Удаление из воды свободной углекислоты

Способ удаления из воды свободной углекислоты методом аэрации широко применяют на водоподготовительных установках теплоэнергетических станций. Применение термической деаэрации для удаления углекислого газа неэффективно, вследствие нагревания воды, которую пришлось бы после этого охлаждать для очистки в последующих ступенях схемы водоподготовки. Сущность метода аэрации заключается в продувании через воду воздуха, свободного от углекислого газа. Таким образом, при использовании данного метода, так же, как и при термической деаэрации воды, над поверхностью обрабатываемой воды создается атмосфера, в которой парциальное давление углекислого газа ничтожно мало по сравнению с парциальным давлением углекислого газа в воде.

Удаление углекислоты производят в аппартах, называемых декарбонизаторами, а сам процесс носит название декарбонизации. Декарбонизацию проводят в аппаратах как пленочного, так и барботажного типа. Принципиальная схема декарбонизатора пленочного типа представлена на рисунке.

Декарбонизатор представляет собой цилиндрический стальной бак 1, внутри которого располагается насадка 2, состоящая из деревянных досок, уложенных в шахматном порядке с зазором, или из колец Рашига, представляющих собой керамические кольца. Вода подается в декарбонизатор сверху через патрубок 4. Со щита 6 она сливается через распределительные сопла 5 на поверхность насадки. Обрабатываемая вода омывает элементы насадки тонким слоем, навстречу ей движется воздух, подаваемый в декарбонизатор вентилятором через патрубок 7. Удаляемая из воды углекислота переходит в воздух и вместе с ним выводится из декарбонизатора в атмосферу через патрубок 3. Прошедшая очистку вода стекает в поддон декарбонизатора и через гидравлический затвор по патрубку 8 в бак декарбонизированной воды, который располагается под днищем декарбонизатора.

При правильно выбранной площади поверхности контакта воды с воздухом и достаточном расходе воздуха использование декарбонизатора пленочного типа позволяет снизить концентрацию растворенного углекислого газа в воде до 3 – 7 мг/кг.

Конструкция барботажного декарбонизатора предусматривает продувку сжатым воздухом снизу через всю площадь сечения бака, в который сверху поступает обрабатываемая вода. Для этих аппаратов требуется более высокое давление воздуха, подаваемого компрессором, чем для декарбонизатора пленочного типа. Кроме того, необходимо предусматривать очистку воздуха от смазочного масла компрессора.

В практике обработки воды получили широкое распространение (применение) декарбонизаторы с насадкой из колец Рашига. Расчет декарбонизатора состоит в определении геометрических размеров декарбонизатора, необходимой поверхности колец Рашига и определении напора, создаваемого вентилятором. Площадь поперечного сечения декарбонизатора определяется по плотности орошения насадки, то есть по расходу воды, приходящемуся на единицу площади поперечного сечения декарбонизатора. Плотность орошения принимается равной 60 м³/(м²∙ч).

Таким образом, площадь поперечного сечения декарбонизатора, м²:

,

где Q – производительность декарбонизатора, м³/ч.

Диаметр декарбонизатора определяют из уравнения:

.

Необходимую поверхность насадки определяют из уравнения:

,

где G – количество удаляемого газа, кг/ч;

ΔС_ср – средняя движущая сила десорбции, кг/м³;

k_ж – коэффициент десорбции, м/ч.

Количество удаляемого газа G определяют, исходя из значений концентрации углекислого газа в воде, поступающей в декарбонизатор – С_вх, и в декарбонизированной воде – С_вых:

.

Значения С_вх = 44Ж_к + С_нач,

где Ж_к – карбонатная жесткость воды на входе в декарбонизатор;

С_нач – концентрация углекислого газа в исходной воде, мг/кг.

Высота слоя насадки:

,

где V – объем, занимаемый кольцами Рашига при беспорядочной загрузке.

,

где 204 – площадь поверхности единицы объема слоя насадки из колец Рашига, м²/м³.

При выборе декарбонизатора необходимо обеспечить двадцатипятипроцентный запас производительности по воде против расчетного.

Поиск по сайту: