Файл: Промышленная водоподготовка Промышленная водоподготовка.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 20
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Промышленная водоподготовка
Промышленная водоподготовка - это система комплексных мер по очистке воды, которую используют предприятия всевозможных отраслей промышленности. Комплекс операций, направленный на удаление вредных примесей, солей, которые находятся в молекулярно-растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии, имеет огромное значение для промышленности.
Водоподготовка позволяет снизить жёсткость воды, предотвращает раннее изнашивание нагревательных элементов, исключает вероятность поломок и уменьшает затрату электроэнергии.
Водоподготовка для промышленности включает следующие операции:
- отстаивание; - фильтрование; - умягчение; - обессоливание; - дегазацию;
- нейтрализацию; - обеззараживание.
Наиболее популярным методом является водоподготовка для производства, которая основана на мембранных способах.
Осветление воды (Отстаивание)
достигается отстаиванием ее с последующим фильтрованием через зернистый материал различной дисперсности. Для коагуляции коллоидных примесей и абсорбции окрашенных веществ, содержащихся в воде, к ней добавляют электролиты – сульфаты алюминия и железа.
Обеззараживание воды.
Для обеззараживания воды применяют химические или реагентные (хлорирование, озонирование, для хлорирования воды применяют газообразный хлор, хлорную известь, двуокись хлора, гидрохлорид кальция, хлорамины) и физические или безреагентные (кипячение, УФ-облучение, гамма-излучение, ультразвук) методы. Ультрафиолетовые лучи можно использовать для обработки воды с цветностью до 50 ℃, мутностью до 30 мг/л и содержанием железа до 5 мг/л. Так же, воду в небольших количествах обеззараживают серебром.
Умягчением
называется обработка воды для понижения ее жесткости, то есть уменьшения концентрации ионов Са2+ и Мg2+ различными физическими, химическими и физико-химическими методами. Кипяченние удаляет временную жёсткость. Обработка тринатрийфосфатом или смесью Ca(OH)2 и Na2Co3 удаляет постоянную жёсткость.
Обессоливание воды
методы которого отличаются большим разнообразием, называемое также деионизацией или деминерализацией, представляет собой уменьшение содержания растворенных в жидкости солей. Обессоливание применяются на тех производствах, где к воде предъявляются особо жесткие требования по чистоте, например, при
получении полупроводниковых материалов, химически чистых реактивов, фармацевтических препаратов. Для этого применяют метод ионного обмена, который основан на свойстве некоторых твердых тел (ионитов) поглощать из раствора ионы в обмен на эквивалентное количество других ионов того же знака.
Дегазация
удаление из воды растворенных газов достигается химическим способом, при котором газы поглощаются химическими реагентами, например, в случае диоксида углерода или при момощи термической деаэрации на воздухе или в вакууме.
Диализ
очистка коллоидных растворов и субстанций высокомолекулярных веществ от растворённых в них низкомолекулярных соединений при помощи полупроницаемой мембраны. При диализе молекулы растворенного низкомолекулярного вещества проходят через мембрану, а неспособные проходить через мембрану коллоидные частицы остаются за ней. Скорость диализа обычно крайне низка (недели). Ускоряют процесс диализа увеличивая площадь мембраны и температуру, непрерывно меняя растворитель. Процесс диализа основан на процессах осмоса и диффузии, что объясняет способы его ускорения.
Электродиализ – процесс диализа под воздействием электрического поля. При этом выделение солей из диализируемого раствора происходит в результате перемещения ионов через пористые мембраны, содержащие катионит (у катода) и анионит (у анода), с последующим их разрядом на электродах.
Аппаратура химического производства
Все оборудование химических производств делится на три класса:
1) аппараты;
2) машины;
3) транспортные средства.
Аппарат - инженерная конструкция, которая обладает рабочим объемом и оснащена энергетическими и контрольно-измерительными средствами управления и мониторинга технологическим процессом.
Машина - инженерная конструкция, в которой протекание технологического процесса сопряжено с вводом в рабочий объем механической энергии посредством рабочих органов оборудования.
Механические процессы связаны с обработкой твердых материалов. Сюда относятся процессы измельчения, рассева, транспортирования, дозирования, смешивания.
Гидромеханические процессы связаны с обработкой неоднородных систем – жидкостей и газов (паров), содержащих взвешенные в них твердые частицы или капли жидкости.
Тепловые процессы связаны с передачей тепла от одного тела к другому.
Массообменные или диффузионные процессы связаны с переходом вещества из одной фазы в другую за счет диффузии. В процессах массообмена всегда участвуют две фазы.
Для проведения вышеназванных процессов применяется следующее оборудование и аппараты:
1) Механическое оборудование для подготовки первичного сырья к переработке – дробильно-помольное (дробилки, мельницы), сортировочное (грохоты, сепараторы, сита, классификаторы), а также питатели, дозаторы.
2) Гидромеханическое оборудование для очистки первичного сырья от примесей, использующее различия плотности его компонентов (центрифуги, сепараторы, отстойники, циклоны, гидроциклоны, фильтры, скрубберы;
3) Оборудование для тепловых процессов: тепловые трубы и печи, плазматроны, регенеративные и контактные теплообменники, кристаллизационные и выпарные аппараты; Термическое (тепловое) оборудование – сушилки, теплообменники, плазмотроны, рекуператоры, регенераторы.
4) Оборудование для массообменных процессов: адсорберы, сушилки, аппараты для диффузионных и баромембранных процессов, оборудование для выщелачивания и растворения, ионообменные аппараты, ректификационные колонны и прочее.
5) Оборудование для химических процессов: печи для обеспечения химических процессов и химические реакторы.
С помощью перечисленных групп оборудования происходит очистка первичного сырья от примесей, приведение его в однородное состояние по механическим, физическим и химическим свойствам для последующей переработки.
Циклон – позволяет очистоть газы от частиц пыли и т.д. Газ вводится на большой скорости, частицы ударяются о стенки и спускаются вниз по спирали, ссыпаясь в бункер. Для отвода газа вдоль оси аппарата установлена труба.
Центрифуги используют для очистки жидкостей от мелких частиц. В неподвижном кожухе центрифуги вращается с большой частотой барабан. Суспензия подается внутрь барабана и благодаря силам трения начинает вращаться вместе с ним. Твердые частицы отбрасываются к стенкам и оседают на них. Осветленная жидкость вытесняется в пространство между кожухом и барабаном и выводится из центрифуги.
Барабанный вакуум-фильтр
Наиболее полная очистка жидкостей и газов от примесей достигается с помощью фильтрования. Для фильтрования суспензий часто применяют барабанные вакуум-фильтры – барабаны, покрытые снаружи фильтровальной тканью. Разделение происходит в результате разности давлений, создаваемой вакуум-насосом, над фильтрующей перегородкой и под ней. Бывают вакуум-фильтры непрерывного и периодического действия.
Непрерывные представляют собой горизонтальный вращающийся барабан, который изнутри разделён радиальными герметичными перегородками на отдельные ячейки, соединённые трубками с распределительной головкой По мере вращения барабана в ячейках создаётся вакуум или избыточное давление. При вращении барабан проходит зону фильтрации, где жидкость засасывается в барабан, а твёрдые частицы оседают на фильтрующей ткани. После промывания осадка водой барабан входит в зону сушки, где через осадок просасывается воздух, затем в зону удаления осадка. Здесь изнутри барабана подаётся сжатый воздух, а осадок с поверхности барабана срезается ножом.
Устройство непрерывного:
