трусики женские украина

На головну

 Фізичні методи дегазації води - Хімія

Фізичні методи дегазації води

У техніці водопідготовки для видалення газів (крім кисню) в основному застосовують плівкові дегазатори, а для знекиснення води - вакуумні дегазатори або термічні деаератори. Барботажні Дегазатори використовують у виняткових випадках через їх порівняно високою експлуатаційною вартості (велика витрата електроенергії накомпрессію повітря).

Найдосконалішим типом дегазатора для глибокого видалення з води вільного діоксиду вуглецю (IV) вважають плівковий дегазатор, завантажений кільцями Рашига. Він забезпечує найбільш стійкий ефект дегазації, довговічний, вимагає меншої площі і висоти, а також меншої витрати повітря, ніж дегазатор з дерев'яною хордовою насадкою. Будівельна вартість його близька до вартості дегазатор з дерев'яною насадкою, а експлуатаційна вартість нижча, особливо для установок великої продуктивності. Найбільш доцільно застосовувати ці Дегазатори на великих установках і при великому вмісті вільного діоксиду вуглецю (IV) у воді, що надходить в дегазатор.

На рис. 19.2, а наведена схема плівкового дегазатора з насадкою з кілець Рашига, що розміщується на проміжній дірчастій перегородці, віддаленої від дна на відстані 600 мм. У піддон вентилятором подається повітря. Вода надходить у верхню частину дегазатора і рівномірно розподіляється по перерізу плитою, яка має 48 патрубків для зливу води в насадку і 8 патрубків з ковпаками для виходу повітря. Вода з піддонного простору відводиться через гідравлічний затвор, висота якого h = 1,2 Н (де Н - максимальний напір, що розвивається вентилятором, Па).

Після плівкового дегазатора з кільцями Рашига і подачею повітря вентилятором вміст діоксиду вуглецю (IV) у воді становить не більше 3 ... 5 мг / л. При видаленні сірководню цим методом слід окисліться воду (до рН = 5) з наступним подщелачіваніем її до необхідного значення рН, це дає значну економію витрати повітря.

Для видалення частини вільної вуглекислоти з води в процесі її деманганации або знезалізнення (з метою підняття значення рН води до оптимального) також найбільш доцільно використовувати Дегазатори, завантажені пластмасовими або керамічними кільцями Рашига і працюючі при подачі в них повітря вентилятором або вакуумно-ежекційні апарати. Застосування вакуумних дегазатором спеціально для видалення з води вільної вуглекислоти доцільно лише у випадках Н-Na-катіонного пом'якшення або іонітових знесолення підземних вод, коли в знесоленої або пом'якшеній воді лімітується вміст кисню. Вакуумні дегазатори слід застосовувати при необхідності запобігання кисневої корозії труб і апаратури (при підготовці води для живлення котлів і при знекиснення води в системах гарячого водопостачання) або коли наявність розчинених газів у воді, в тому числі і кисню, є шкідливим для технологічного процесу підприємства (на заводах СК). Для видалення з води метану або вільного сірководню також можна рекомендувати плівкові дегазатори, завантажені пластмасові або керамічними кільцями. При водень-натрій-катіонітових пом'якшенні або анітовом знесолюванні підземних вод для видалення вільної вуглекислоти слід застосовувати вакуумні дегазатори щоб уникнути насичення їх киснем. При проектуванні дегазатор для видалення з води вільної вуглекислоти повинні бути задані параметри: расходводи; концентрація вільної вуглекислоти у воді, і бажане залишковий вміст вільної вуглекислоти у воді після дегазатора; щонайнижча (розрахункова) температура оброблюваної води.

Рис. 19.2. Плівковий (а), вакуумний (б) і пінний (в) дегазатор: 1 - вентилятор; 2 - насадка з керамічних кілець Рашига; 3 - газоотводной патрубок; 5, 10 - введення вихідної і відведення дегазованої води; 7- зрошувальні патрубки; 4 - видалення повітря; 9 - піддон; 8 - дірчасте днище; 6 - водорозподільна воронка; 11 - люк; 12 - патрубки для водомірного скла; 13 - введення повітря; 14 - пінний шар

Концентрація вільної вуглекислоти у воді, що підлягає дегазації, не завжди вказується в аналізі. Її можна визначити наступним чином. При дегазації води після Н-катіонітових фільтрів сумарна кількість вуглекислоти дорівнюватиме:

де РК - карбонатна жорсткість вихідної води, мг-екв / л; Снача - вміст вільної вуглекислоти у вихідній воді, мг / л, що визначається за номограмі (рис. 19.3). Перший член формули враховує вільну вуглекислоту, що утворюється при розпаді бікарбонатів.

Номограма складена для щільного розчиненого залишку води 20 мг / л і при температурі її 22 ° С. При інших значеннях температури і щільного залишку

де Сном - вміст вільної вуглекислоти, знайдене по номограмі (рис. 19.3); а - поправка на температуру; р - поправка на щільний розчинений залишок.

 Температура, ° С 0 5 10 15 20 25 30

 ? 1,65 1,44 1,29 1,16 1,06 1,00 0,95

 Щільний розчинений залишок, мг / л 20 50 100 200 300 400 500

 ? 1,00 0,97 0,94 0,90 0,88 0,86 0,84

При відсутності в аналізі даних про значення рН та лужності води концентрацію вільної вуглекислоти у вихідній воді (в мг / л) можна орієнтовно визначати за формулою:

При дегазації води в циклі знезалізнення води аерацією

де СFe- вміст заліза (П) в знезалізнюють воді, мг / л. Перший член формули враховує вільну вуглекислоту, що виділяється при гідролізі заліза.

Декарбонізатори з насадкою з кілець Рашига володіють великою питомою поверхнею, малою масою в одиниці об'єму, значним вільним об'ємом.

Кільце Рашига (табл. 19.1) являє собою порожнистий керамічний циліндр з рівними висотою і зовнішнім діаметром.

Таблиця 19.1

Для зменшення висоти дегазатора вигідніше застосовувати кільця більш дрібного розміру, так як одиниця обсягу насадки з таких кілець має велику поверхню. Для завантаження дегазатором найбільш часто застосовують кільця розміром 25 * 25 * 3 мм, так як загальний опір насадки з таких кілець при найбільш несприятливих умовах роботи апарату не перевищує значення напору, що розвивається відцентровими вентиляторами середнього тиску звичайного типу.

Площа поперечного перерізу дегазатор, завантаженого кільцями, слід приймати виходячи з питомого навантаження 60 м3 / (м2 * год). Питома витрата повітря в цьому випадку повинен прийматися рівним 15 м3 / м3. Виходячи з цієї щільності зрошення насадки і питомої витрати повітря, в табл. 19.2 дані деякі розрахункові параметри.

Таблиця 19.2

Необхідну поверхню насадки (кілець) знаходять за формулою (19.7), значення Кт-за графіком на рис. 19.4, а, ?Сср- за графіком на рис. 19.5.

Крім площі поверхні насадки, потрібно враховувати площу внутрішньої поверхні самого апарату, яка складає близько 7,5% від площі поверхні насадки.

При підрахунку напору, що розвивається вентилятором, опір кілець розміром 25 * 25 * 3 мм при щільності зрошення 60 м3 / (м3 * год) і при питомій подачі повітря 15 м3 / м3 можна приймати 30 мм вод. ст. на 1 м висоти завантаження.

До дегазатор, застосовуваним при знезалізненні води аерацією, відносяться плівкові дегазатори із завантаженням кільцями Рашига або пластмасовими кільцями, що працюють в Умовах противотока води і повітря, що подається вентилятором. При відомої лужності вихідної води концентрація вільної вуглекислоти в ній, відповідна рН = 7,0, може бути знайдена по номограмі (див. Рис. 19.3). Знаючи початковий зміст вільної вуглекислоти у воді і визначивши за вказаною номограмме концентрацію вільної вуглекислоти (рН = 7,0), можна знайти кількість вуглекислоти, яка має бути видалено з води як різниця концентрацій початкової та оптимальною, відповідної значенням рН = 7,0. Одночасно необхідно видалити додаткову кількість вільної вуглекислоти, яка утворюється при гідролізі бікарбонату, заліза, так як наявність її у воді може перешкоджати підвищенню рН до необхідної межі. Згідно стехиометрическому розрахунком кількість вільної вуглекислоти становить 1,57 мг на 1 мг заліза (II), що міститься у вихідній воді.

Рис. 19.4. Графіки для знаходження KжCO2в залежно від t?С при щільності зрошення насадки 40 м3 / (м2 * год) (а) і 60 м3 / (м2 * год) (б) для кілець 25 * 25 * 3 мм

Отже, сумарне розрахункове кількість вільної вуглекислоти, що підлягає видаленню з води, може бути визначено за формулою:

де С - кількість вільної вуглекислоти, яке -повинно бути видалено з води, мг / л; СFe- кількість заліза (II) в знезалізнюють воді, мг / л; Снач- початкова концентрація вільної вуглекислоти в знезалізнюють воді, мг / л; Сопт- вміст вільної вуглекислоти, відповідне оптимального значення рН = 7,0 при даній лужності води (знаходиться за номограми рис. 19.3), мг / л.

Очевидно, що залишковий вміст вільної вуглекислоти після дегазатора буде:

При цьому питання про достатній насиченні води киснем повітря може не розглядатися, оскільки при видаленні з води необхідної кількості вільної вуглекислоти завжди забезпечується її насичення киснем, цілком достатня для повного окислення заліза (І).

Рис. 19.5. Графіки для знаходження ?Ссрв залежно від Свхі Свих.

Площа поперечного перерізу дегазатор, що працює з примусовою подачею повітря, визначається виходячи з щільності зрошення насадки 90 м3 / (м2 * год) (для насадки з пластмасових або керамічних кілець). Питому подачу повітря слід приймати рівною 4 м3 / м3.

Значення ДССР при розрахунку дегазатор, що застосовуються для знезалізнення води аерацією, можна визначати за формулою А. А. Кастальского:

(19-7)

в кг / м3; величина Кжнаходітся за графіками рис. 19.6.

Рис. 19.6. Графіки kж = f (t) для різних насадок при щільності зрошення 90 м3 / (м2 * год)

1 - для кілець Рашига розміром 25 * 25 * 3 мм; 2 - для гравію середнім розміром 42 мм; 3 - для коксу середнім розміром 43 мм; 4 - для коксу середнім розміром 41 мм

У гл. 1 вказувалося, що сірководневі сполуки, що містяться у воді, можуть складатися з вільного сірководню (H2S), гідросульфідні іона (HS ~) і сульфидного іона (S2 ~). При рН води <5 всі сульфідні сполуки у воді присутні у вигляді вільного сірководню. Тому практично повне їх видалення можливо лише при попередньому подкислении вихідної води або в тому випадку, коли видалення сірководню об'єднується з видаленням вільної вуглекислоти в циклі Н-Na-кетіонітового пом'якшення або іонітових знесолення води. Без підкислення води з неї можна видалити лише та кількість сульфідних сполук, яке присутнє у вигляді вільного сірководню при даному значенні рН води. Це забезпечує дезодорацію води, але не усуває її корозійні властивості.

Розрахунок дегазатор для видалення з води вільного сірководню слід проводити виходячи з наступних даних. Площа перерізу дегазатор слід визначати з урахуванням щільності зрошення насадки (кільця розміром 25 * 25 * 3 мм) 60 м3 / (м2 * год). Питома подача повітря - 12 м3 / м3. Значення ?Ссрследует визначати за формулою (19.7), а значення Kж- за формулою (19.8)

(19.8)

де А - площа поперечного перерізу дегазатор, м2; z - розчинність сірководню у воді, кг / м3, при даній температурі і парционального тиску сірководню 0,1 МПа (по рис. 19.7). Значення А і А0,324пріведени в табл. 19.3.

Формула (19.8) дійсна при щільності зрошення насадки 60 м3 / (м2 * год), питомій витраті повітря 12 м3 / м3 і при насадці з кілець Рашига розміром 25X25X3 мм.

Дослідженнями С. Н. Ліневича встановлено, що при використанні пінної дегазації і закритою аерації можна підвищити ефект видалення сірководню з води на 20 ... ... 25%.

На рис. 19.2, б наведена схема вакуумного дегазатора.

При дегазації води барботированием повітря через шар води також створюється велика поверхня зіткнення рідкої і газоподібної фаз; тим самим прискорюється виділення газу. Повітря подається компресорами зазвичай через дірчасті труби або пористі плити. Залежно від необхідного ступеня дегазації води барботажні Дегазатори застосовують одно- або двосекційні з послідовним пропусканням води.

Різновидом барботажних дегазатором є дегагатори пенноготіпа (рис. 19.2, в).

Рис. 19.7. Розчинність сірководню у воді в залежності від її температури при його парціальному тиску 0,1 МПа.

плівковий дегазатор вода деаератор

Основним конструктивним елементом апаратів служить перфорована пластина (решітка). Вода тонким шаром протікає вздовж решітки та під дією поперечного струму повітря, що подається через її отвори, вспінюється. У пінному шарі гази з води десорбируются інтенсивно. При видаленні діоксиду вуглецю (IV) і витраті води близько 100 м3 / год Дегазатори пінного типу найбільш економічні. При використанні апаратів цього типу ступінь десорбції доцільно обмежити 96 ... 97% з тим, щоб кількість полиць не перевищувало чотирьох-п'яти. При цьому для подачі повітря можна застосовувати відцентрові вентилятори середнього тиску.

Таблиця 19.3

 Продуктивність дегазатора, М 3 / Ч А, м2

 А 0.324, м 2

 10 0,167 0,56

 20 0,334 0,70

 30 0,501 0,80

 40 0,668 0,88

 50 0,835 0,94

 75 1,25 1,07

 100 1,67 1,18

 150 2,50 1,35

 200 3,34 1,48

 250 4,17 1,59

 300 5,01 1,68

 350 5,83 1,77

 400 6,68 1,85

 450 7,50 1,92

 500 8,35 1,99

 600 10,0 2,11

 700 11,7 2,22

 800 13,4 2,32

 900 15,0 2,40

 1000 16,7 2,49

Вакуумні дегазатори виконують сталевими круглими (в плані), з конусним днищем (рис. 19.2,6). Над конусним днищем розташовується дірчастий лист (з отворами діаметром 15 ... 20 мм) або решітка, яка є опорою для кілець Рашига. Вода всередину дегазатора подається пристроєм, що забезпечує тонке розпилення і рівномірний розподіл її по поверхні насадки. В якості такого розподільника води рекомендується пристрій, аналогічне розподільника соляного розчину в стандартних натрій-катіонітових фільтрах.

Для спостереження за рівнем води в дегазатор встановлюють водомірне скло. Парогазова суміш відводиться з дегазатора вакуумним пристроєм, в якості якого можуть бути використані вакуум-насоси, паро- та водоструминні ежектори.

Найбільш повна дегазація досягається розбризкуванням у вакуумі з одночасним підігрівом води. На рис. 19.8 зображена схема установки для дегазації в вакуумі з підігрівом і без підігріву води.

Вибір типу дегазатора визначається продуктивністю установки, необхідною повнотою дегазації, початковою концентрацією видаляється газу та іншими умовами.

Рис. 19.8. Установки дегазації води під вакуумом без підігріву (і з підігрівом (б)

1,5 - подача вихідної і відведення дегазованої води; 2 - воздухоотделітель; 3 - котел; 4 - вакуум-насос; 6 - насос; 7 - подача пари; 8 - теплообмінник; 9 - збірний бак

Для глибокого або часткового видалення оксиду вуглецю (IV) (незалежно від його початкової концентрації та продуктивності установки) і вільного сірководню застосовують Дегазатори з насадкою з кілець Рашига і протитечією води і повітря.

Для видалення оксиду вуглецю (IV) при продуктивності установки до 150 м3 / год і початковому його вмісті не більше 150 мг / л використовують Дегазатори з дерев'яною хордовою насадкою або Дегазатори пінного типу. При глибокому видаленні оксиду вуглецю (IV) і продуктивності до 20 м3 / год застосовують барботажні Дегазатори.

У разі часткового видалення оксиду вуглецю (IV) при продуктивності установки до 50 м3 / год використовують струйно- плівкові (контактні) градирні, а для глибокого або часткового знекиснення води - вакуумні установки з насадкою з кілець Рашига з підігрівом або без нього.

При проектуванні дегазатором повинні бути визначені: площа поперечного перерізу дегазатор; необхідний витрата повітря і поверхню насадки для досягнення необхідного ступеня дегазації. Площа поперечного перерізу дегазатор обчислюють за допустимої щільності зрошення насадки, т. Е. По витраті води, що припадає на 1 м2 площі поперечного перерізу дегазатор.

За А. А. Кастальському, допустимі щільності зрошення насадок і питомі витрати повітря складають: при глибокому видаленні з води оксиду вуглецю (IV) - до 2 ... 3 мг / л; на дегазатор, завантажених кільцями Рашига (25X25X3 мм), - 60 м3 / (м2 * год) і 15 м3 / м3; на дегазатор з дерев'яною насадкою - відповідно 40 м3 / (м2 * год) і 20 м3 / м3; при глибокому видаленні з води сірководню на дегазатор завантажених кільцями Рашига, - 40 м3 / (м2 * год) і 20 м3 / м3; при знекиснення води на вакуумних дегазатором щільність зрошення насадки дорівнює 50 м3 / (м2-год).

Залишковий вміст оксиду вуглецю (IV) після вентиляторної градирні при температурі 5 ... 8 ° С можна приймати 3 ... 5 мг / л, після контактної градирні - 5 ... 8 мг / л.

Повний знекиснення води може бути досягнуто шляхом, запропонованим П. А. Акользіним. Сутність його полягає в тому, що ежектор, що подає воду, з якої необхідно видалити кисень, підсмоктує попередньо обескіслороженний повітря. Під впливом різниці концентрації розчинений у воді кисень переходить з рідкої фази в газоподібну. Газ відділяється від води в спеціальному десорбері і потім в сепараторі. Знекиснення повітря відбувається в герметичному реакторі, завантаженому деревним вугіллям і омиваному топковим газами з температурою 500 ... 800 ° С. Однак застосування цього методу обмежується тим, що для знекиснення повітря, підсмоктується ежектором, необхідні топкові гази високої температури, т. Е. Наявність котельні. Крім того, в дегазатор вдається одночасно з знекиснення води забезпечити необхідну ступінь видалення оксиду вуглецю (IV).

Метод видалення сірководню аерування являє собою комбінування аерірованія з біохімічним окисленням сірководню серобактериями. Аератор містить шлакову завантаження. Інтенсивність зрошення при концентрації сірководню 40 ... 42 г / м3 складає 3 ... 4 м3 / (м2-год), витрата повітря - 20 ... 30 м3 / м3; кінцева концентрація сірководню - 0,3 ... 0,4 мг / л. Після аероокісленія потрібно фільтрування.

Поширеним методом видалення з води сірководню є аерірованіе (65 ... 70%). Оптимальні умови аерірованія характеризуються певним співвідношенням повітря та води, надмірна кількість повітря не збільшує ефективності видалення з води сірководню. При аерірованііудаляется сірководень, що знаходиться в молекулярній формі, і частково окислюється. Повне видалення сірководню аерування можливо лише при підкисленні води до рН <5. В таких умовах висока концентрація водневих іонів пригнічує дисоціацію сірководню, тому більша частина його буде знаходитися в молекулярній формі, яка легко видаляється аерування. Високий ступінь дегазації води (до межі розчинності при даній температурі) досягається в вакуумно-Ежекційна апараті (див. Рис. 17.4), запропонованому І. Г. Комарчевим. У вакуумній камері апарату при великих швидкостях руху дегазіруемой води відбувається її миттєве скипання, супроводжуване десорбцией розчинених газів. Результати впровадження вакуумно-ежекційного апарату в, технології знезалізнення і деманганации природних во в технології іонітових пом'якшення і знесолення води і казали не тільки його високу ефективність, але і доцільність заміни їм вентиляторних градирень.

Література

Алексєєв Л. С., Гладков В. А. Поліпшення якості м'яких вод. М.,

Стройиздат, 1994

Алфьорова Л. А., Нечаєв А. П. Замкнені системи водного господарства промислових підприємств, комплексів та районів. М., 1984.

Аюка Р. І., Мельцер В. 3. Виробництво і застосування фільтруючих

матеріалів для очищення води. Л., 1985.

Вейцер Ю. М., Мііц Д. М. Високомолекулярні флокулянти в процесах очищення води. М., 1984.

Єгоров А. І. Гідравліка напірних трубчастих систем у водопровідних очисних спорудах. М., 1984.

Журба М. Г. Очищення води на зернистих фільтрах. Львів, 1980.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка