АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Полное описание процессов, происходящих на ВПУ

Читайте также:
  1. III. Описание мнении (doxography)
  2. а затем полное обоснованное решение и ответ
  3. А) Аутентичность - полное осознание настоящего момента, выбор способа жизни в данный момент, принятие ответственности за свой выбор
  4. А. Общее описание
  5. А. Общее описание
  6. А. Общее описание
  7. Библиографическое описание
  8. Динамическое описание систем
  9. Кинематика (описание движений)
  10. Класс A1 - В общем верификация означает подтверждение того, что описание проекта полностью соответствует спецификации (техническому заданию) проектируемой системы.
  11. Константа Описание Примеры
  12. Краткое описание алгоритма решения задачи

 

В настоящее время в теплоэнергетике в качестве исходной воды используется вода поверхностных источников, которая содержит значительное количество примесей в разнообразных формах. Требования к ВПУ – обеспечить высокоэффективную очистку воды при соблюдении экономичности схемы.

Предварительная стадия очистки позволяет избавиться от основных видов примесей при полном отсутствии сточных вод. На стадии предочистки вода освобождается от грубых, коллоидных, частично молекулярных примесей. Кроме того, снижается её щёлочность, происходит частичная дегазация. Качественная предочистка позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели ВПУ в целом.

На стадии предочистки используются в основном методы осаждения, при применении которых примеси выделяются из воды в виде осадка. Данные методы обработки относятся к реагентным, так как в воду дозируют специальные химические реагенты. Обычно эти процессы совмещены и проводятся в осветлителе. В данной схеме предочистка на ВПУ проводится коагуляцией FeSO4 с известкованием Ca(OH)2.

Коагуляция – физико-химический процесс укрупнения коллоидных частиц за счет их слипания под действием молекулярных сил притяжения в результате введения в воду коагулянта. Коллоидные частицы имеют весьма маленькие размеры, поэтому участвуют в броуновском движении, обладаю высокой скоростью диффузии, а это способствует их выравниванию по объему воды. Мелкие коллоидные частицы не способны к укрупнению, так как имеют одноименный заряд, и такая частица окружена двойным слоем ионов, включая потенциалообразующие ионы и противоионы. В результате броуновского движения частица приобретает чаще всего отрицательный заряд. Чтобы укрупнить коллоидные частицы, в обрабатываемую воду необходимо ввести реагент, имеющий положительный потенциал. Такие вещества называют коагулянтами. В данной схеме ВПУ используется коагулянт FeSO4. Введение флокулянта (полиакриламид – ПАА), вещества, ускоряющего процессы образования хлопьев, но не замедляющего коагулянта, способствует более качественной предочистке.

В данной схеме применяется известкование, так как Жк >2мк-экв/кг, для удаления из воды СО2, снижения щелочности (или карбонатной жесткости); происходит удаление взвешенных и коллоидных примесей, а так же соединений Fe, Al, Si. При известковании воды происходит следующие процессы: прежде всего из воды удаляется свободная углекислота, и образуется трудно растворимое, выпадающее в осадок, соединение – углекислый кальций СаСО 3.

 

СО2+Са(ОН)2=СаСО32О

 

Образуется осадок карбоната кальция:

 

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3¯+H2O Са2++СО2–3=СаСО3.

 

Ионы магния, взаимодействуя с гидроксильными ионами, выпадают в осадок:

 

MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2¯+CaCl2 Мg2++2OH=Мg(OH)2

 

При введении извести в большом количестве чем это необходимо для связывания свободной СО2, бикарбонаты НСО3, переходят в карбонаты СО2–3.

 

ОН+НСО3=СО2–32О.

 

Остаточная жесткость, достигаемая в процессе известкования . Коагуляция FeSO4 совместно с известкованием производится в осветлителе при t =30-40 °C и оптимальной дозе коагулянта . Первоначально организуется активное перемешивание коагулянта с исходной водой в течении 10 мин., а затем процесс должен протекать в спокойной гидродинамической обстановке, для него в осветлителе предусматривается специальные успокоительные короба. Процесс коагуляции имеет две стадии (скрытую и явную). На первой стадии происходит формирование микрохлопьев Fe(OH)3¯. На второй стадии образуются флокулы – крупные хлопья 1-3 мм., которые сорбируют на своей поверхности мельчайшие коллоидные частицы, т.е. происходит окончательная очистка воды. Реакция гидролиза сернокислого железа будет происходить в два этапа:

 

FeSO42О=Fe(OH)22О, рН=8-10,5

4Fe(OH)22+2Н2О=4Fе(ОН)3¯.

 

После осветлителей вода направляется в осветлительные фильтры, где окончательно осветляется. ОФ загружаются пористым дробленым материалом. Фильтрование воды через слой сернистой загрузки происходит под действием разности давлений на входе в зернистый слой и на выходе из него. Данный перепад давлений зависит от скорости фильтрования, вязкости, диаметра фильтра, высоты загрузки. В процессе фильтрования на загрузке взвешенные вещества, что приводит к увеличению разности давлений. По достижению некоторой предельной величины перепада начинается проскок взвеси через фильтрующий слой или скорость фильтрования падает ниже допустимого предела. В этом случае фильтр необходимо отключить и произвести его промывку путем подачи воды в направлении обратном фильтрованию. Фильтр на промывку может отключатся по одному из следующих показателей:

а) мутности фильтра;

б) количеству пропущенной воды за фильтроцикл;

в) времени работы;

г) возрастанию перепада давления на слой.

Остаточное содержание взвеси после фильтра 1-1,5 мг/кг. После предочистки вода направляется на ионообменные фильтры. Сущность метода ионного обмена заключается в способности некоторых практически нерастворимых в воде материалов (ионитов) изменять в желаемом направлении ионный состав воды. Способность ионитов к такому обмену объясняется их строением. Он состоит из твердой основы – матрицы, на которую нанесены функциональные группы, способные в растворе к образованию на поверхности потенциалообразующих ионов. Вседствии этого вокруг твердой фазы образуется диффузионный слой из противоположно заряженных ионов. Они обладают высокой кинетической энергией, способны выходить из слоя, а их место занимает эквивалентное количество других ионов того же знака.

В работе ионитных фильтров различают следующие стадии:

 

1. Ионирование воды (удаление примесей).

2. Регенерация после истощения ионитной емкости.

3. Взрыхления слоя ионита (вода подается в обратном направлении, объем ионита увеличивается на 30-40%)

4. Непосредственно регенерация (пропуск раствора определенной концентрации)

5. Отмывка от продуктов регенерации и избытка реагентов.

 

После осветлительных фильтров вода поступает на Н–катионитные фильтры первой ступени. В процессе Н-катионирования вода умягчается за счет удаления из нее всех катионов в том числе катионов жесткости и происходит изменение анионного состава за счет разложения в кислой среде бикарбонатов с выделением СО2. Н – катионирование самостоятельно применения не имеет. Его используют в комбинированных схемах умягчения с – катионитными фильтрами, а также в схемах обессоливания. Фильтр загружен сильнокислотным катионом марки КУ-2. Фильтрат представляет собой смесь сильных и слабых кислот.

 

 

 
 

 


Реакции, протекающие при работе фильтра:

 

CaCl2 + 2HR ® CaR2 + 2HCl

MgSO4 + 2HR ® MgR2 + H2SO4

Ca(HCO3)2 + 2HR ® CaR2 + 2H2O + 2CO2­

Mg(HCO3)2 + 2HR ® MgR2 + 2H2O +2CO2­

 

Регенерацию таких фильтров проводят 1-1,5% раствором Н24, при этом протекают следующие реакции:

 

CaR2 + H2SO4 ® CaSO4 + 2HR

MgR2 + H2SO4 ® MgSO4 + 2HR

 

Продуктами регенерации являются сульфаты кальция и магния – жесткие стоки.

 

При использовании Н – катионирования в схемах обессоливания воды на Н – фильтре будут протекать реакции с натриевыми солями имеющимися в воде.

 

NaCl + HR ® NaR + HCl

Na2SO4 + 2HR ® 2NaR + H2SO4.

 

При использовании Н – фильтров в схемах умягчения фильтр на регенерацию отключают по пропуску катионов жесткости Са и Мg, а в схемах обессоливания процесс ведут до пропуска катиона Na.

Н-катионированная вода является мягкой, так как не содержит катионов жесткости, но использоваться в котлах на может, так как имеет кислую среду и кислотность ее тем выше, чем выше суммарное содержание в исходной воде анионов сильных кислот.

В данной схеме ВПУ фильтр Н1 берет на себя основную нагрузку по удалению катионов, фильтр Н2 улавливает проскоки катионов. После фильтров Н1 вода попадает в группу фильтров А1, загруженных низкоосновным анионитом АН-31. В этом фильтре происходит удаление анионов сильных кислот.

 
 

 

 


Реакции протекающие при работе фильтра:

 

HCl+OH® RCl+2H2O

H2NO3+ROH®RNO3+H2O

H2SO4+2ROH®R2SO4+2H2O

 

Регенерация слабо и сильноосновных анионитов осуществляется 4% раствором NaOH:

 

RCl + NaOH ® ROH + NaCl

R2SO4 + 2NaOH ® 2ROH + Na2SO4

R2SiO3 + 2NaOH ® 2ROH + Na2SiO3.

 

Группа Фильтров А2 служит для удаления анионов слабых кислот и проскоков сольных. Она загружена сильноосновными анионитом марки АВ-17-8. В этой группе фильтров протекают следующие реакции:

H2SiO3 + ROH ® R2SiO3 + 2H2O

H2CO3 + 2ROH ® R2CO3 + 2H2O

 

В данной схеме ВПУ используются фильтры смешанного действия, т.к. на ТЭС установлены прямоточные котлы. ФСД предназначены для глубокого обессоливания и обескремнивания добавочной воды в схеме ВПУ. В такой фильтр загружается одновременно сильнокислотный катионит и высокоосновной анионит. Переходящие в процессе ионитного обмена в воду ионы Н+ и ОН- образуют воду, способствуя этим углублению степени очистки воды.

На данной ВПУ установлены ФСД с внутренней регенерацией, Фильтры оборудованы средней дренажной системой, ограничивает скорость воды до 50 м/ч. Разделение ионитов производится в самом фильтре восходящем потоком взрыхляющей воды, вследствие чего анионит располагается в верхнем слое, а катионит - в нижнем. Качество воды после ФСД Na+<5мкг/кг, SiO2 <10мкг/кг.

 

Na – катионитовый фильтр имеет самостоятельное применение для умягчения воды для подпитки теплосетей и подготовки добавочной воды котлов низкого давления.

Обработка воды путем – катионирования заключается в фильтровании ее через слой ионита, содержащего обменный катион , который обменивается на содержащиеся в воде катионы Са и Мg.

 
 

 

 


Са(НСО3)2+2NаR ® СаR2 + 2NаНСО3

MgCl2+2NaR ® MgR2 + NaCl

CuSO4 + 2NaR ® CuR2 + Na2SO4

MgSiO3 + 2NaR ® MgR2 + Na2SiO3.

 

Суммарная концентрация катионов постоянна, но массовая концентрация их возрастает. За счет этого несколько увеличено солесодержание воды. Na – катионированная вода является мягкой, т.к.все катионы жесткости остаются на ионите. Недостатком фильтра является неизменность анионитного состава воды, т.е. Щостисх.

Регенерация истощенного катионита осуществляется 8 – 10% раствором повареной соли:

 

CaR2 + 2NaCl ® 2NaR + CaCl2

MgR2 + 2NaCl ® 2NaR + MgCl2.

 

Для удаления из обрабатываемой воды СО2,а в ряде случаев Н2S, NH3 устанавливают декарбонизатор. Декарбонизатор представляет собой цилиндрический аппарат, имеющий штуцера подвода обрабатываемой воды, вывода обработанной воды, выделившегося газа и слива в дренаж. На эффективность декарбонизации влияют:

- температура обрабатываемой воды;

- рН среды;

- расход подаваемого воздуха;

- площадь поверхности контакта фаз.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.01 сек.)