На водоумяг установках малой произв-сти с расходом соли мен 0,5 т/сут ее м хранить в сухом виде в неотапл складах и растворять в проточных солер-ях непосредственно перед регенерацией натрий-катионитового фильтра. Представляют собой метал цилинд резервуары с двумя полусферическими днищами), рассчитанные на рабочее давление до 0,6 МПа.

Количество солерастворителей принимается не менее двух.

28. Устройство и расчет реагентного хозяйства мокрого хранения соли для регенерации натрий-катионитовых фильтров.

П ри расходе соли свыше 0,5 т/сут,- мокрое хранение соли с последующим осветлением раствора, разбавлением и подачей на катион фильтры (рисунок 5).

1 – подача воды; 2 – бак постоянного уровня; 3 – резервуар хранилище поваренной соли; 4гравийно-песчаный осветлительный фильтр; 5 – слой соли; 6 – отвода раствора соли на регенерацию; 7 – эжектор; 8 – расходные баки соли

В рез-ах м хранения соли (вне здания, с заглублением в грунт), хранится р-ор соли концентрацией 25–26 % по NaCl. Для этого соль из трансп средств сгружается в резе-ар и заливается водой. Для ускорения - перемешивание воздухом, циркуляцию рассола или сочетают. Исп подогретую воду, - положительно на эффекте умягчения. осветления солевого раствора = фильтруют через открытые или напорные кварцевые фильтры Осветленный раствор или подается на смеситель, в котором он разбавляется водой до нужной для регенерации крепости (5–8 %) и затем в натрий-катионитовый фильтр, или собирается в бак из двух отделений, используемых в качестве мерников. В отделениях бака он разбавляется до требуемой концентрации, а затем подается в регенерируемый фильтр. Целесообразно подавать рассол в катионитовые фильтры эжектором, одновременно разбавляя его до нужной концентрации.

Объем баков, м³, для мокрого хранения соли

Необходимый объем баков, м³, для разбав раствора соли составляет ,

По величинам W1 и W2 подбираются бак-хранилище и растворный бак.

28. Определение объемов воды, затрачиваемой на регенерацию натрий-катионитовых фильтров.

Регенерация фильтров проводится в несколько стадий:

1) взрыхление слоя катионита;

2) спуск водяной подушки во избежание разбавления регенер раствора;

3) регенерация катионита фильтрованием регенерирующего раствора;

4) отмывка катионита.

Расход воды на промывку (взрыхление) катионитовой загрузк

Расход воды на отмывку кат загрузки от продуктов регенерации, , где – удельный расход отмывочной воды, м³ на 1 м³ загрузки,

Расход воды на приготовление раствора соли, м³, .

Расход осветленной воды на промывку солерастворителя, м³, ,

Общий объем воды, требуемый для проведения одной регенерации, м³,

, (3.21)

Сут расход воды, м³/сут, треб на регенерацию кат фильтров, ,

28. Схемы и оборудование для водород-катионирования.

28. Расчет и подбор оборудования водород-катионитных фильтров.

28. Технологичсский расчет водород-катионитных фильтров.

Объем катионита W_h (м³) в Н-катионитных фильтрах ,

где Ж_о - общая жесткость умягченной воды, г-экв/м³; п_р - число регенера­ций каждого фильтра в сутки, принимаемое от 1 до 3; - рабочая об­менная емкость Н-катионита, г-экв/м³; C_Na - концентрация в воде натрия, г-экв/м³.

Раб обменную емкость Н-катионита -

где α_Н - коэф эффект рег Н-катионита,; С_К - общее содержание в воде катионов кальция, магния, натрия и калия, г-экв/м³; q_уд - уде расход воды на отмывку катионита после рег, 4-5 м³ воды на 1 м³ катионита; Е_ПОЛН - паспортная полная обменная емкость катионита в нейтральной сре­де, г-экв/м³.

Площадь водород- и натрий-катионитовых фильтров (м³) определяется по:

, ,

где Н- высота слоя катионита, принимаемая от 2 до 2,5 м.

Потери напора, интенсивность взрыхления и скорость фильтрования для Н -катионитовых фильтров принимаются как для Na - катионитовых и расчет проводится по формулам. Число рабочих фильтров должно быть не менее 2-х. При количестве рабочих Н - катионитовых фильтров до шести число резервных 1, а при большем количестве-2. Резервные - катионитовые фильтры не устанавливаются.

28. Расчет режима регенерации водород-катионитных фильтров.

Число регенераций каждого Н-кат фильтра - ,

где Ж_ОСТ - остаточная жесткость воды, мг-экв/л; f_H- площадь фильтрования принятого стандартного фильтра, м² ; N_H - число рабочих фильтров.

Расход 100%-ной кислоты на 1 регенерацию Н-кат фильтра ,

где а_Н - удельный расход кислоты для регенерации катионита, зависящий от требуемой жесткости фильтрата и определяемый

Расход 100%-ной серной кислоты .

Расход технической серной кислоты , где С – сод продукта в технической серной кислоте, %.Расход воды /м³/ на отмывку катионита от продуктов реге , - уд расход воды на отмывку катионита.

При исп отмывочных вод на взрых фильтров qна одну рег .

q на одну регенерацию Н-катионитового фильтра без исп отмывочных вод на взрых Срч расход воды (м³/ч) на собнужды

Межрег период работы каждого Н-катионитового фильтра расчитывается по формуле ,где - число рег каждого фильтра в сут.; - время регН-кати фильтра, ч. Время регенерации ,где - время взрых фильтра, 20-30 мин; - время пропуска рег раствора через катионит; - время от­мывки катионита, мин.

28. Реагентное хозяйство для регенерации катионитовых фильтров.

Техническая соль, как правило, доставляется насыпью в вагонах полувагонах или грузовых автомобилях. При расчете размеров приемных ячеек и складских помещений следует учитывать ритмичность поставки, но не менее 30-ти суточного запаса [6].

Объем ячейки 2 для приема и хранения соли (м³) - , где W- количество соли, поставляемое на станцию за 1 раз, т.

Растворение соли должно осуществляться горячей водой до насыщения при циркуляции с помощью насосов

Для удаления взвеси и осветления раствора насыщенной поваренной соли применяют отстойники с конусообразным днищем с углом 60-70 для накапливания и удаления осадка и сборный желоб для удаления пены в специальную ячейку. Объем отстойника принимается равным сут расходу соли.

В случае применения для улучшения процесса осветления раствора соли коагуляции, флокуляции объем отстойников может быть уменьшен в 3-4 раза. После отстаивания насыщенный раствор подается насосами через фильтр в мерник, где доводится до рабочей крепости.

Фильтр для осветления насыщенного раствора соли расчитывают на пропуск расхода со скоростью 4-6 м/ч. В качестве фильтров солерастворителей могут применяться стандартные типа СР.

Р ис.2.26. Схема фильтра-солерастворителя типа СР:

1-вода; 2-солевой раствор; 3,4-взрыхляющая вода; 5-воздушник; 6 опорожнение; 7-отбор проб; 8-корпус; 9-фильтр загрузка; 10-нижнее днище; 11 -нижняя дрен тарелка с отверстиями 5 мм; 12-загрузочный люк.

Рис2.27.Схема приготовления и подачи раствора кислоты:

1-цистерна; 2-разгрузчик; 3-смотровой фонарь; 4-промежуточная емкость; 5-емкость для хранения; 6-мерники; 7-насос; 8-компрессор; 9-вакуум-насос

28. Параллельное водород-натрий-катионитное умягчение воды.

28. Последовательное водород-натрий-катионитное умягчение воды.

28. Процесс обессоливания воды ионным обменом.

Сущность - в последовательном прохождении воды через катионо- и анионообменные фильтры.

При прохождении воды через катионитовую загрузку в водород-форме происходят реакции с задержанием в фильтрующем слое катионов солей и образованием минеральных кислот и углекислого газа в фильтрате.

Н-кат-ая вода далее поступает на анионообменные фильтры в ОН-форме, где происходит сорбция анионов сильных кислот -[Ан]ОН + НCl = [Ан] Cl + H₂O 2[Ан]ОН + H₂SO₄ = [Ан]₂ SО₄ + 2Н₂О

После истощения емкости поглощения ионнообменные фильтры не­обходимо рег-ть. Н-катионитовые фильтры регенерируют 1-1,5%-ным раствором серной кислоты.

Анионитные фильтры реге-ют 4%-ным раствором кальцинированной соды или едкого натра, след реакции:[Ah]₂SO₄ + Na₂CO₃ = [Ан]₂СО₃ + Na₂ SO₄

[Ah]₂SO₄ + Na₂OH = [Ан]₂ОH+ Na₂ SO₄

После соответствующей отмывки загрузки от продуктов регенерации фильтры вновь включают в работу.

Катиониты, применяемые в техн обессол воды= при ее умягчении.

Аниониты подразделяют на слабоосновные и сильноосновные.

Слабоосновные аниониты способны обменивать свои активные группы на анионы сильных кислот и не способны к обмену ОН-ионов анионита на анионы солей, а также на анионы слабых.

слабоосновные аниониты работоспособны лишь в кислых средах и м осущ ионный обмен только с анионами сильных кислот (Cl-, SO₄^2-, NO^3-).

Сильноосновные (сильно диссоциирующие) аниониты с группой -NR₃OH вступают в обменные реакции с анионами как сильных, так и слабых кислот (например, HCO^3-, HSiO₃) в широкой области значений pH.

Сильнокислотные катиониты (например, КУ-2-8) осуществляют обмен ионов практически при любых значениях pH среды,

Слабокислотные функциональные группы в кислой среде практически остаются в недиссоциированном состоянии, что резко уменьшает способность карбоксильных катионитов (типа КБ) к ионному обмену в таких условиях, поэтому их рекомендуется применять при обработке растворов с pH ³ 7.

28. Технологические схемы обессоливания воды ионным обменом.

О бес воды ионным обменом осущ-тся по одно- двух- и трехступ схемам.

H₁ и Н₂ - водород-катионитный фильтр 1-й и 2-й ступени соответственно; OH₁ -анионитный фильтр 1-й ступени; Д - декарбонизатор.

При одноступенчатой схеме процесс осущ-ся последов фильтрованием через Н-кат-ый фильтр и слабоосновной анионит. Удаление двуокиси углерода производится в декарбонизаторе. Солесодержание воды обработанной по этой схеме не более 20 мг/л или удельная электропроводность 35-45 мкОм/см, содержание кремния не снимается.

В схеме на рис.4.1а, если в Н-кат-ом фильтре применяют сла­боосновной катионит- остановка на регенерацию проводится по проскоку жесткости, если сильноосновной катионит, то - по проскоку катионита натрия. Анионитный фильтр в ОН-форме - до проскока аниона хлора.

В схеме на рис.4.1б анионитный фильтр загружают слабоосновным анионитом в НСО^3- форме и образующуюся углекислоту удаляют в де­карбонизаторе.

В схеме на рис.4.1в Н-кат-ый фильтр 1-й ступени загружают слабокислотным катионитом. Н-катионитовый фильтр 2-й ступени загружают сильнокислотным катионитом и его фильтроцикл определяют до проскока катиона натрия. Анионитный фильтр загружают высокоосновным анионитом, поглощающим как анионы сильных, так и слабых кислот. Для удаления углекислоты пред-ся между Н-фильтром 2-й ступени и анионитным фильтром дегазатор.

Рис.4.2. Технологическая схема двухступенчатого обессоливания воды ионным обменом.

H_1пр-водород-катионитный фильтр предварительного умягчения; H_1ОС-водород-катионитный фильтр 1-й ступени для основного умягчения; А₂-анионитный фильтр 2-й ступени;

На рис.4.2а и 4.2б показаны варианты принципиальных схем глубо­кого ионитового обессоливания.

Н-катионитовый фильтр 1-й ступени на рис.4.2а загружают слабоки­слотным катионитом для удаления из воды катионов Са, Mg и Na . Анионитный фильтр 1-й ступени загружают слабоосновным анионитом в ОН-форме, который обеспечивает удаление из воды анионов сильных кислот SO₄^2-, Сl. Н-катионитный фильтр 2-й ступени загружают сильно­кислотным катионитом для задержки ионов натрия прошедших через 1-ю ступень Н-катионирования. В декарбонизаторе происходит удале­ние свободной углекислоты, образующейся в результате реакций в Н-фильтре 2-й ступени и ионов НСО₃, прошедших через ОН-фильтры 1-й ступени.

28. Применение водород - катионитных фильтров при обессоливании воды.

Для водород-кат-го фильтра 2-й ступени принимают: скорость фильтрования до 50м/ч; высоту слоя катионита - 1,5м; удельный расход 100%-ной серной кислоты -100 г на 1 г-экв поглощенных катио­нов; емкость поглощения сульфоугля - 200 г-экв/м³, катионита КУ-2-400-500 г-экв/м ; расход воды на отмывку катионита после регенерации - 10м³ на 1м³ катионита. Отмывку производят водой, прошедшей через анионитные фильтры 1 ступени.

Воду после отмывки катионитных фильтров 2-й ступени используют для взрыхления водород-катионитных фильтров 1-й ступени и приго­товления для них регенерационного раствора. Продолжительность реге­нерации и отмывки водород-катионитных фильтров 2-й ступени прини­мают 2,5-3 ч.

28. Применение анионитных фильтров при обессоливании воды.

Анионитные фильтры 1 ступени выпускают четырех типоразмеров: ФИПа1-2,0-0,6; ФИПа1-2,6-0,6; ФИПа1-3,0-0,6; ФИПа1-3,4-0,6 и они в конструктивном плане аналогичны водород- и натрий - фильтрам.

Площадь фильтрования анионитных фильтров 1-й ступени: где Q₁ – про-ть анионитных фильтров 1-й ступени, +собст нужды, м³/сут; п_р - число рег анионитных фильтров 1-й ступени в сутки, принимаемое 1-2; V₁ - расчетная скорость фильтрования, не менее 4 и не более 30 м/ч; Т₁- прод-сть работы каждого фильтра между регенерациями: где - общая прод-сть всех операций по рег фильтров, принимаемая 5 ч (взрыхление 0,25 ч, регенерация - 1,5 ч, отмывка анионита - 3-3,5 ч).

Объем анионита в фильтрах 1-й ступени: где С_о - суммарное содержание сульфатных, хлоридных и нитратных ионов в исходной воде, мг-экв/л; Е_р - рабочая обменная емкость анионита Действительная скорость фильтрования воды в фильтрах 1 -й ступе­ни: где f_А - площадь одного стандартного анионитного фильтра, м ; N_А- количество рабочих анионитных фильтров.

Объем анионита в анионитных фильтрах 2-й ступени:

где C_pSiO - содержание аниона SiO₃^2- в исходной воде, г-экв/м³; Е_pSiO - ра­бочая кремнеемкость анионита

28. Фильтры смешанного действия.

В качестве 3-ей ступени подготовки для получения сверхвысокого качества воды применяют фильтры смешанного действия (ФСД), загрузка - смеси высококислотного катионита и высокоосновного анионита.Различают ФСД: с внутр и с внеш рег-ми.

ФСД с внутр рег-ей - для глубокого обессол и обескрем расхода воды до 300 м³/ч. При больших расходах применяют ФСД с внешней регенерацией.

ФСД с внут рег - в подаче исходной воды через верхнее сборное распределительное устройство 2 и фильтровании через смесь катионита и анионита 5 с отводом обессоленной воды через нижнее сборно-распределительное устройство 4.

При истощении обменной емкости анионита и катионита, о которой судят по объему профильт воды, фильтр отключают на регенерацию.

Регенерацию проводят:

• через нижнее дрен-распред устройство 4 подается вода на взрыхление смеси ионитов со ск 10 м/ч;

• при регенерации через верхнее дрен-распред устройство 2 пропускается раствор щелочи, а 4-кислота, которые отводятся через 3, либо одно-но, либо посл-но;

• по линиям подачи рег-го раствора одновременно или раздельно проводится предварительная промывка раздельных слоев ионитов;

• производится переем-ие ионитов сж воздухом через 4 в течение 10-15 ми­нут;

• окончательная отмывка смеси ионитов сверху вниз со скоростью 8-10 м/ч до снижения концентрации натрия до 10 мкг/л и кремния до 20 мкг/л.

В ФСД с внешней рег ионитов исх вода подается через верхнее сборно-распред 5, фильтруется через смесь катионита и анионита 2, собирается 9 и обработанная вода отводится через трубопровод 8. Об истощении обменной емкости смеси ионита судят по качеству фильтрата, в котором содержание кремниевых соединений и катиона натрия не д превышать соответственно 10 и 5 мкг/л или повышения электропроводности до 0,3 мкSm/см.

Для регенерации истощенной смеси ее гидротранспортом через трубопровод 13 перегружают в фильтры выносной регенерации (ФВР), а после регенерации возвращают обратно по трубопроводу 6 в ФСД. Смесь дополнительно перемешивают сжатым воздухом, подаваемому по линии 10 через нижнее распределительное устройство 9. Затем по линии 7 через устройство 3 производят медленное заполнение корпуса фильтра водой и включают в работу.

28. Термическое обессоливание воды.

28. Одноступенчатые испарительные установки.

На рис.4.8 приведена схема одноступенчатой испарительной установки, работа

которой заключается в подаче исходной соленой воды насосом 4 в трубки конденсатора 3, где происходит ее первичный на­грев за счет тепла отдаваемого паром при конденсации дистиллята. Часть предварительно нагретой воды сбрасывается в сток, а часть по­ступает в испаритель 1, в который через нагревательный элемент 2 по­дается от внешнего источника тепло (обычно пар). Соленая вода в испа­рителе нагревается до кипения и образовавшиеся водяные пары идут в конденсатор 3. Для предотвращения уноса с паром капель из кипящего рассола в испарителе устраивают сепаратор 5.

Основным элементом дистилляционной обессоливающей установки является испаритель. Парообразование может происходить в грею­щей секции, как это показано на рис.4.10а или в вынесенной зоне кипе­ния, как на рис.4.10б.

Основным недостатком парообразования на поверхности греющего элемента является образование накипи, что ухудшает технологические параметры процесса. Поэтому при применении этих испарителей пред­варительно воду умягчают.

28. Испарительные установки мгновенного вскипания.

28. Обессоливание воды электродиализом.

28. Обессоливание воды методом обратного осмоса.

Обратным осмосом - процесс мембранного разделения, состоящий в преимущественном проникновении через полупроницаемую мембрану растворителя под действием давления, превышающего осмотическое давление раствора.

Для понимания процесса обратного осмоса традиционно рассматривают схему, приведенную на рис.4.16.

а - осмос; б - равновесие; в - обратный осмос.

Если в емкость, разделенную полупроницаемой перегородкой налить раствор (соленую воду) и растворитель (пресную воду), то со временем начнется самопроизвольный переход растворителя в раствор (положение а). Это явление называется осмосом. Через некоторое время наступит равновесие (б), при этом появится определенное избыточное давление , называемое осмотическим. Если со стороны раствора при­ложить давление, превышающее осмотическое, то начнет происходить перенос растворителя (воды) в обратном направлении и будет наблю­даться явление, названное обратным осмосом (в).

28. Технологические схемы обессоливания вод обратным осмосом.

П о способу соединения обратноосм аппаратов различают одно-двух и трехступ схемы. Схема одноступ установки В этом случае вода фильтруется через полупрон мембрану 1 раз и далее поступает в сборную емкость. Возможно, парал соединение групп аппаратов, где концентрат пред ступени является исх водой для последующей. обычно применяют при опреснении солоноватых вод или обессол вод гор водопроводо

Схема двухступенчатого обессиливания с возвратом части фильтрата в голову сооружений

П ри опреснении морских, океанских или обессоливании и концен­трировании высокоминерализ ст вод применяют двух- и трехступ технологические схемы,.По схеме на рис.2 фильтрат второй ступени возвращают в голову сооружений.

Д вухступенчатая схема обессиливания с возвратом концентрата 2-ой ступени

При соединении по схеме на рис.3 фильтрат первой ступени по ступает на доп обессоливание на аппараты второй ступени, а концентрат со второй ступени на разбавление исходной воды. применять при опреснении воды, где основной задачей ставится получение фильтрата, соответствующего стандарту на питьевую воду.

В тех случаях, когда ставится задача обессоливания с одновреме­ным требованием к составу концентрата возможна двухступенчатая технологическая схема с тремя группами аппаратов, на рис.4

В некоторых случаях требуемого состава фильтрата и концентрата можно достичь, лишь применяя трехступенчатую последовательную схему, на рис.5

28. Системы водяного охлаждения

В системах водяного охлаждения отвод тепла от оборудования и продукта - за счет собственного нагрева охлаждающей воды. В оборотных системах вод-ия для обеспечения теплового баланса нагретая вода подается в охладители, где она отдает тепло атм воздуху, охлаждается и после этого направляется потребителю. Охладители - основным элементом оборотной системы, от которого зависит эффект работы системы охлаждения техн оборудования.

По способу передачи тепла атм воздуху охладители - на испарительные (1 – водохранилища; 2 – брызгальные бассейны; 3 – открытые градирни; 4 – башенные градирни; 5 – вентиляторные градирни; 6 – эжекционные охладители) и поверхностные (7 – радиаторные башенные; 8 – радиаторные вентиляторные).

В исп охл передача тепла осуществляется при непосредственном контакте воды и воздуха. При этом часть воды испаряется, в результате чего отводится значительное количество тепла и происходит охлаждение воды.

В пов охл передача тепла от воды к воздуху - через перегородку. Вода проходит внутри трубок радиаторов, а охл-щий воздух омывает их ребристую поверхность, отводя тепло. разл кон-и радиаторных или "сухих" градирен

Д пов охл - отсутствие потерь воды и ее загрязнения. Н пов охл - меньший эффект охлаждения и большой расход воздуха. Д исп охл - позволяют произвести более глубокое охлаждение воды при меньших расходах воздуха. Н исп охл - б потери воды на испарение и капельный унос (1,5-2,0 %), загрязнение воды примесями воздуха, конце-ие солей в воде в рез-те испарения

Испарительные охл по способу подвода к ним воздуха -на открытые (водохранилища-охладители, брызгальные бассейны, открытые градирни. - движение воздуха относительно поверхности охлаждаемой воды обусловливается ветром и естественной конвекцией.), башенные (башенных градирнях - движение воздуха происходит в результате естественной тяги, создаваемой высокой вытяжной башней) и вентиляторные (принудительная подача воздуха с помощью нагнетательных или отсасывающих вентиляторов)

Радиаторные охладители, которые называют также сухими градирнями, по способу подвода к ним воздуха могут быть башенными или вентиляторными.

28. Классификация градирен

Градирни используются когда требуется устойчивое и глубокое охлаждение воды. Оно происходит воздухом в объеме специального оросителя. Характеризуются высокими кач и колич-ми показателями. Высокий эффект градирен опр-ся увел площади пов-ти и времени контакта воды с воздухом.

По способу подвода воздуха в ороситель градирни делятся:

1. Открытые (воздух поступает за счет продувки ветром и ест цир-и);

2. Башенные (воздух подводится за счет тяги, создаваемой башней).

3. Вентиляторные (искусственная тяга - вентилятором, уст на вх или вых).

По направ движения воздуха и охлаждению воды в оросителе:

1. противоточные (воздух навстречу воде); 2. Поперечноточные (воздух и вода перпендикулярно); 3. Поперечнопротивоточные (в центр части оросителя воды и воздуха противоточное, а по периферийной части оно поперечноточное).

По конст-и системы распределения воды по поверхности оросителя:

1. С трубчатыми напорными распределителями.

2. С лотковыми безнапорными распределителями.

По типу оросителя, предназначенного для увеличения поверхности соприкосновения воды и воздуха, градирни делятся на:

1. Капельные, - теплоотдача в основном происходит с поверхности капель;

2. Пленочные, - теплоотдача происходит с поверхности тонкой водяной пленки, образующейся на щитах оросителя.

3. Капельно-пленочные - теплоотдача происходит как с пов-ти водяных капель, и с пов водяной пленки.

Создание поверхности охлаждения в брызгальных градирнях осуществляется за счет разбрызгивания воды соплами.

радиаторные градирни- охлажденная вода отдает свое тепло проходящему через охладитель воздуху путем теплопередачи через стенку радиатора.

градирни имеют ряд общих элементов: водораспределительные системы, оросительные устройства, водоуловители, а также водосборные резервуары.

28. Водораспределительные устройства градирен

Водораспр ус-тво - технолог элемент градирни, который д обеспечивать равномерное распределение воды по оросителю с неб энергозатратами, не создавая ощутимых препятствий проходу и распределению потока воздуха.

В брызгальных и эжекторных градирнях параметры водораспр устройства - степень охлаждения воды. Диапазон размеров капель и пленок воды, создаваемых водораспределителем, должен способствовать уменьшению капельного уноса из градирни и не допускать образования водяных струй в оросителе. С этих позиций опимальный размер капель 2-3 мм в диаметре

в брызгальных градирнях конструкция и материал водораспр д б рассчитаны на пропуск воды с большим содержанием взв веществ.Водораспр устр градирен: разбрызгивающие, без разбрызгивания и подвижные.

Разбрызг подразделяются на безнапорные, - системы открытых желобов и лотков, и напорные, - из закрытых желобов или труб с соплами или разбрыз-ми, к которым вода подводится с напором

В градирнях м применяться трубчатые или лотковые системы распред воды. Нап трубчатые системы в сравнении с лотк безнап создают мен сопротив проходу воздуха, менее чувствительны к колеб расхода воды и проще в эксп-и.

за рубежом лотковые водораспред системы широко используются. Они экономичны по энергозатратам на подачу воды на градирни.

Трубчатые системы распределения - системам большого сопротивления, в которых разбрызгивающие сопла расп-ся с постоянным шагом (обычно 0,5-1 м). Равномерность распределения воды -за счет существенно большего сопротивления проходу воды в соплах. Схема трубопроводов в плане - форме поперечного сечения градирни. Гидр расчет - в определении диаметров магистр и распред труб при заданном напоре воды в начале системы, при которых обесп-тся равномерное распред расходов воды по трубам и через разбрызг сопла, при которых обеспечиваются один напоры воды перед соплами и не происходит засорение труб взв част.

Лотковые распределители - систему ж/б лотков, расположенных над оросителем, в дне которых имеются отверстия со вставленными в них фарфорили пласт патрубками - насадками. Вода, вытекающая из насадок в виде струй, падает на разбрызгивающие тарелки, дробится, образуя фонтаны брызг, достигающих поверхности оросителя. Расположение насадок должно обеспечивать равномерное распределение воды по площади оросителя.

Водоразбрызгивающие сопла. д обеспечивать развитый факел разбрызгивания воды с радиусом 1,5-2 м при 5-30 кПа и не подвергаться засорению при концентрации взв вещ-в в оборотной воде около 100— 150 мг/л в присутствии мех вкл. По принципу действия сопла разделяются на центробежные, струйновинтовые и ударные. При проектировании водораспред систем градирен сопла подбирают с учетом их пропускной способности, габаритов факелов разбрызгивания при располагаемом напоре воды и степени загрязненности оборотной воды

28. Оросители градирен

Оросители – конструк элемент градирни, определяющим ее охлаждающую способность. Конструкция д обеспечивать получение достаточной площади поверхности охлаждения при оптимальном аэродинам сопротивлении.

В зав-ти от характера преобладающей пов-ти охл-я оросители: пленочные, капельные (капельно-пленочные), комбинированные и брызгальные.

п леночные оросители - задержать на своей поверхности и, под воздействием силы гравитации, растянуть в тонкие пленки водные капельки, произведенные форсунками системы водораспред для очень эффект охлаждения, достигая тем самым большей площади для теплоотдачи и испарения. Деревянные оросит уст-ва пленочного типа - из прямоугольных брусков толщиной 8-13 мм и шириной до 100 мм. Из них изготавливаются щиты высотой 1,25-2,6 м и шириной до 2,5 м за счет крепления досок широкой гранью к двум-трем вертикальным рейкам с промежутками в 40-150 мм. Асбестоцементные пленочные - из стандартных плоских или волнистых листов. Асб листы в оросителе следует уст-ть преимущественно вертикально. Н-большая масса на единицу площади, , его концерогенные свойства и склонность к зарастанию поверхности листов солями карбоната кальция. Пластмассовые пленочные - конструкцию из разнонаправл пластин волнообразной формы с рифленой поверхностью, которая позволяет, улучшить тепло и массообм коэф.

Капельный ороситель состоит из большого числа деревянных реек треуголного или прямоуг сечения, расположенных горизонтальными ярусами. При падении капель воды с верхних реек на нижние образуются факелы мелких брызг, создающие большую поверхность соприкосновения с воздухом. Современные конструкции капельных оросителей выполняют из полимерных плоских решеток или штампованных сетчатых (перфорированных) элементов из полиэтилена. Д из полимер - 20 - 25 лет, а у дерев 10 – 15; компактны, просты в монтаже и легче асбестоцементных и деревянных

Капельно-пленочные оросители. -из дерева оросители состоят из двух или более частей друг над другом. конструкция кап и плен части не отличаются от обычных. -из пластмассовых сеток, сформированных в виде призм, гофролистов и др. Капельно-пленочные - лучшим эффектом охлаждения, чем капельные. можно увеличить гидравлическую нагрузку в 1 , 5 - 2 раза по сравнению с капельными оросителями.

Задача брызгательного оросителя - рассеять непрерывно падающую из форсунок системы водораспред воду на бесчисл мал капельки, с целю увел площади теплоотдачи и испар. Это орос ус-ва заполненные воздухонаправл щитами, предн-ми для улуч распределения воздушного потока. Щиты выполняются в виде спаренных блоков из досок, волнистых асбестоцементных листов или листового стеклопластика. Расстояние между щитами 0,4-0,5 м.

28. Водоуловители градирен

Водоуловителями оборудуются башенные и вентил градирни, имеющие повыш тягу воздуха. Предназначены для снижения выноса с охлаждающим воздухом капель влаги из градирен. Работающая градирня выбрасывает в атм воздух, насыщ водяными парами с размерами капель воды 100 - 500 мкм.

Установка водоуловителей над водораспред значительно умен вынос воды.

Потери воды на испарение при охлаждении где - коэф, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче,

Принц раб - осаждения летящих вверх капелек воды на препятствии за счет действующих грав сил и инерционных сил, возникающих при отклонении воздушного потока для огибания этого препятствия. В кач-ве препятствия используются дерев, асбестоц или пластм дощечки, планки, лопатки, соты (каналы) разл конфигурации, располагаемые в 1 - 3 ряда, а также волокна сеток.

Водоуловитель – доп аэрод сопротивление, величина которого зависит от его конст-и, степени стеснения живого сечения, наклона лопаток и мат-ла, их формы, ряда других факторов. Установка водоуловителей влияет на формирование воздушного потока в градирне и работу вентил. При выборе водоуловителя -каждому из них присущи свои д и н. Они различаются материалом, схемой сборки блоков, механической прочностью, значением аэрод сопротив проходу воздуха, эффективностью водоулавливания.

28. Открытые градирни

В открытых градирнях движ воздуха обусловлено ветром и естественной конвекцией. Малоэф градирни, допускающие гидравлическую нагрузку до 4,0 м³/ч и тепловую нагрузку до 50 кВт/ч на 1 м² площади в плане.

О ни по сравнению с другими типами градирен наиболее просты и близки к брызгальным бассейнам по своим кач-ым и кол-ым хар-кам. Бывают брызгальными и капельными. (капельный ороситель).

Откр брызг – неб вытянутый в плане брызгальный бассейн, огражденный со всех сторон жалюзийными решетками 3 (водоулов и препятс выносу брызг за пределы градирни).

Разбрызг сопла 2 направлены вниз и располагаются на высоте 4 - 5 м над уровнем воды в резервуаре. Резервуар 4 оборудуется переливной и грязевой линиями. Градирни имеют ширину до 4 м и длину до 20 - 30 м.

Открытые капельные - оборудуются распредв виде лотков с гидрав насадками и отражательными тарелками или сопел и оросителями кап типа из деревбрусков, что обеспечивает лучшие условия для охлаждения воды.

В практике применяются открытые градирни с разбрызгиванием воды в двух уровнях: верхний распределитель работает в зимний период, а нижний - в летний период.

Применяются открытые градирни в оборотных системах водоснабжения небольшой производительности при невысоких требованиях к температуре охлажденной воды.

28. Башенные градирни

Имеют вытяжную башню для создания естест тяги воздуха и м б прямоуг, круг и многоугол в плане. в виде монолж/б конструкции или каркасно-обшивной. К конструкции башни – повыш треб по условиям уст-ти, внутр аэрод, матер, которые с внутр стороны-под воздействием влажного теплого воздуха, а с наружной - воздействием морозного воздуха. Бетон для соор башни д б плотным, морозостойким. Внут пов-сть ж/б башни покрывается гидроиз.

Каркас обшивных градирен обычно выполняется из стальных элементов на сварке. Обшивка из дерев щитов, асбестоц, полим или алюмплоских или волнистых листов. Дерев конструкции пропитываются антисептиком, а асбестоцементные листы парафино-стеариновыми эмульсиями. Каркас защищают от коррозии покраской или нанесением спец эмалевых защитных покрытий. Листовой алюминий применяется коррозионно-устойчивый.

Обшивка градирен д б плотной, искл подсос воздуха. Воздухозаборные окна градирни -между опорами башни по всему ее параметру. Сум площадь входных окон - 35 - 45% площ градирни в плане. Для ум аэрод сопрот над вх окнами монтируется воздухонаправ козырек. Окна обор поворотными щитами для изменения расхода поступающего воздуха с целью поддержания треб тем режима. Водосборный резервуар градирни обычно выполняется из ж/б с соот гидроизоляцией, оборудуется переливными и грязевыми выпусками

28. Вентиляторные градирни

По конст-и вентил градирни- односекционными и многосекционными. Многосекц градирни состоят из 2 - 6 стандартных прямоуг или квадр в плане секций площадью до 200 м² каждая. Односекц градирни имеют площадь оросителя более 400 м² , применяются при б расходах (> 10 000 м3/ч) и устр-ся круг, квадр или многоуг в плане. По сп подачи воздуха - нагнетательными и отсасывающими. В нагн- вентилятор располагается до оросителя, а в отсас - после него на выходе воздуха из градирни (лопасти отсас вентил, расположенные в потоке теплого воздуха не обмерзают в зимний период, более равномерное распред воздуха по попер сечению градирни, возможно умен числа вентил и применение вентил с большим диам рабочего колеса).

Рег-ие работы вентиляторов осущ-ся изменением числа оборотов. Они имеют стальной или ж/б каркас обшитый деревом, асб листом, металлом или стеклопласт. В верх части корпуса градирни - неб вытяжная башня-дефлектор в виде конически расширяющегося насадка. Вентиляторные градирни оборудуются водоул различного типа для умен выноса капельной влаги. Вода к распред устройству трубч или лотк типа подводится боковым или центр стояком. В градирнях - брызгальные, капельные, пленочные и капельно-пленочные оросители с противоточным движ воздуха в них. Многосекц градирни малой произв-ти (до 800 м3/ч) могут располагаться на кровле этих зданий. Градирни оборудуются спецподдоном глубиной 100 - 150 мм для сбора охлажденной воды. Градирни м - вне помещений, внутри помещений-воздух необходимо выводить наружу.д б организована подпитка свежей воды из расчета 2—4 % от количества циркулирующей. Подпитку - в поддон аппарата, автоматизируя этот процесс по уровню в поддоне с помощью попл устройства. Периодически - полную замену оборотной воды на свежую для удаления накапливающихся солей

28. Эжеционные градирни

разбрызгивание воды осущ форсунками при давлении 0,33 - 0,4 МПа. При движении капельного потока со скоростью до 20 м/с он увлекает (эжектирует) за собой атм воздух, образуя газожидкостный факел распыла. В них нет оросителей и не требуется вентирятора. Хар-тся повышенным уносом капельной влаги - более 1,5% расхода охлаждаемой воды.

Г идравл нагрузка для вентиляторных градирен выше, чем у башенных и составляет обычно 6 - 8 м³/м²-ч. Ветиляторные градирни могут охлаждать воду до более низких температур, чем башенные градирни, не охлаждая ее до теоретического предела всего лишь на 4 - 5°С. При одинаковом эффекте охл они требуют меньшей площади по сравнению с другими охладителями.

а – с неподвиж сетками (1); б – со свободно подвеш нитями или лентами (2)

28. Радиаторные градирни

могут быть башенными и вентиляторными. Охлаждаемая в них вода не имеет контакта с воздухом, водоуловитель в них не устраивается, а потери на испарение и унос отсутствуют. Основным элементом градирни - система радиаторов изготовленных из стали, алюминия или медноалюминиевых сплавов скомпанованных в несколько секций, через которые проходит охлаждающий воздух.

Радиаторы представляют собой трубки с насаженными на них штампованными ребрами для создания развитой пов-ти охлаж, или специальные канальные радиаторы.

Низкая теплоемкость воздуха и низкие коэф теплоотдачи от воды к воздуху через стенку радиатора, требуют значительного кол-ва его для кач-го охлаждения. Применяется орошение наружной поверхности радиаторов водой, что повышает охлаждающий эффект и несколько снижает температуру охлажденной воды.

Н - невысокий эффект охлаждения; высокие температуры охлажденной воды (всегда выше температуры воздуха, измеренной сухим термометром); большой расход воздуха (в пять раз больше, чем в испарительных градирнях) и соответственно большие энергозатраты; большую стоимость в связи с использованием дорогостоящих цветных металлов для изготовления радиаторов.

28. Гибридные градирни

Гибридные градирни - это комбинир соор, в которых совмещены процессы тепломассообмена, присущие испарительным и сухим (радиаторным) градирням. Тяга воздуха может создаваться вытяжной башней, вентилятором или совместно башней и несколькими вентиляторами, размещенными по периметру башни в ее нижней части.

Технол и тех-экон показатели таких градирен выше, чем у радиаторных, но уступают испар. Безвозвратные потери воды в них значительно ниже в сравнении с испар и они м работать без видимого парового факела, что улучшает эколог условия на окружающей территории.

П о охл способности гибридные градирни превосходят сухие, но уступают испар градирням. Гибридные градирни более сложны при проектировании и стр-ве, требуют повыш внимания и обслуж при эксп не только самих градирен, но и системы водооборота в целом. При недостаточно качественной оборотной воде на стенках внутри труб радиаторов образуются солевые отложения, а оребрения труб загрязняются пылью входящего воздуха, что приводит к резкому возрастанию теплового сопр. Это вызывает нарушение расч режимов работы сухой и испарчастей, а также аварийные ситуации в зимнее время

1 – вытяжная башня; 2 – охладительные дельты с жалюзи; 3 – циркуляционные водоводы сухой части; 4 – горизонтальное перекрытие; 5 – водосборный бассейн; 6 – циркуляционные водоводы испарительной части; 7 – железобетонный стояк; 8 – водораспределительная система; 9 – блоки оросителей; 10 – водоуловитель; 11 – воздухозаборные окна испарительной части; 12 – несущий опорный каркас; 13 – сухой нагретый воздух; 14 – насыщенный нагретый воздух.

28. 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.

28. 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.

28. 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

28. 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.

28. 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 t, глубины охлаждения t', 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.

28. 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

28. 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 требпримен 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.

28. 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

28. 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.

28. 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.

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

О тстаивание. 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,

28. 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..

28. 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.

28. 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;

28. 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.

74.Причины и виды зарастания труб и оборудования. Понятие о стаб воды.

Появление отложений связано со свойствами воды, ее химическим составом, эффект и качеством предварительной обработки. От того, в каких формах и в каких конц присут соединения углекислоты в воде, зависит выбор метода и режима подготовки воды.

В природных водах углекислота м содержаться формах: - в виде свобуглекислоты, т.е. СО₂; - недиссоциированных молекул Н₂СО₃; - бикарбонатных ионов HCO^-; - карбонатных ионов СО_32-.

при рН ≤ 4 - находится в форме свободной СО₂. При увеличении рН до 8,3 содержание своб углекислоты умен почти до нуля, тогда как содержание бикарб ионов возрастает от нуля до максимума. В диапазоне рН = 8,3 - 8,4 содержание ионов HCO₃^- достигает 98% общего кол-ва соединений угольной кислоты, (СО₂ + СО₃^2-) приходится около 2%. При дальнейшем пов рН содержание ионов HСО₃^- в воде увел за счет уменьшения содержания ионов HCOJ. Своб углекислота при рН > 8,4 практически отсутствует.

Отложнеия на стенках труб и оборудовании могут быть:

• сплошные, равномерно уменьшающие живое сечение (пересыщ карб Са.);

• бугристые, возникающие в виде отдельных выступов(железобактерии);

• донные, образующиеся в нижней части труб, каналов и технологического оборудования (недост очистки воды от грубой взвеси и малых скоростей движ воды, рез-ом выпадения, упл и цем-ия трансп водой продуктов кор при умен q.

Воду не способ ни одному из этих процессов м назвать стабильной.

Применяются 2 метода опредстабильности воды:

экспериментальный (основан на увел щелочности воды при взаим св углекислоты СO₂ с карбонатом кальция СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂.), Показатель стабильности воды находят из выражения С = М₂/М₁=рН₂/рН₁

При С = 1 вода стабильна; при С < 1 вода агрессивна; при С > 1 вода способна к отложению карбоната кальция.

расчетный (основан на опред индекса насыщения воды карб кальция (индекса Ланжелье) J = pH-pHs^∨, где рН - действит величина рН воды; pH s^∨ - величина рН воды, соответствующая равновесному насыщению воды карбонатом кальция- при котором вода, содержащая ионы Са²⁺ и НСО₃^- находится в состоянии углекислотного равновесия.

При рН > pH s^∨ (J > 0) - карбонатных отложений; при рН < pH s^∨ (J < 0) вода агрессивна -коррозию металлов; при рН = pH s^∨ (J = 0) вода стабильна.

75. Стабилизационная обработка воды для предотвращения коррозии.

Для защиты от коррозии систем произв вод-ия стаб обработка воды -при отриц индексе насыщения менее 0,3 более трех месяцев в году. Применяют:

• подщелач известью, едким натром или содой (сода прим-ся при достат содержании ионов кальция для образования защитной пленки СаСОз);

• фильтрование через мраморную крошку (СаСО₃), полуобоженный доломит - магномассу (СаСО₃·MgO) или обоженный магнезит (MgO);

• удаление оксида углерода аэрированием.

Щелочные реагенты подают перед втор хлор-ем воды и поступее в Р Ч В или, если это не мешает процессу очистки и стаб воды, до отстаивания или фильтров.

При этом происходят следующие реакции:

Na₂СО₃ + СО₂ + Н₂О → 2 NaHCO₃ СаО = 2СО₂ + Н₂О → Са(НСО₃)₂

Доза извести - Д_н = 28 β_нК₁Щ, где Д_н - доза извести, мг/л, в расчете на СаО;

β_н - коэф, определяемый по номограмме рис. в зав-ти от рН воды и индекса насыщения J; K_t - коэф, зависящий от температуры воды: при t = 20°С - Щ - щелочность воды до стабобработки, мг-экв/л,

Дозу соды в расчете на Na₂CO₃, мг/л, принимают в 3 - 3,5 раза больше дозы извести в расчете на СаО, мг/л.

При стаб-и воды методом фильтрации Высота загрузки -до 2 м, скорость фили зав от тем-ры, щелоч воды и конц агрес углекислоты -v_ф ≤ 10-20 м/ч. Промыв с интенс 15 л/с-м² в течение 10-15 мин или водовоздушная промыв с интенс подачи воздуха 20 - 25 л/с-м² в течение 5 мин, а затем водой с интенс 3 -4 л/с·м² в течение 2-3 мин. В обраб воде огран содержание железа до 0,5 мг/л, приводящее при больших концентрациях к цементированию зерен загрузки.

Стабилизация воды при ( - ) индексе насыщения м б достигнута удалением из нее изб углекислоты дегазацией с применением разл типов дегазаторов.

Агрессивность воды возрастает при увел ее солесод, сульфатов и хлоридов, снижении карб жесткости воды Ж_к < 2,5 мг-экв/л и рН < 6, при увел содержания кислорода более 6 мг/л и биологических обрастаниях.

другие приемы:

• нанесение разл защ покрытий с исп традиционно применяемых для этого материалов (защитные лаки, эмали, окрашивание поверхности и др.), применение катодной защиты и т.п.;

• введение ингибиторов;

• введение фосфатов, образующих защ пленки на катодных и анодных участках пов-ти металла и тормозящих коррозионный процесс;

• введение извести для создания и поддержания защитной пленки СаСО₃;

• применение магнитной, ультразвук и других физ методов обработки воды.

75. Стабилизационная обработка воды для предотвращения отложений карбоната кальция.

При (+) индексе насыщ для предупр зарастания труб и оборудования карбонатом кальция воду стабилизируют подкислением серной или соляной кислотой, гексаметофосфатом или триполифосфатом натрия. При подкислении понижается содержание в воде гидрокарбонатов и увеличивается концентрация оксида углерода, Са(НСO₃)₂ + H₂SO₄/ HCl= CaSO_4/ CaCl₂+ 2CO₂ + 2H₂O,

что препятствует образованию карбоната кальция и зарастанию трубопроводов. Подкисление осущ разбав-ми растворами кислот. Обор реагентного хозяйства д б кислотостойким. Доза кислоты Д_кис, мг/л, -Д_кис = 100 α_кис Щ е_кис / С_кис

где α_кис - коэф, опред по номограмме; Щ - щелочность воды до стаб обработки,; е_кис - эквив масса кислоты,; С_кис - сод акти части в товарной кислоте, %.

Доза гексаметафосфата или триполифосфата натрия (в расчете на P₂O₅) принимается для хозяйственно-питьевых водопроводов - не более 2,5 мг/л (3,5 мг/л в расчете на РО₄) для производственных водопроводов -до 4 мг/л.

Особо важное значение имеет стабобработка воды для предотвр карб отложений в оборотных системах водяного охлаждения. Специфический водный и тепловой режимы систем обор вод-ия сущ-о влияют на интенс отложений.

При проектировании пром водопроводов вопросы обработки воды для предупреждения коррозии и зарастания труб и оборудования требуют тщательной проработки- сущ влияют на технико-эконом эффект и надежность работы технолог обори П в целом.

75. Обработка охлаждающей воды в оборотных системах водоснабжения

Задачи: как удаление из воды взвешенных веществ; предотвращение карбонатных и сульфатных отложений; борьба с развитием водорослей и био обрастанием охлаж устройств и оборудования.

Взв вещ в систему обор вод-ия поступают с воздухом в охладителях, с добавочной водой -виде продуктов коррозии, био обраст и др. М привести к образ тложении в теплообм аппаратах, труб и снижению коэф теплоотдачи.

Методы - продувка системы(вода еще необходима для поддер в обор системе конц раств-ых солей на треб уровне), осветление добавочной и оборотной воды.

В зав-ти от мощности системы, количества вносимых примесей и способа очистки на осветление м подаваться весь поток воды (небольшие системы) либо его часть (мощные системы). Так как из системы обор вод-ия необходимо выводить грубодисперсные примеси, то для очистки - сетчатые фильтры

Знач часть примесей образуется и накапливается ,в резервуарах градирен явлпо сути своей отстойниками. Чистка резервуаров осуществляется, как правило, вручную в период выкл градирен из работы. Для улуч усл экспл - применять градирни с резервуарами-отстойниками

Сущ влияние на эффек охлаждения оборудования оказывают отложения солей в теплообменных аппаратах. В знач степени отложения обусл выпадением карбоната кальция в результате нарушения углекисл равновесия в воде. Для предотвращения отложений в системах применяются подкисление, рекарбонизация, фосфатирование, комбинированная фосфатно-кислотная обработка и умягчение подпиточной воды.

Для борьбы с развитием био обрастаний - хлорирование воды. Дозу хлора определяют в зависимости от хлоропоглощаемости оборотной воды с таким расчетом, чтобы конц остаточного хлора на выходе из самого удаленного теплообменного аппарата составляла 1-1,5 г/м³. Прод-ть хлор-ия принимается 30-60 мин, периодичность обработки -2-6 раз в сутки.

Для борьбы с цветением воды в водохранилищах- и прудах-охладителях, наблюдающемся в летние месяцы года, применяется обработка воды медным купоросом. Доза реагента по иону меди составляет 0,1-0,5 г/м³