Размещение градирен на площадке

При размещении градирен на площадке пром пред н обеспечивать:

• беспрепятственное поступление и отвод воздуха;

• учет направления господствующих ветров в летний и зимний периоды;

• мин влияние на другие объекты (вынос капель и туманообразование, обмерзание вблизи расположенных зданий, ухуд экол обстановки);

• децентрализацию систем оборотного вод-ия с целью приближения градирен к потребителям воды и умен диаметров и прот-ти трубопроводов и каналов.

Правильное размещение градирен и выбор надлежащего расстояния между ними исключает попадание нагретого воздуха во входные окна других градирен, изменение микроклимата под влиянием теплоты и влаги, обеспечивает расчетные параметры работы охладителей. Число градирен в оборотном цикле желательно принимать минимальным. Обычно в одном узле размещают от 2 до 12 секций или отдельно стоящих градирен. Градирни цел-но блокировать с цирк НС, резер-отст, размещать градирни неб производительности на кровле зданий.

Мин расст от откр градирен до других охладителей - 30 м, от башенных и одновентиляторных- 20 - 40 м, от односекционных вентиляторных - в зависимости от площадки оросителя секции 10 - 40 м, до забора огр площадку 10 - 20 до внутризав дорого 15 - 20 м до дорог общего пользования 20 - 60 м. Мин расстояния между градирнями в одном ряду для открытых и вентил секционных - 3 м, башенных - полдиаметра, одновентил - две высоты входных окон.

 

60. Брызгальные бассейны

Брызгальные бассейны - открытый резервуар из двух или более секций, оборуд распред трубами и соплами (брызгалами), с помощью которых охлаждаемая вода разбр-ся над этим резервуаром. При падении капель вода охлаж и частично испаряется. Разбрызг сопла два основных типа: центробежные и щелевые.

В центр соплах вода проходит по спирали и разбрызгивание ее происходит под действием центробежных сил. Материалом для таких сопл служат ковкий чугун или пластмассы. Наиболее рациональны сопла без вкладышей, треб меньшего напора и в меньшей степени подвер засорению.

Щелевые сопла изг-ют из отрезков стал труб, на конце которых делают прорези в виде щелей. Обр-ся при этом зубцы отгибают к оси таким образом, чтобы получился конус, в вершине которого оставляется небольшое отверстие.

Сопла рас-ют на высоте 1,2-1,5 м над уровнем воды по одному или пучком по три-пять. Распред линии присоединяют к кол, который прок-ладывают вдоль одного из бортов бассейна.

В целях эффект продувания ветром брызг устройств их распред линии д размещаться параллельно направлению господствующих ветров, расстояние между крайними соплами не дпревышать 50 м. Глубину воды в брызгальном бассейне - 1,5-2,0 м. Бровка бассейна д возвышаться над уровнем воды на 0,3 м.Покрытие откосов и дна бас д предотвращать фил через них воды.Д - стоинствами брызг бассейнов явл срав-но неб стоимость и простота эксп.

Н: -невысокий эф охл, особенно при слабых ветрах; -большие площади тер, занимаемые бассейнами; большие площади увлаж окруж терр в связи с капельным уносом воды.

 

 

61. Водохранилища и пруды-охладители

Водохранилища-охладители устр-ся на водотоках, мощность которых невелика и не позволяет осущ охлаждение обор по прямоточной системе.

В этом случае на водотоке устр-ся плотина, благодаря чему поднимается уровень воды в водотоке и создается водохр с площадью зеркала воды, обеспеч охл треб кол-ва воды. Для орг-и движ цирк потока воды от выпуска до водозабора и создания требуемой площади активной зоны F _a часто устраиваются струенапр дамбы. Заполнение водой и последующая подпитка водохр осущ водой водотока

Схема водохранилища- и пруда-охладителя: а - водохр-охладитель; б - пруд-охладитель; 1 - водоток; 2 - плотина; 3 – водопр отверстия; 4 – струенаправ дамба; 5 - водозабор с насосной станцией; 6 - производственный водопотребитель; 7 - выпуск отработанной воды; 8 - канал охлажденной воды; 9 - подача воды на заполнение и подпитку; F_a - площадь активной зоны

Пруды-охладители - обычно полностью искус соор, создаваемые вне водотоков. Вся площадь пруда является активной зоной, участвующей в охлаждении воды.

Водохранилища- и пруды-охладители наиболее часто применяются для охлаждения незагряз воды в оборотных системах б произв-ти. Есть примеры использования этих сооружений и для охлаждения загрязненной воды (металлургическая промышленность). При этом осуществляется одновременно охлаждение и осветление циркуляционной воды, поэтому в таких соор д б предусмотрена возможность периодической очистки от накопившихся загр.

Водохранилища- и пруды-охладители требуют больших площадей и значительных капитальных затрат на их сооружение. Однако они просты в эксплуатации и мало энергозатратны, так как не требуется создания больших напоров на транспортирование воды

 

 

62. Потери воды в охладителях

Для систем обор вод-ия д составляться баланс воды, учит потери, необходимые сбросы и добавления воды в систему для компен убыли из нее.

Потери воды на пром пред склад из потерь на технолнужды, потери воды, связанные с обработкой воды на соор вод-ки оборотной воды, на сброс воды из системы (продувку системы. В охладителях потери воды бывают: • на фильтрацию; • на испарение; • на унос воды ветром.

Потери воды на фильтрацию. Эти потери учитываются только в прудах-охладителях и накопителях при водопроницаемых грунтах основания и ограждающих дамб. Потери воды на фильтрацию в брызгальных бассейнах и из водосборных резервуаров градирен в расчетах не учитываются.

Потери воды на испарение - в испар охладителях: брызгальных бассейнах, открытых градирнях, прудах-охладителях. В радиаторах охладителях эти потери отсутствуют. Потери воды на испарение, q _исп = K _исп∆ tq _охл, где K _исп — коэф, учит долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче,

При охлаждении продукта в теплообменных аппаратах оросительного типа потери воды на испарение следует увеличивать в 2 раза.

Потери воды на ест испар в водохранилищах-охладителях следует определять в соответствии с требованиями ТКП 17.10-27.

Потери воды на унос ветром. -в испарительных охладителях, брызгальных бассейнах, открытых градирнях и оросительных теплообменных аппаратах. В радиаторных градирнях они отсутствуют.

Потери воды на продувку систем непоср не относятся к потерям воды в охладителях и связаны с необх сброса части отраб воды и замены ее свежей водой для поддержания треб кач-ва воды в оборотном цикле. Чаще всего это связано с необходимостью поддержания требуемой карб жесткости воды для предотвробраз отлож накипи или других показателей кач-ва оборотной воды.

Потери воды на технические нужды - прежде всего унос ее с продуктами и отходами - определяемые технолог расчетами, явл безвозвратными. К безвозвр потерям относятся также расходы на полив полов, проездов и зел насаж.

 

 

63. Выбор типа охладителя

Выбор типа охладителя осущ на основании тех-экон сравнения вариантов. Тип охладителя принимают с учетом расч расхода воды, режима работы, условий его размещения, расч темп охлажденной воды t₂, перепада темп воды в системе Dt, глубины охлаждения Dt', техн треб к стаб и эф охлаждения, особенностей эксплуатации, хим состава воды и ее потерь на испарение и унос. След учит треб природоохр органов к работе охладителей (унос капельной влаги, выброс вредных веществ, паровой факел и шум).

При подборе типовых охл, например, градирен, недопустимо также завышение площади орошения, что кроме увел стоимости, знач усложняет экспл в зимний период из-за интенс обмерзания из-за недостат тепловой нагрузки.

Пруды-охладители. Пруды-охладители в течение большей части года обеспечивают мин тем-ру воды, но требуют б площадей для размещения, поэтому применение при наличии свободных малоценных земель

Брызгальные бассейны. - низкая стоимость и простота в экспл широко прим-ся для охл воды при невысоких треб к эф охлаждения. Они обладают весьма низкой охлаж СП-тью особенно в районах со слабыми ветрами. Потери воды в них больше, чем в градирнях. Располагают длинной стороной перпен направ ветров с учетом воз-ти образ тумана и обледсоседний соор и дорог.

Открытые градирни. - до 300 м3/ч, близки по параметрам к брызгальным бассейнам, м размещаться на крышах зданий. Н - низкий охл эф и его зависимость от атм факторов. Открытые кап до 1000 м3/ч с бол высок эф охл.

Башенные градирни. -при любых расходах.- небольшой унос воды ветром. Благодаря тяги воздуха, создаваемой башней, об-ют более выс и уст эф охл, чем брызг бассейны и открытые градирни. Н- сложность стр-тва и высокая стр-ая стоимость.

Вентиляторные градирни. - самый выс и самый уст эф охл воды. В летнее время могут давать тем ниже, чем в прудах-охладителях. Темп охл воды м рег путем изменения частоты оборотов вентил или откл вентил. Стр-ая стоимость их знач ниже, а стр-во проще, чем башенных градирен, Н - требует большого расхода элект энергии и более сложной эксп. -при любых расходах, там, где технолог процессы треб низкой и стаб тем-ры охл воды.

Радиаторные градирни. -высокоэф соор, - возможность макс сокращ потерь воды на ПП, так как потери воды в них на испарение и унос отсут. Кач-во охлаж воды не изменяется, как в испар градирнях, где наряду с минер вода загрязняется пылью и газами, содерж-я в воздухе. Н - высокая металлоемкость и знач б стоимость по сравнению с испар градирнями,в несколько раз большего расхода воздуха и имеют размеры превышающие, размеры испар градирен.

 

64. Эксплуатация охладителей оборотной воды

Экспл охл складывается из текущей экспл, периодических и кап ремонтов.

Пруды-охладители. При их эксплуатации м происходить изменения теплового режима вызванные, как условиями экспл, так и измен мощности пред. Н - зарастание их водной растит, что приводит к образованию застойных зон, нарушающих цирк воды, и ухудшает охлаж способность прудов. Задачи экспл - борьба с водной растит, удал ее при помощи лебедок с тросами, скашивания спец водными косилками или драгами, введением в обор воду или прямо в пруд-охладитель хим реактивов.

Периодически пруд очищают от наносов, производят берегоукр работы, на участках, подверженных размывкам, осущ другие профил меропр, поддерживающие надлежащее качество воды в пруде-охладителе, сохранность струенаправл дамб, систем выпуска и забора воды.

Брызгальные бассейны. - регулировании работы бассейна в зависимости от сезонов года и техн режима работы охл аппар.

При эксплуатации брызгальных бассейнов производят прочистку загряз сопел и их замену, замену и ремонт соплодержателей, распред труб и аппаратуры, периодическую очистку бассейна и ремонт стенок и днища,.

Периодически про-ся обработка воды с целью пред и уничт био обраст.

Эксплуатация градирен. - рег их работы с целью получения треб тем охл воды, уходу за обор-ем и стр конст-ми, борьбе с био обраст оросителей, очистке бассейнов градирен от отлож, проведению текущих и кап ремонтов.

Эффект работы -равномерного распред воды по всей пов-ти оросителя, что достигается рег нагрузки с помощью задвижек и шиберов распред устройств.

Рег охл эф вентил градирен - изменением режима работы вентиляторов. Нео-мо- период очистка от мех засорений и ремонту водораспред лотков, сопел и гидрав насадок, оросителя, водоуловителя, резервуаров, а также смазке вентил приводов и поддержания их в рабочем состоянии.

В наружной обшивке необходимо своевременно ликвидировать щели, снижающие тягу и явл причиной образования льда в зимний период.

Борьба с обмерзаниями градирен: • равномерным распред охлаж воды по периферии оросителя, примыкающей к входным окнам; • перераспред гид нагрузки между периферийной и центр частями оросителя с увел ее на периферии;• откл верхнего яруса распред системы (в открытых градирнях) с целью умен прод-ти охля;• перекрытием части воздухозаборных окон спец щитами; и др

В радиаторных градирнях:• откл части радиаторов для повыш тепловых нагрузок на работающие радиаторы;• умен скорости вращения вентилятора или его остановку;• умен притока воздуха путем закрытия радиаторов спец жалюзи;

• автоматподогрев охлаж воды при резком сниж тепловой нагрузки пониж тем или увеличении скорости ветра; и др

 

 

65. Испарительное охлаждение

Сущность - в испол скрытой теплоты парообразования. Охлаж вода подается к охлажд обор с температурой 30 ℃. В процессе охл она нагревается до кипения и отводится в виде пара. При этом каждый кг воды за счет скрытой теплоты парообразотводит 2160 кДж тепла. Кроме того, за счет нагрева воды от температуры 30 ℃ до температуры кипения еще расходуется 294 кДж/кг. В итоге при испар охл 1 кг воды отводит 2160 + 294 = 2424 кДж тепла. При водяном охлаждении и перепаде температур Δt = 10 ℃ 1 кг воды отводит 41,9 кДж тепла. При испар охл для отвода одного и того же количества тепла потребуется практически в 60 раз меньше воды.

Система испар охл - многократную цирк воды и испол образовавшегося пара в качестве теплоносителя с возвратом конденсата в цирк систему. Из-за высокой температуры система испар охл заполняется и подпитывается водой, освобожденной от солей жесткости и лишенной кор свойств.

Д- при изм тепл нагрузки происходит саморег процесса охл, расход воды по сравнению с сис вод охл умен в несколько десятков раз, срок службы охл элементов увел, искл прогар деталей, не треб примен охл устройств (градирен, прудов, брызгальных бассейнов), водоводов б диаметров и мощных НС.

Воздушное и воздушно-испарительное охлаждение замена воды на воздух потребует серьезного изменения конструкции охлаждаемого оборудования в связи с низкой теплоемкостью воздуха по сравнению с теплоемкостью воды. В то же время находят все большее применение для охл жидкого продукта аппараты воздушного охл (взамен водяного) на предприятиях нефтеперераб и хим пром-ти. Они расп-ся непосредственно в пределах технол уст-ки.

 

66. Водоснабжение тепловых электростанций

ТЭС вырабатывают до 80% всей потреб электроэнергии - крупными потребителями воды. ТЭС об-ся тепловыми установками, выраб элект энергию. Такие станции, обслуж заводы, группы П или города и снабжающие их не только электр, но также паром и горячей водой - теплоэлектроцентралями ТЭЦ-большая часть пара после турбин направляется в бойлеры-аппараты для приготов горячей воды, поступающей в сеть теплофикации и гор вод-ия. Основное кол-во воды на ТЭС исп для выработки пара и охл конд-ров паровых турбин, вода потребна охл в воздухе- и газоохладителях, исп для охл подшип и гидрозолоудал.

Производ водоснабжение ТЭС м осущ по прямоточной, оборотной или комбинированной системам. При оборотном вод-ии для охлаж воды обычно применяют градирни и в отдельных случаях - пруды-охладители, обеспеч достаточно низкую температуру охлаждения воды. Забор воды из ист для пополнения системы обор вод-ия с учетом обработки воды принимется - 2% от расхода охл воды. Потери воды в системе гидрозолоудаления - 20% и более расхода оборводы в этой сис. Вода пит кач-ва - на хозо-быт нужды станции, на химводоочистку (для подпитки сети теплофикации) и на горячее вод-ие.

Для мощных электрост кол-во охл воды, подаваемой в конд-ры паровых турбин достигает 1 млн. м³/ч. Системы противопож вод-ния ТЭС проектируются выс давл

 

 

67. Водоснаб нефтеперераб заводов, предприятий нефтехим и хим пром-ти.

На нефтеперераб заводах вода исп главным образом для охлаждения, конденсации и промывки готовой продукции. Основная масса воды до 90 - 95% на нефтеперераб и хим П расходуется на охл обор и конденсацию.

вода в основном расходуется на охлаждение продукта и сырья в закрытых теплообменных аппаратах, на охлаждение компрессоров, в незначительных количествах на кондиционирование воздуха, химводоочистку, периодическую промывку аппаратов и емкостей, а также во вспомогательных цехах. Система водоснабжения основных потребителей воды оборотная с градирнями, для мелких потребителей - прямоточная. Добавочная вода предварительно осветляется. Химически загрязненные сточные воды очищают совместно с бытовыми, а отдельные виды концентрированных стоков сжигаются.

На заводах резиновой промышленности вода расходуется на охлаждение различных машин и продукта. По технологическим требованиям производства используемая вода должна иметь различную температуру.

первой группы требуемая вода с температурой не выше 14°С охлаждается на холодильной станции, машины к-ой имеют свою систему обор вод-ия с градирнями.

второй группы требуется вода с температурой не более 16 - 18°С. Для них используется свежая вода и частично вода, отработавшая в первом цикле.

третьей группы подается вода с температурой до 20 - 25°С, а четвертой группы требуется умягченная вода. Система вод- оборотная с частичным использованием отработавшей воды для мойки изделий, оборудования, полов и на других операциях.

Первая система - обеспечивает водой установки, перерабатывающие тяжелые и легкие нефтепродукты. При этом вода загрязняется случайно попадающими нефтепрод в кол-ве до 100 мг/л. Удельный расход оборотной воды в системе составляет 45 - 50 м³ на 1 т перерабатываемой нефти.

Вторая система - водой установки в которых вода практически не загрязняется нефтепрод (сернокислотный цех, катал изаторная фабрика, установка разливки парафина, и др). Удельный расход воды во второй системе доходит до 40 м³/т.

Третья система - водой аппараты и установки, вода от которых загрязняется сероводородом и нефтепродуктами (установки АВТ, электрообессоливающие установки (ЭЛОУ), и др.). Отмывку нефти от серной кислоты и солей производят частично умягченной осветленной водой в водопромывочных колоннах, растворяющих их в противотоке. Расход отмывочной воды составляет 0,1-1 м³/т продукта.

Четвертая система - водой аппараты и установки цехов производства синтетических жирных кислот, вода от которых загрязняется жирными кислотами и парафином. Перед поступлением на градирни вода очищается в жироуловителях. Удельный расход воды в четвертой системе составляет около 1 м³/т.

68. Требования к качеству воды производственного назначения

В зависимости от целевого назнач используемой в произв процессах воды к ней предъявляются разл требования. Свойства воды определяются концентрацией отдельных примесей, совокупность которых определяет качество воды. Показателями качества воды являются:

1. Физические (температура, содержание вв" раствор газов, цветность, запах);

2. Химические (жесткость, щелочность, активная реакция, хлориды, сульфаты, окисляемость, сухой остаток и др.).

3. Био и бактериол (гидробионты, общее кол-во бактерий, коли-индекс и др.). Бактериологические - требуют особенно тщательного контроля при исп в промышленном вод-ии био очищенных и дочищенных быт сточных вод.

Пищевая про-сть. Пок-ли качества воды, исп для хоз-пит вод-ия, для нужд пищ пром-ти д соответствовать СанПиН 2.1.4.559-96 Питьевая вода. Отдельные произ-ва пищ пром-ти предъявляют доп треб по сод сульфатов, железа, марганца, солесод и реглам спец техн отрасл нормами и стан-ми.

Процессы охлаждения. Кач-во охл воды опр усл применения. Огран-ся макс тем-ра нагрева воды и содержание бикарбонатов кальция и магния, общая жесткость воды, содержание взв в, содержание железа, марганца и орг соед. Для предотв накипеобразв об сист при нагреве воды нормируется как карбонатная временная жесткость,, так и некарбонатная (постоянная) жесткость, обусл кальциевыми и магниевыми солями серной, соляной, азотной и кремниевой кислот. В охл воде - рН (6,5 - 8,5), ограничивается содержание сульфатов и хлоридов, при повышенном содержании которых вода становится агрессивной по отношению к бетону. Усиливаются также коррозионные свойства воды. Особую роль в охл воде играют раств-ые газы кислород, углекислота, сероводород, метан. Углекислота, кислород, сероводород-придают воде корроз свойства по отнош к металлам и бетонам. Присутствие в воде углекислоты сущ влияет на ее качество.

Разница между св и равновесной углекислотой определяет агрес углекислоту. По концентрации агрес углекислоты можно судить об агрессивности или стабильности воды по отношению к бетону или металлу.

Теплоэнергетика. - жесткие требования. При исп-и воды для нужд паросилового хозяйства -не д образовывать накипи, вызывать коррозию металла, вспениваться, приводить к загр пара и отложению разл примесей на лопатках турбин. в тепл-ке содсолей для целого ряда процессов доп-ся не более 10-15 мг/л, а сод солей жесткости в десятки и сотни раз м, чем для воды, исп при охл. Для котлов высокого давл не доп присутствие кремниевой кислоты, способ образованию плотных отложений накипи с низкой теплопроводностью. М поддерж в питательной воде н-ое мин сод щелочи -20 - 50 мг/л едкого натра.

Технологические процессы. Треб разнообразны, обусловлены спецификой производства знач более высокие треб к питьевой воде. Уст-ся спец ведомственными нормами.

 

69. Очистка воды от взвешенных веществ (отстаивание, фильтрация)

Отстаивание. широко применяются отстойники вертик, гориз, радиальные, обеспечивающие при относительно малых затратах средств и элект извлечение из воды основной массы взв веществ, и позволяющие возвратить в пр-во ценное сырье: жиры, нефтепродукты, волокно и др., обеспечить достаточную для дальнейшего исп в обор вод-и степень очистки воды. более компактные и эффективные тонкослойные отстойники различных типов: с горизонтальным, восходящим, нисходящим или радиальным движением воды в тонкослойных элементах. Для условий очистки воды с применением реагентов исп анал отстойники, оборудованные встроенными камерами хлопьеоб.

Для очистки воды от в вещ в системах пром вод-ия и водоот-я большой произв-ти разработаны тонкосл отстойники с радиальным течением жидкости в тонкослойных полочных элементах.Д- радиальных отстойников перед горизонтальными- в более простой и эффек системе удаления осадка обычными скребками или более производительными компактными скребками типа

Фильтрация - безнап откр и напо фильтры. Они м применяться для дооч воды после отстой или осветлсо взв осадком и как самост соор. В зав-ти от типа фильт слоя различают фильтры: зернистые, сетчатые, тканевые и намывные. Прим-ся скорые (5 - 15 м/ч) и сверхскорые (vф ≥ 15-25 м/ч) зернистые фильтры, а также сетчатые фильтры. Зернистые фильтры - на мелкозернистые (0,3 - 0,5 мм); среднезернистые (0,5 - 0,8 мм) и крупнозернистые (1-2 мм). Поддерживающие слои укладывают из крупного песка или гравия - 2 - 20мм. Мат-л - кварцевый песок, антрацит, керамзит, горелые породы; -плавающие загрузки -гранулированный пенополистирол, пенополеуретан, фторопласт и др. Обычно используется кварцевый песок и дробленый антрацит в крупнозерн с крупностью 0,8 - 1,8 мм и 1,5 - 2,5 мм. Высота слоя загрузки соответственно 1,5 - 2 м и 2,5 - 3 м, а скорость фильтрации v_ф = 10 - 12 м/ч и v_ф = 13 - 15 м/ч, Интенсивность промывки водой 6 - 8 л/ с.м и воздухом 15-25 л/с·м² с одновр подачей воды 3-4 л/с.м" в течение 5 мин. Кроме крупнозернистых фильтров для част осветления-конусные сетки, барабанные сетки (груб оч воды от взв вещ) и микрофильтры (защ соор для извлечения крупных плав загрязн в схемах с контак освет-ми), сетчатые самопромывающиеся.

Скорые безнап фильтры. - для доочистки воды после предвар очистки ее и как самост соор. -однослойные, многосл и каркасно-засыпные фильтры,

 

 

70. Сущность процесса и классификация применяемых методов дегазации.

Дегазация или деаэрация воды - это удаление из воды раствор в ней газов. Чаще всего приходится удалять из воды углекислоту СO₂, кислород О₂, сероводород H₂S и метан СН₄. Эти газы относятся к коррозионно-активным, способ или усил процессы коррозии металлов. Углекислота и сероводород коррозионны по отношению к бетону, сероводород ядовит и имеет неприятный запах, а метан взрывоопасен. Очень часто необходимо удалять из воды растворенный в ней кислород- коррозии металлов.

Газы попадают в исходную воду в результате растворения в ней воздуха, при некоторых процессах обработки воды (при катионитовом умяг воды и ионитовом обессол воды, обезжел и деманг подз бикарбонатных вод. Сероводород присутствует в некоторых подз ист вод-ия.

Существующие методы дегазации - физические и химические, основанные на применении химических реагентов. Для извл серовод - биохимический метод с испол окисл способности микроорганизмов.

Сущность физ методов дегазации заключается в следующем:

1. Вода, содержащая удал газ, парциальное давление которого в воздухе близко к нулю, приводится в соприкосн с воздухом, куда и переходит удал газ;

2. Создаются условия, при которых раств-сть газа в воде становится малой.

1 - для удаления своб углекислоты и сероводорода, парциальное давление которых в атм воздухе близко к нулю. 2 - для газов с большим парциальным давлением в атм воздухе, вследствие чего аэрацией их удалить нельзя. -воду доводят до кипения, тогда растворимость газов в ней падает до нуля.

Процесс термической дегазации состоит из нагрева деаэрируемой воды, диффузии раствор в воде газов и десорбции их. С увел тем-ры диффузионный процесс протекает быстрее..

 

 

71. Физические методы дегазации воды. Конструкции дегазаторов.

Для реализации физ методов дегазации воды - типов дегазаторов:

1. Пленочные с различного рода насадками, раб-щие по принципу противотока дегазируемой воды и воздуха подав вентил или пост-го за счет естест вентил;

2. Барботажные с подачей воздуха в воду через перфорированные воздухораспределительные трубы, пористые трубы, пористые пластины;

3. Пенные, основанные на десорбции газов воздухом из пенного слоя или слоев, создаваемых в рабочей зоне аппарата.

4. Вакуумно-эжекционные, основанные на десорбции газов за счет вакуума,;

5. Вакуумные, основанные на десорбции газов при создании вакуума в рабочей зоне аппарата.

Для глубокого удаления (СO₂), сероводорода (H₂S) и др. газов применяют пленочные дегазаторы, загруженные кольцами Рашига, керамическими или пластм кольцами для увеличения пов-ти контакта аэр воды и воздуха.

Дегазаторы барботажного -требуют знач эксплуат затрат и имеют офаниченную обл применения. пенного типа - разновид барботажных дегазаторов. - для удал углекислоты и экон при расходах до 100 м³/ч. Вакуумные дегазаторы - одновременного удал углекислоты (СO₂) и кислорода (О₂) или только кислорода. - выполняют стальными, круглыми в плане с корпусным днищем. Контак насадки внутри аппарата расп-ся на дырчатом листе. В термических деаэраторах большая часть газов выделяется в виде пузырьков, меньшая за счет диффузии и десорбции. Процесс интенсифицируется с увеличением температуры. В деаэраторах атмосферного типа (ДА) температура воды в баке около 104°С. Это осложняет подбор насосов из-за снижения их допустимой высоты всасывания и возможности появления кавитации. Для надежной работы насосов нужен подпор 6 - 8 м, что требует увел высоты помещения или вызывает необх размещения баков за пределами зданий.

Факторы, влияющие на работу термических деаэраторов:

· надежный нагрев воды до температуры кипения;

· хорошее распределения воды в дегазаторе;

· надежное и полное удаление выпара;

· исключение вторичной аэрации воды.

 

 

72. Химические способы дегазации воды.

Удаление агрес углекислоты в процессах стаб обработки воды при отриц индексе стабильности м б достигнуто реагентным методом с применением едкого натрия (NaOH), соды (Nа₂СО₃), извести (СаО), мела или мраморной крошки с содержащимся в ней СаСО₃. При этом происходят:

NaOH + CO₂=NaHCO₃; Na₂CO₃ +CO₂ + Н₂О = 2NaHCO₃;

СаО + 2СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂; СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂.

Доза реагентов опр-ся в зав-ти от треб технол эффекта обработки.

Удаление раствор кислорода осущ фил-ем через жел стружку, введением в обраб воду сульфита натрия (Na₂SO₃), тиосульфата натрия, сернистого газа (SO₂), гидразина N₂H₄ в виде гидразин гидрата (N₂Н₄·H₂O) или гидразин сульфата (N₂H₄·H₂SO₄). Процесс происходит:

· 4Fe + 3O₂ =2Fe₂O₃; 2Na₂SO₃ +O₂ = 2Na₂HCO₃; SO₂+H₂O = H₂SO₃;

· 2H₂SO₃+O₂ = 2H₂SO₄; N₂H₄+O₂ =N₂ ↑+2H₂O.

Доза реагента: Д_р = 1,1·β·С_к где β - теор расход реагента для удал 1 мг раст-гоО₂;

С_к - концентрация растворенного кислорода в исходной воде, мг/л.

Повыш тем-ры - увел скорости процесса и повыш его эф-ть. Хим методы удал О₂ - как корректир после дегазации более дешевыми физ способами. Знач реже обескислорож осущс железом. Железо-стружечные фильтры рассч на время контакта- зависит от тем-ры и д бне менее 25 мин. Скорость фил -25-100 м/ч, расход стружек - 5 кг на 1 кг удал О₂.

электронно-обменные (ЭО) и ионно-обменные (ЭИ) смолы. -их восстанов способность различна. Реген истощенных смол осуществляют 1-2% раствором сульфита или тиосульфита натрия. Конструкция фильтров =обычных водопроводных фильтров. Высота загрузки Н=2 м, скорость фильтрации - 20 м/ч.

Удаление сероводорода хим путем производится при его содержании в - до 10 мг/л. Применяются сильные окислители: хлор (Сl₂), гипохлорит натрия (NaClO), гипохлорит кальция (CaClO₂), озон (О₃), перекись водорода (Н₂О₂), перманганат калия (КМnО₄), кислород (O₂), двуокись марганца (МnО₂), а также железо.

При использовании в качестве реагентов хлора (Сl₂), озона (О₃) и кислорода (О₂) процесс описывается следующими химическими реакциями:

· H₂S + Cl₂=2HCI + S; H₂S + 4 · Сl₂ + 4 · Н₂О = H₂SO₄ + 8 · НС1;

· H₂S + O₃=S + H₂ + O₂; 3·H₂S + O₃ = 3·S + 3·H₂O;

· 3·H₂S + 4·O₃ = 3·H₂SO₄; 2·H₂S + O₂ = 2·S + O₂ = 2·S + H₂O;

 

 

73. Удаление из воды свободной углекислоты, сероводорода, метана.

Удал св углекислоты - декарбонизацией воды. Для удал св углекислоты применяются физ методы дегазации и аппараты и знач реже хим способы.

Содержание св углекислоты после Н-катионитовых фильтров: С_нач= 0,268·(Ж_к)³,

или более точно по зависимости: С = 44·Ж_к+С_исх, где Ж_к – карб жесткость исходной воды, мг·экв/л; С_исх - содержание св углекислоты в исх воде,.

Площадь попер сечения дегазатора определяется по расчетному расходу воды и плотности орошения насадки F_д = Q/qfгде Q - расход, м³/ч;

q_f- реком плотность орошения или удельная гид нагрузка, м³/м² ч; Сум площадь пов-ти насадки F = G/(K_ж·ΔС_ср)= Q·(С_вх - С_вых)/(1000·К_ж· ΔС_ср) где G – кол-во удаляемой углекислоты, кг/ч С_вх, С_вых - конц удаляемого газа на входе и на выходе,; К_ж - коэф десорбции, м/ч; ΔС_ср - ср движущая сила процесса десорбции.

Удаление серов. Сероводород - это ядовитый бесцветный газ с удельным весом 1,19, Запах сероводорода H₂S ощущается при содержании его в воде 0,2 - 1 мг/л. По европейским стандартам концентрация сероводорода в воде не должна превышать 0,05 мг/л. По отечественным требованиям допускается концентрация, придающая запах воде, ≤2 балла. Присутствие сероводорода в воде -коррозию труб и оборудования, соединения сероводорода, образуя гидросульфид кальция Ca(HS)₂, разр цемент, выводя из строя раструбные соединения труб и бет соор.

Физ методы удаления H₂S основаны:

- на создании условий, когда растворимость H₂S резко снижается и приближ к нулю, т.е. при нагреве или понижении давления в вак дегазаторах;

- на создании развитой пов-ти контакта обрабатываемой воды и воздуха, где парциальное давление сероводорода равно нулю, что осуществляется в дегазаторах с принуд и естест вентил (пленочные с насадками, струйно-пленочные контактные градирни, барботажные устройства).

При дегазации серовод вод частичное удаление сероводорода происходит и за счет хим окисления кислородом воздуха с образ серы 2·H₂S+O₂=2·S+2·H₂O.

Для очистки от сероводорода природных и сточных вод применяют:

- аэрацию с последующим хлор-ем; - комб метод (подкисление, аэрацию, хлорирование, подщелачивание, коагуляцию, фильтрование); - хим метод (окисление разл ок-ми: хлором, озоном, перман калия).; - биохим окисление в аэротенках, на аэрофильтрах и в биохим реакторах с послед хлор-ем и фил-ем.

Удаление метана из природных вод вызвано невозможностью их исп в произв и хоз-пит вод-ии из-за взрывоопасности метана СН₄. Для удаления метана - метод вакуумной дегазации с принуд насыщ воздухом, диоксидом углерода (углекислым газом) или азотом. При произв-ти до 16 тыс. м³/сут и сод метана - до 40 мг/л- насыщение воздухом 1:1. Рабочая жид для создания вакуума в дегазаторе -хлористый натрий,. Применяют вак дегазаторы с загрузкой из обрезков винипл труб. При про-ти б 10 тыс. м³ и сод метана б 40 мг/л -насыщ воды смесью углекислого газа с воздухом в соотношении 4:1 или азотом.