Системы Водоподготовки

Продолжительность фильтроцикла слабоосновных анионитныхфильтров, при полном химическом обессоливании воды, t+ T ч, определяется по уравнению: где – A1= C SO4+ C Cl +С NO3 концентрация анионов сильных кислот в воде, поступающей на слабоосновные анионитные фильтры, г-экв/м3; ерасчА1 – расчетная обменная емкость анионита.Продолжительность фильтроцикла сильноосновных анионитных фильтров с применением анионита t +T ч, при поглощении анионов всех кислот определяется по уравнению: гдеконцентрация анионов всех кислот в воде, поступающей на сильноосновные анионитные фильтры, г-экв/м3; eA2расч – обменная емкость анионита Продолжительность фильтроцикла сильноосновных анионитных фильтров с применением анионита только для обескремнивания воды, t+T, ч, (развернутая схема полного химического обессоливания и обескремнивания воды) определяется по уравнению: где – СHSiO3+ СHCO3 концентрация анионов в поступающей на фильтр декарбонизированной воде, г-экв/м3;ерасч– обменная емкость анионита по иону для A2 при обескремнивании воды, определяемая по рис. 4.1[24]; t – продолжительность регенерации фильтра, равная 3 ч. Рис. 4.1. Обменная емкость анионита по иону НSiO2Продолжительность фильтроцикла ФСД, загруженных на 50 % катионитом и на 50 % анионитом t +T, ч, условно принимают с учетом, что ФСД регенерируются после пропускания 10000 м3 воды через 1 м3 смеси ионитов, пользуясь уравнением: Объем ионитовых материалов, загруженных в фильтры во влажном состоянии, V вл, м3, определяется по уравнению: V вл = n* h* f где – f поперечное сечение фильтра, м2; h – высота слоя ионита, м; n – число фильтров. Объем воздушно-сухого ионита, Vсух, м3: где k –коэффициент набухания, в соответствиидокументов к реагенту.Весовое количество воздушно-сухого ионита, G, т, необходимое для загрузки фильтров, определяется по уравнению: G= ρ сух *V сух где ρ сух – насыпной вес воздушно-сухого ионита, т/м3. Определение расхода реагентов для регенерации ионитных фильтров. Суточное число регенераций одного фильтра m составляет: всех фильтров данной группыСуточный расход хлорида натрия на регенерацию Na- катионитных фильтров G NaCl, т/сутки, определяется по уравнению: где b c – удельный расход NaCl, г/г-эквДля определения суточного расхода 100 %-ной серной кислоты на регенерацию Н-катионитных фильтров, G H2SO4100, т/сутки, используется уравнение: где b к – удельный расход H2SO4, г/г-эквСуточный расход 100 %-ного гидроксида натрия, G NaOH100, т/сутки, на регенерацию анионитных фильтров можно определить по уравнению: гдеbщ – удельный расход NaOH, г/г-экв.Суточный расход концентрированных растворов H2SO4 и NaOH в объемном выражении, V, м3/с, определяется по уравнению: где ρ и C – концентрация и плотность технических растворов H2SO4 и NaOH при 20 °С, которые определяются из таблицы: При повторном использовании щелочной воды от А2 для регенерации А1 удельный расход гидроксида натрия принимается равным 80 г/г-экв. Удельный расход кислоты или щелочи определяется делением принятой величины расхода реагента (кг/м3 ионита) на величину обменной емкости ионита для этого расхода при соответствующем составе обрабатываемой воды.Полученные расчеты сведены в таблицу 4.2Таблица 4.2 – Материальный баланс процесса№ п/п Показатель Размерность H2А21 Расчетная производительность м3/ч 24,625,12 Требуемая площадь фильтрования м2 13,311,23 Число фильтров (в работе +регенерации) шт114 Площадь одного фильтра м213,311,25 Характеристика стандартного фильтра м1,9/0,451,9/0,456 Действительная скорость фильтрования м/ч 24,424,87 Тип загруженного материала ионитсмолаLewatit S 1667смолаLewatit® MonoPlusMP8 Рабочая емкость г-экв/м312129 Продолжительность фильтроциклач1,30,510 Суточное число регенераций всех фильтров Регенерация/ сутки 1111 Удельный расход реагента кг/м36010012 Расход 100%-ного реагента на регенерацию кг/регенер. 53,146,213 Суточный расход 100 %-ного реагента на ре- генерациюкг/сут53,146,214 Удельный расход воды на взрыхление фильтра л/(с·м2) 1,01,015Время взрыхления фильтра мин.101016Расход воды на взрыхление фильтра м3/регенер.8,58,517Концентрация регенерационного раствора%3418Расход воды на приготовление peгенерационного растворам3/регенер.1,771,15519Удельный расход воды на отмывкум3/м3220Расход воды на отмывку м3/регенер.1,350,9021Суммарный расход воды на регенерацию м3/регенер.11,6210,5622Часовой расход на собственные нуждым3/ч0,480,4423Скорость пропуска регенерационного растворам/ч5524Время пропуска регенерационного раствора мин47,230,825Скорость отмывки м/ч5526Время отмывки мин362427Суммарное время регенерации фильтра мин93,264,84.2 Выбор ионообменных фильтровСогласно полученным расчетам, выбираем в качестве ионообменных фильтров вертикальные цилиндрические аппараты с приварными сферическими днищами и крышкой. Аппараты должны быть снабжены распределительными дренажными устройствами с размерами щели 0,2 мм на нижнем и 0,5 мм на верхнем, а также верхним и нижним смотровыми люками. Габариты Н=1900 мм, D = 450 мм. 4.3Охрана трудаНа персонал, работающий в отделении, могут воздействовать опасные и вредные физические и химические производственные факторы[23].Физические факторы:- подвижные элементы оборудования могут привести к механическим травмам; - нарушение изоляции в эл. цепях оборудования, освещения могут привести к поражению электрическим током;- нарушения заземления могут привести к поражению статическим электричеством.Химические факторы.Основными опасностями при работе являются:Натрия гидроокись, NaOH- твердое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Концентрированные растворы способны вызывать химические ожоги. ПДК=0,5 мг/м3, класс опасности – 2,tплавл=318 С , t кип.=1390 С.Ортофосфорная кислота, H3PO4 - прозрачная сиропообразная жидкость. Нелетуча, хорошо растворяется в воде. При попадании на кожу вызывает химический ожог. tплавл. = 42,35 С, ПДК=1,0 мг/м3 ,2-й класс опасности.Серная кислота, H2SO4 - бесцветная вязкая жидкость, хорошо растворяется в воде. При попадании на кожу вызывает химический ожог. ПДК=1 мг/м3, класс опасности 2. tплавл=10,0 С, разлагается при t = 340 С.Трилон “Б”, C10H14K2N2O8 - белый кристаллический порошок или кристаллы белого цвета. Хорошо растворяется в воде. Может вызвать раздражение кожного покрова, слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. ПДК = 2 мг/м3, класс опасности 3.Соляная кислота, HCl - прозрачная дымящаяся на воздухе жидкость. При попадании на кожу вызывает ожог. ПДК = 6 мг/м3, класс опасности 2.Антискалянт «Акварезалт-1030» - Бесцветная или светло-желтая жидкость. Невзрывоопасна. T воспламенения = не 100С. Может вызвать раздражение кожного покрова, слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. ПДК = 1 мг/м3, класс опасности – 2.Мономер-4 - возможно отравление парами при вдыхании. ПДК=30 мг/м3, токсичное вещество, класс опасности - 4. Токсичность повышается за счет примесей, особенно перфторизобутилена.Признаки отравления:- первая стадия - покраснение лица, головная боль, слабость, стеснение в груди;- вторая стадия - период мнимого благополучия, самочувствие нормальное;- третья стадия - наступает через 6-8 часов - постепенно усиливающийся сухой кашель, сильная слабость.При установленном факте отравления пострадавшего необходимо немедленно отправить в больницу.Триэтиламин - ингибитор - возможно отравление парами ТЭА при вдыхании, при попадании на кожу вызывает химические ожоги.Особенно опасно попадание ТЭА в глаза - сильная щелочь, может привести к потере зрения. ПДК = 10 мг/м3, класс опасности - 4Фторопласт-4 - порошок белого цвета. Фторопласты не горючи, не взрыво-опасны. При нормальных условиях - не токсичны, при нагревании свыше 200 С частично разлагаются с выделением высокотоксичных продуктов: перфторизобутилена, фторфосгена, фтористого водорода. Продукты разложения вызывают острые отравления организма человека.Фторопластовая пыль при попадании в органы дыхания вызывает полимерную лихорадку, характеризующуюся повышением температуры, кашлем, стеснением в груди. При работе с фторопластом необходимо пользоваться респиратором “Лепесток” ПДК фторопластовой пыли в воздухе рабочей зоны - 10 мг/м3Требования безопасности при проведении влажной уборки.Работа по влажной уборке в помещениях подразделяется на полную и частичную.При полной уборке производится мытье стен по всей высоте, окон, площадок, в том числе и снизу, протирка воздуховодов, трубопроводов, оборудования. Данную работу производить только в светлое время суток с полным снятием напряжения с электрооборудования и приборов, с оформлением наряда на производство работ с повышенной опасностью.При частичной уборке, которая производится ежесменно, разрешается протирать стены на высоту человеческого роста, мыть подоконники, пол, площадки сверху. Использовать при этом лестницы и стремянки не разрешается. При частичной уборке запрещается попадание влаги на электрооборудование, приборы, светильники, электропроводку, а также непосредственно или с помощью предметов касаться их.Для предотвращения воздействия вредных производственных факторов на персонал необходимо:а) соблюдать технологические параметры; б) работу вести при постоянно действующей приточно-вытяжной вентиляции;в) находиться на рабочем месте только в спецодежде и спец.обуви согласно нормам;г) для защиты органов дыхания и зрения применять фильтрующий противогаз с коробкой ДОТ-600 д) аппаратчики обязаны носить защитную каску и защитные очки, одетые на глаза, в производственных и складских помещениях, за исключением мест:е) допуск ремонтного персонала к работам производить с разрешения руководителя;ж) следить за исправностью ограждений вращающихся частей механизмов;з) следить за исправностью заземления электрооборудования.Курение разрешено только в специально отведенных местах, оборудованных урнами с водой и обозначенных знаками «Место для курения». Не следует хранить табачные изделия в карманах спецодежды, т.к. они легко сорбируют фторорганические соединения и при курении возможно отравление продуктами термоокислительной деструкции фторорганических соединений.ЗаключениеСегодня промышленные предприятия получают и используют особо чистуюводу в больших количествах. В связи с этим, требуются экономически выгодные и достаточно производительные методы для её получения, соответствующие стандартам по показателям качества. Одним из таких методов по праву считается методобратного осмоса с последующим глубоким обессоливанием воды. Он обладает так же рядом преимуществ, среди которых высокое качество получаемой воды, небольшие размеры оборудования, значительно невысокие затраты на сервис и технический уход и т.д.Специфичность конкретных технологических задач обуславливает структуру технологических схем, включающие наряду с мембранными методами традиционные методы разделения. Структура технологических схем зависит, как от состава исходной воды, так и от требований, предъявляющийся к очищенной.Необходимо также упомянуть, что данный метод обладает и рядом недостатков, среди которых способность некоторых вещества, механических и коллоидных частиц забивать поры мембран, примеси железа также могут стать причиной ухудшения работы системы обратного осмоса, получаемая этим методом вода холодная (большинство систем используют воду с температурой от 5 до 28 0С), что увеличивает возможность микробной контаминации. Однако, несмотря на ряд минусов, данный метод остаётся одним из наиболее качественных и эффективных при получении особо чистой воды. Благодаря низким эксплуатационным затратам и экономному расходованию электроэнергии (в 50 раз меньше обычных выпарных дистилляторов), метод двухступенчатого обратного осмоса получает все большее распространение на современных производственных предприятиях, позволяя получить воду, соответствующую всем требованиям качества.Список литературыАлыков Н.М. Химия и окружающая среда. Справочник. / Под ред. Н.М. Алыкова. Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2004. – 232 с. Белан Ф.И. Водоподготовка: расчеты, примеры, задачи. – М.: Энергия, 1980. – 256 с. Беликов С.Е. Водоподготовка. Справочник. / Под ред. С.Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007. – 240 с. Богачев А.Ф. , Гришин А.А. Совершенствование водно-химического режима водоподготовки ТЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1988. Богловский А.В. и др. Предварительная очистка воды в схемах водоподготовки. Учебное пособие. М., Издательство МЭИ, 2002. Валевко С.А. Вода для фармацевтических целей. / Валевко С.А., Соколова Л.Ф., Карчевская В.В. / Сб. докладов VII конференции АСИНКОМ. - М., 1997. - С.139-143.Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. Водоподготовка. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1973. – 416 с. Волжанский А.И. Константинов В.А. Регенерация ионитов. – Л.: Химия, 1990. – 240 с. ГамерП.Очистка воды для промышленных предприятий./Гамер П., Джексон Д., Серстон И.Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация./Дытнерский Ю.И. -- М.: «Химия», 1978. -- С. 176.Егоров Е. В., Макарова С. Б. Ионный обмен в радиохимии. – М.: Атомиздат, 1971. Кастальский А.А. Проектирование установок для химического обессоливания воды. – М.: Стройиздат, 1962.Кожинов В.Ф. Очистка литьевой и технической воды. Примеры и расчеты. – М.: Стройиздат, 1971. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф., «Водоподготовка в энергетике». Учебное пособие для вузов. М.: Издательство МЭИ, 2003. – 310 с. Кострикин Ю.М., Мещерская Н.А., Коровина О.В. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1990. – 252 с. Коэн П. Технология воды энергетических реакторов. Пер. с англ. – М.: Атомиздат, 1973. Кузнецов Ю. В., Щебетовский В. Н., Трусов А. Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений. Иад 2-е. – М.: Атомиздат, 1974. Лифшиц О.В. Справочник по врдоподготовке котельных установок малой мощности. – М.: Энергия, 1969. Лебедев К.Б. Иониты в цветной металлургии. – М., Металлургия, 1975. С.350.Мартынова О.И. Водоподготовка. Процессы и аппараты. / Под ред. О.И. Мартыновой. – М.: Атомиздат, 1977. – 352 с. Мещерский Н.А. Контроль водного режима на тепловых электростанциях и в котельных. – М.: Энергия, 1970. Новодережкин Р.А. Насосные станции технического водоснабжения тепловых и атомных электростанций. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 264 с. Нормы технологического проектирования тепловых электро-станций и тепловых сетей. – М.: Энергия, 1973. Очков В.Ф. “Открытые расчеты процессов водоподготовки в интернете". // Энергосбережение и водоподготовка. – 2004. –№ 3. С. 72-73. Очков В.Ф. Теплотехнический справочник в Интернете. // Новое в российской электроэнергетике. – 2005. – №5. С. 48-54. Перспективы развития атомной энергетики России в XXI в. // Теплоэнергетика. – 2000. – №10. С. 14-18. Правила технической эксплуатации электрических станций н сетей Изд. 12-е. – М.: «Энергия», 1973. Пушкарев В.В., Егоров Ю.В., Хрусталев Б.Н. Осветление и дезактивация вод пенной флотацией. – М.: Атомиздат, 1969. Расчет и конструирование обратноосмотической установки: Методические указания/ Сост. С.А. Трифонов; МИХМ. М.: 1989.Хванг С.Т. Мембранные процессы разделения./Хванг С.Т., Каммермейер К. /Пер. сайга. М. Химия, 1981.Хоникевич А.А. Дезактивация радиоактивно-загрязненных вод – М., Атомиздат, 1974. Чиж В.А. Водоподготовка и водно-химические режимы теплоэлектростанций: Учебно-методическое пособие для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 1-43 01 04 «Тепловые электрические станции» и 1-43 01 05 «Промышленная теплоэнергетика» / В.А. Чиж, Н.Б. Карницкий. – Мн.: БНТУ, 2004. – 100 с.