Выр-ние з Г ч/з коэф абсорб

Сг=(α/22.4*ρ)*Рг0

α-коэф абсорбц газа

Р0- давл при н.у

Если над водой –смесь вод-х паров, азота и СО2, то использ з-н Дальтона.

Со2го2г0Н2оазотаСО2)- опр раств-ть О2 в воде.Основн усл-е удал-я газа из воды путем десорбции-это сниж-е его парц давл над водой.В схемах ВПУ при подготовке добав воды удал-е газа из воды происх после Н-кат-я(пр-с происх в вакуумн деаэраторах) Если необх удалить 1 газ , торподувка воды газом, не сод-м десорбируем газа.По способу распрел-я воды и пара деаэраторы дел на :струйн, пленочн и барботажн.

Недостатки:необх-ть иметь устр-во для созд-я вакуума и отвода выпара,дополн энергозатраты.

Преим-ва:

1 возм-ть деаэрации при 313-343К

2Сокращ-е затрат пара на подогрев воды

В стр-ных деаэраторах эф-ть ниже,но < гидравл сопр-я.Основн режимн пар-ры работы:

1 т-рав воды в деаэраторе

2пар-ры выпара

Плен-й декарб-р-это колонна заполненная насадкой (кольца Рашига).Вода растекается тонкой пленкой по насадке,снизу под-ся воздух, кот выходит вместе с газом ч/з верхний патрубок.

Барбот-ный декарб-р-колонна с распределительным уст-вом в нижн ч-ти, в кот вводится воздух, барботирующий ч/з воду(прим-ся редко из-за необх-ти высок давл-я).На декарбон-цию сильно влияет знач-е рН, рН ↓, то конц-я СО2 повыш за счет разлож-я НСО3 и СО3.


Скачать файл (8092.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации