§ 132. Ջրից լուծված գազերի հեռացում
Շատ հաճախ ջրի մաքրման գործընթացը պահանջում է ածխածնի երկօքսիդի, թթվածնի և ջրածնի սուլֆիդի հեռացում: Բոլոր երեք գազերը քայքայիչ գազեր են, որոնք առաջացնում կամ ուժեղացնում են մետաղների կոռոզիայի գործընթացները: Ածխածնի երկօքսիդը նույնպես ագրեսիվ է բետոնի նկատմամբ։ Այս գազերի հատկությունը որոշելու և ուժեղացնելու կոռոզիոն գործընթացները, ինչպես նաևվատ հոտ
, որոնք ջրածնի սուլֆիդ են հաղորդում ջրին, շատ դեպքերում պահանջում են դրանց առավել ամբողջական հեռացումը ջրից։
Դրանում լուծված գազերը ջրից հեռացնելու հետ կապված միջոցառումների ամբողջությունը կոչվում է ջրի գազազերծում։
Օգտագործվում են ջրի գազազերծման քիմիական և ֆիզիկական մեթոդներ։
Առաջինի էությունը որոշակի ռեակտիվների օգտագործումն է, որոնք կապում են ջրում լուծված գազերը։ Օրինակ՝ ջրի դօքսիգենացում կարելի է հասնել՝ դրա մեջ նատրիումի սուլֆիտ, ծծմբի երկօքսիդ կամ հիդրազին ներմուծելով: Նատրիումի սուլֆիտը, երբ մտնում է ջրի մեջ, օքսիդանում է ջրում լուծված թթվածնով մինչև նատրիումի սուլֆատ.
2Na2SO3 + O2 -> 2Na2SO4:
Ծծմբի երկօքսիդի օգտագործման դեպքում առաջանում է ծծմբաթթու.
SO2 -f H2O -»- H2SO3,
որը ջրում լուծված թթվածնով օքսիդացվում է ծծմբաթթվի.
2H2SO3-f O2-*-2H2SO4.
Քիմիական ռեակտիվ, որը կարող է օգտագործվել հասնելու համար
Ջրի գրեթե ամբողջական դեզօքսիգենացումը հիդրազին է:
Երբ այն ներմուծվում է ջրի մեջ, թթվածինը կապվում է և իներտ ազոտն ազատվում է.
N2H4 + O2->-2H2O-f-N2.
Ջրի թթվածնազրկման վերջին քիմիական մեթոդը ամենաառաջադեմն է, բայց միևնույն ժամանակ ամենաթանկը՝ հիդրազինի բարձր արժեքի պատճառով: Հետևաբար, օգտագործման այս մեթոդը հիմնականում նախատեսված է թթվածնի վերջնական հեռացման համար ջրից թթվածնի հեռացման ֆիզիկական մեթոդներից հետո:
Ջրից ջրածնի սուլֆիդը հեռացնելու քիմիական մեթոդի օրինակ է ջուրը քլորով մաքրելը.
ա) ծծմբի օքսիդացումով.
HJS + C12-»-S + 2HC1;
բ) սուլֆատների օքսիդացումով.
Այս ռեակցիաները (ինչպես նաև թիոսուլֆատների և սուլֆիտների առաջացման միջանկյալ ռեակցիաները) զուգահեռաբար ընթանում են որոշակի համամասնություններով՝ կախված հիմնականում քլորի դոզանից և ջրի pH-ից։ Գազի հեռացման քիմիական մեթոդներն ունեն հետևյալ թերությունները. ա) ռեակտիվների օգտագործման անհրաժեշտություն, որոնք բարդացնում և բարձրացնում են ջրի մաքրման արժեքը. բ) ջրի որակի վատթարացման հնարավորությունը, եթե խախտվում է ռեակտիվների դեղաչափը. Արդյունքում, քիմիական գազի հեռացման մեթոդները շատ ավելի հազվադեպ են օգտագործվում, քան ֆիզիկականը:
Ջրից լուծված գազերի հեռացման ֆիզիկական մեթոդները կարող են իրականացվել երկու եղանակով. 2) ստեղծվում են այնպիսի պայմաններ, որոնց դեպքում գազի լուծելիությունը ջրի մեջ դառնում է զրոյի մոտ.
Օգտագործելով առաջին մեթոդը, այսինքն ջրի օդափոխություն, ազատ ածխածնի երկօքսիդը և ջրածնի սուլֆիդը սովորաբար հեռացվում են, քանի որ այդ գազերի մասնակի ճնշումը մթնոլորտային օդում մոտ է զրոյի։
Երկրորդ մեթոդին սովորաբար պետք է դիմել ջուրը թթվածնազրկելիս, քանի որ մթնոլորտային օդում թթվածնի զգալի մասնակի ճնշման դեպքում ջրի օդափոխումը չի կարող թթվածինը հեռացնել դրանից: Ջրից թթվածինը հեռացնելու համար այն հասցնում են եռման, որի ժամանակ բոլոր գազերի լուծելիությունը ջրում իջնում է զրոյի։ Ջուրը եռում է կամ տաքացնելով այն (ջերմային դեաերատորներ) կամ ճնշումը իջեցնելով այն արժեքի, որով ջուրը եռում է իր տվյալ ջերմաստիճանում (վակուումային գազազերծիչներ):
Ջրից լուծված գազերի հեռացումը ջրի մաքրման ժամանակ իրականացվում է գազազերծող սարքերի միջոցով տարբեր տեսակներ, որոնք, ըստ իրենց կառուցվածքային նախագծման, ջրի և օդի շարժման բնույթի և շրջակա միջավայրի, որտեղ իրականացվում է գազազերծման գործընթացը, կարելի է դասակարգել հետևյալ կերպ.
1) ֆիլմի գազազերծիչներ, որոնք սյուներ են, բեռնվածություն
ամուսնացած է այս կամ այն կցորդով (փայտե, Raschig մատանիներ և այլն),
որի միջով ջուրը հոսում է բարակ թաղանթով: Ստեղծելու համար օգտագործվում է վարդակ
զարգացած ներարկվող ջրի և օդի միջև շփման մակերեսը
օդափոխիչ դեպի ջրի հոսքը;
2) պղպջակազերծիչներ, որոնց մեջ ես դանդաղ շարժվում եմ
Սեղմված օդը փչում է հոսող ջրի միջով;
3) վակուումային գազազերծիչներ, որտեղ, օգտագործելով հատուկ սարքեր
(վակուումային պոմպեր կամ ջրային ռեակտիվ արտանետիչներ) ստեղծում են նման ճնշում
ջերմաստիճանը, որով ջուրը եռում է տվյալ ջերմաստիճանում.
Ջրի մաքրման տեխնոլոգիայում հիմնականում օգտագործվում են թաղանթային գազազերծիչներ, իսկ վակուումային (կամ ջերմային)՝ ջուրը թթվածնազրկելու համար։ Բուբլեր գազազերծիչները օգտագործվում են որպես բացառություն՝ պայմանավորված համեմատաբար բարձր գործառնական արժեքով (էլեկտրաէներգիայի սպառում օդի սեղմման համար):
Գազազերծիչներ նախագծելիս պետք է որոշվեն հետևյալ քանակությունները՝ մակերես խաչաձեւ հատվածըգազազերծող, պահանջվող օդի հոսք, վարդակային մակերեսի մակերես, որն անհրաժեշտ է գազազերծման տվյալ էֆեկտի հասնելու համար:
Գազազերծիչների խաչմերուկի տարածքը պետք է որոշվի վարդակի ոռոգման թույլատրելի խտությամբ, այսինքն. ջրի սպառումը, գազազերծիչի խաչմերուկի 1 մ2 մակերեսի վրա։ Raschig օղակներով բեռնված գազազերծիչների վրա (25X25X3 մմ) ջրից ածխաթթու գազը խորապես հեռացնելիս (մինչև 2-3 մգ/լ), վարդակի ոռոգման թույլատրելի խտությունը 60 մ3/(մ2»ժ), հատուկ օդի հոսքը՝ 15։ մ3/մ3; տախտակներից պատրաստված փայտե փաթեթավորմամբ բեռնված գազազերծիչների վրա, համապատասխանաբար 40 մ3/(մ2“ժ) և 20 մ3/մ3; վակուումային գազազերծող սարքերի միջոցով ջուրը թթվածնազրկելիս վարդակի ոռոգման թույլատրելի խտությունը 5 մ3/(մ2“ժ) է:
Գազազերծիչի մեջ բեռնված վարդակների պահանջվող մակերեսը որոշվում է § 131-ում տրված բանաձևով: Այնտեղ նշված են նաև այս բանաձևում ներառված մնացած քանակությունների որոշման մեթոդները: K արժեքները հայտնաբերվում են գազազերծող սարքերի յուրաքանչյուր տեսակի համար՝ օգտագործելով համապատասխան գրաֆիկները1:
Ջրից թթվածինը հեռացվում է ոչ միայն կլանման (ֆիզիկական), այլև քիմիական մեթոդներով։ Թթվածնի քիմիական կապը քայքայիչ-իներտ նյութերի հետ իրականացվում է մի քանի եղանակներով, որոնցից յուրաքանչյուրը հիմնված է ռեդոքս պրոցեսների վրա։ Քանի որ այս գործընթացները բնորոշ են նաև ջրի մաքրման մի շարք բնորոշ մեթոդներին, օրինակ՝ կենսաբանական աղտոտիչների մաքրման համար և կարևոր են կոռոզիայի գնահատման համար։ շինանյութերհիմնական և օժանդակ սարքավորումները, ապա մենք կվերլուծենք դրանց հիմնական դրույթները:
Օքսիդացման ռեակցիաները բաղկացած են օքսիդացման (նյութերին էլեկտրոններ նվիրաբերելու) և վերացման (նյութերին էլեկտրոններ ստանալու) գործընթացներից։ Ռեակցիայի ժամանակ իր էլեկտրոնները նվիրաբերող նյութը կոչվում է վերականգնող նյութ, իսկ էլեկտրոններ ընդունող նյութը՝ օքսիդացնող նյութ։ Որոշ նյութեր կարող են գոյություն ունենալ օքսիդացող և վերականգնող ձևերով և կարող են փոխվել մի ձևից մյուսը՝ ստանալով կամ կորցնելով էլեկտրոններ: Բացառությամբ թթվածնի և ջրածնի, որոնք համապատասխանաբար օքսիդացնող և վերականգնող նյութեր են, մնացած նյութերը, կախված պայմաններից, կարող են լինել կա՛մ օքսիդացնող, կա՛մ վերականգնող նյութեր, որոնք բնութագրվում են ռեակցիայի համակարգի ռեդոքս ներուժով կամ ռեդոքսային ներուժով: Redox պոտենցիալը կախված է ռեդոքսային ձևի ակտիվությունից՝ համաձայն Նորնստի հավասարման.
որտեղ n-ը ռեդոքս ռեակցիային մասնակցող էլեկտրոնների թիվն է. k – պարամետր՝ կախված ջերմաստիճանից; E 0-ը ստանդարտ ներուժն է, որը որոշում է օքսիդացնող և վերականգնող ձևերի գործունեության հավասարությունը:
Օքսիդացման պոտենցիալը ծառայում է որպես համակարգի օքսիդացնող և նվազեցնող կարողությունների չափանիշ: Ամենահզոր օքսիդացնող նյութերը և իոններն են, որոնք օգտագործվում են պերմանգանատի կամ երկքրոմատի օքսիդացումը որոշելու համար, ինչպես նաև ֆտորին, օզոնին և քլորին:
Ջրից լուծված գազերը հեռացնելու քիմիական մեթոդները ներառում են դրանք նորի մեջ կապելը քիմիական միացություններ. Թթվածնի պարունակության խիստ կարգավորումը ջերմային էլեկտրակայանների շղթաներում թմբուկային կաթսաներով և ջեռուցման ցանցերում ջրի նվազեցման ռեժիմներ օգտագործելիս որոշում է ոչ միայն գազազերծման ֆիզիկական մեթոդների, այլ նաև օքսիդացման լրացուցիչ քիմիական մեթոդների կիրառման անհրաժեշտությունը, որոնք հիմնված են ռեդոքս ռեակցիաների վրա:
Օգտագործված նվազեցնող նյութերը ներառում են ռեակտիվներ, ինչպիսիք են նատրիումի սուլֆիտը, հիդրազինը և օքսիդավերականգնման խմբերը, որոնք ստեղծված են բարձր մոլեկուլային քաշի, ջրի մեջ չլուծվող պոլիմերների վրա:
Նատրիումի սուլֆիտով ջրի մշակումը հիմնված է ջրի մեջ լուծված թթվածնի հետ սուլֆիտի օքսիդացման ռեակցիայի վրա.
2Na 2 SO 3 + O 2 2Na 2 SO 4:
Արձագանքը բավականին արագ է ընթանում առնվազն 80 0 C ջրի ջերմաստիճանում և pH ≤ 8: Օքսիգենացման այս մեթոդը օգտագործվում է միայն միջին ճնշման կաթսաների համար (3 - 6 ՄՊա) և ջեռուցման ցանցի հարդարման ջրի համար, քանի որ ջերմաստիճանում: 275 0 C-ից բարձր և 6 ՄՊա ճնշումից ավելի սուլֆիտը ենթարկվում է հիդրոլիզի և ինքնաօքսիդացման գործընթացին` ինքնաբուժման.
Na 2 SO 3 + H 2 O 2NaOH + SO 2; 4Na 2 SO 3 Na 2 S + 3Na 2 SO 4.
Բարձր և գերբարձր պարամետրերով ուղիղ հոսքի կաթսաների և թմբուկային կաթսաների համար ջուրը թթվածնազրկվում է հիդրազինով հիդրազին հիդրատի տեսքով (N 2 H 4 ∙ H 2 O), որը չի ավելացնում ջրի աղի պարունակությունը։
N 2 H 4 ∙ H 2 O O 2 3H 2 O + N 2:
Այս ռեակցիայի արագությունը որոշող հիմնական գործոններն են ջերմաստիճանը, pH-ը, հիդրազինի ավելցուկը և կատալիզատորների առկայությունը։ Այսպիսով, 105 0 C ջերմաստիճանում, pH = 9 ÷ 9,5 և հիդրազինի ավելցուկը 0,02 մգ/կգ, թթվածնի ամբողջական կապի ժամանակը 2 – 3 վայրկյան է: pH-ում< 7 гидразин практически не связывает кислород. При рН = 9 ÷ 11 достигается максимум скорости реакции. Органические катализаторы интенсифицируют реакцию, повышая скорость взаимодействия в 25 – 100 раз. Каталитически влияют на скорость реакции также соединения меди и некоторых других металлов.
Կաթսայի ջրի և գերտաքացուցիչների մեջ հիդրազինի ավելցուկը քայքայվում է՝ առաջացնելով ամոնիակ.
3N 2 H 4 4NH 3 + N 2:
Մետաղների օքսիդների առկայության դեպքում հնարավոր է նաև հիդրազինի տարրալուծումը H2-ի արտազատմամբ.
3N 2 H 4 2NH 3 + 3H 2 + 2N 2:
Օքսիդացման ռեակցիաները կարող են իրականացվել ջուրը զտելով ջրի մեջ չլուծվող բարձր մոլեկուլային նյութերի միջով, որոնք պարունակում են ռեդոքս խմբեր, որոնք ունակ են շրջելի օքսիդացման և նվազեցման: Նման նյութերի օրինակ են էլեկտրական իոնափոխանակիչները (EI), որոնք օգտագործվում են ջեռուցման ցանցերում լրացուցիչ ջրի թթվածնացման սխեմաներում, որոնք անցել են ջերմային օդազերծման նախնական փուլ: EI-ն ստացվում է նյութի սինթեզի ընթացքում այն իոնափոխանակիչի կառուցվածքի մեջ մտցնելու միջոցով։ Նման խեժերի վրա հնարավոր է իոնափոխանակման և ռեդոքս պրոցեսների միաժամանակյա և անկախ առաջացում։ EI կարելի է ձեռք բերել պղնձի և բիսմութի հիման վրա։
Որոշիչ գործոնը, երբ ընտրում է իոնափոխանակիչի տեսակը դրա վրա ռեդոքս նյութերը փաթեթավորելու համար, մատրիցայի կարողությունն է՝ ամուր պահելու ավանդադրված միացությունները: Այս ունակությունը կախված է իոնափոխանակիչի մակերեսային լիցքի նշանից։
Դասախոսություն թիվ 10
Քիմիական դեզօքսիգենացման կազմակերպում.
Միջին ճնշման կաթսաների սնուցող ջրի մշակման համար նատրիումի սուլֆիտի լուծույթը պատրաստվում է մթնոլորտի հետ շփումից պաշտպանված տանկի մեջ: 3 - 6% կոնցենտրացիայով լուծույթը ներմուծվում է մատակարարման խողովակաշարի մեջ պոմպերի դիմաց, օգտագործելով լվացքի և մխոցային դիսպենսերներ: Նատրիումի սուլֆիտի չափաբաժինը ջերմային օդազերծումից հետո 1 մ3 կերային ջրի մշակման համար հաշվարկվում է բանաձևով.
որտեղ g-ը տեխնիկական սուլֆիտի սպառումն է, գ/մ3;
Թթվածնի կոնցենտրացիան մաքրված ջրի մեջ, գ/մ 3;
k – ավելցուկային ռեակտիվ (2 – 3 գ/մ3);
Հիդրազինով բուժում կազմակերպելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել հիդրազին հիդրատի հատկությունները։ Հիդրազին հիդրատ N 2 H 4 · H 2 O անգույն հեղուկ է, որը հեշտությամբ կլանում է օդից թթվածինը, ածխաթթու գազը և ջրային գոլորշին և շատ լուծելի է ջրում: Հիդրազինը թունավոր է 40%-ից ավելի կոնցենտրացիաների դեպքում, դյուրավառ, և մատակարարվում և պահվում է որպես 64% լուծույթ փակ չժանգոտվող պողպատից տարայի մեջ: Հիդրազինի գոլորշիները առաջացնում են գրգռում շնչառական ուղիները, տեսողության օրգանները, հիդրազինային լուծույթները գործում են մաշկըՀետևաբար, հիդրազինի հետ աշխատելիս պետք է խստորեն պահպանել անվտանգության համապատասխան կանոնները:
Հիդրազինի հաշվարկված չափաբաժինը պետք է հաշվի առնի ոչ միայն դրա սպառումը թթվածնի կապակցման, այլ նաև մետաղական օքսիդների հետ փոխազդեցության համար: Դրա դեղաչափը հաշվարկվում է բանաձևով.
գ գ = 3C 1 + 0.3 C 2 – 0.15 C 3,
որտեղ g g-ը հիդրազին հիդրատի հաշվարկված չափաբաժինն է, մգ/կգ;
C 1 – C 3 – սննդային ջրում, համապատասխանաբար, թթվածնի, երկաթի և պղնձի միացությունների կոնցենտրացիան, մգ/կգ:
Հիդրազինը չափվում է երկու կետերից մեկում՝ սնուցման պոմպերի ներծծման կամ ջեռուցիչի դիմաց գտնվող տուրբինային կոնդենսատի մեջ։ ցածր ճնշում(PND): 100% հիդրազինի φ, մգ/կգ գնահատված քանակությունը, որը պահանջվում է նախնական նոսրացման բաքում բեռնելու համար, որոշվում է հարաբերակցությունից.
որտեղ D-ը կերակրման ջրի սպառումն է, մ 3 / ժ;
τ – տանկի լիցքավորման միջև ընկած ժամանակահատվածը, ժամերը:
20% կոնցենտրացիայով հիդրազինի համար 10 մ 3 տանկի հզորությունը ապահովում է մոտավորապես երկու ամիս ռեագենտի մատակարարում 3600 ՄՎտ հզորությամբ հիդրոէլեկտրակայանի համար (GRES):
Տրված սնուցող ջրի հոսքի արագության դեպքում ռեագենտի ժամային հոսքի արագությունը d, կգ/ժ, հաշվարկվում է բանաձևով.
Սովորաբար հիդրազինի ավելցուկային կոնցենտրացիան կերակրման ջրի մեջ նորմալ շահագործման ընթացքում կազմում է 0,03 – 0,06 մգ/կգ:
Դիտարկենք քիմիական դեզօքսիգենացման օգտագործման տեխնոլոգիան՝ օգտագործելով երկաթի օքսիդի էլեկտրոնափոխանակիչի (EI) օգտագործման օրինակը: Այս տեսակի EI-ն ի վիճակի է թթվածնազրկել և միևնույն ժամանակ փափկացնել ջուրը նախնական վակուումային օդազերծմամբ շղթաներում: Ջրի նախնական օդազերծումն ապահովում է նրա տաքացումը մինչև 60 - 80 0 C և լուծված թթվածնի մասնակի հեռացումը, ինչը դրականորեն է ազդում դիտարկվող մեթոդի արդյունավետության վրա։ Նշված ջերմաստիճանի պայմաններում գործընթացը կարող է հիմնված լինել իոնափոխանակման ֆիլտրերի ստանդարտ նախագծերի վրա: Երբ մաքրված ջրի սկզբնական թթվածնի պարունակությունը կազմում է մինչև 1 մգ/կգ, էլեկտրական իոնափոխանակիչը ապահովում է թթվածնի պարունակության նվազում մինչև 5 – 20 մկգ/կգ:
Էլեկտրաիոնափոխանակիչի մակերեսին երկաթի հիդրօքսիդի առկայությունը նույնպես նպաստում է երկաթի հեռացմանը:
Տվյալ տեխնոլոգիական բնութագրերը ապահովում են փակ տիպի ջեռուցման ցանցում դեօքսիգենացման համար այս նյութի օգտագործման բարձր արդյունավետությունը:
Ջրի մաքրում թորման մեթոդներով:
Թորման մեթոդ.
Բարձր աղի պարունակությամբ ջրերի, ներառյալ ծովի ջրի մաքրում (աղազերծում), ինչպես նաև բարձր հանքայնացված թափոնների լուծույթների մշակում՝ պաշտպանական նպատակներով. միջավայրը– ամենակարեւոր գիտատեխնիկական առաջադրանքը:
Բարձր հանքայնացված ջրերի և լուծույթների մշակումը կարող է իրականացվել, առաջին հերթին, ջրից լուծված կեղտերը հեռացնելու միջոցով, ինչը, որպես կանոն, իրականացվում է առանց լուծիչի (ջրի) փուլային անցումների գոլորշու կամ պինդ վիճակի. երկրորդ՝ լուծույթից ջրածնի մոլեկուլների արդյունահանման մեթոդով՝ հիմնվելով դրանց ագրեգացման վիճակի փոփոխության վրա (թորման մեթոդ)։
Լուծումից աղեր հանելու առաջին եղանակը տեսականորեն ավելի նպատակահարմար է թվում, քանի որ լուծված նույնիսկ բարձր հանքայնացված կեղտերի մոլային բաժինը մոտավորապես 100 կամ ավելի անգամ պակաս է, քան հենց ջրի մոլեկուլների թիվը: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդի իրականացման տեխնիկական դժվարությունները թույլ չեն տալիս, որ այդ առավելությունը տնտեսապես իրացվի բոլոր դեպքերում:
Ջրային լուծույթները տաքացնելիս ջրի մոլեկուլները ստանում են էներգիա, որը գերազանցում է մոլեկուլային ձգողության ուժերը և տեղափոխվում գոլորշիների տարածություն: Երբ ջրի մեջ հագեցած գոլորշիների ճնշումը հավասարվում է արտաքին ճնշմանը, ջուրը սկսում է եռալ: Ջրում պարունակվող և հիդրատացված վիճակում լուծված նյութերի իոնները և մոլեկուլները էներգիայի նման պաշար չունեն և ցածր ճնշման դեպքում շատ փոքր քանակությամբ վերածվում են գոլորշու։ Այսպիսով, կազմակերպելով ջրային լուծույթների եռման գործընթացը՝ հնարավոր է լինում առանձնացնել լուծիչը (ջուրը) և դրա մեջ պարունակվող կեղտերը։ Թորումը (ջերմային աղազերծումը) իրականացվում է գոլորշիացման ագրեգատներում (Նկար 1), որոնցում ջուրը, ջերմություն ստանալով ջեռուցման համակարգին մատակարարվող առաջնային գոլորշուց, վերածվում է երկրորդական գոլորշու, որն այնուհետև խտանում է:
Նկար 1 – Գոլորշիացման կայանի սխեման.
1 – առաջնային գոլորշու մատակարարման գիծ; 2 – ջեռուցման հատված; 3 – գոլորշիացնող մարմին; 4 – առաջացած (երկրորդային) գոլորշու արտանետման գիծ. 5 - կոնդենսատոր; 6 – առաջնային գոլորշու կոնդենսատի արտանետման գիծ; 7 – սնուցող ջրամատակարարման գիծ; 8 - մաքրման գիծ; 9 – դատարկման գիծ; 10 – թորման դուրսբերման գիծ:
Առաջնային գոլորշին սովորաբար վերցվում է գոլորշու տուրբինից: Նյութերը, որոնք աղտոտում են ջուրը, մնում են գոլորշիացված ջրի ծավալում և հեռացվում են գոլորշիչից արտահոսող (փչող) ջրով: Թորումը` երկրորդային գոլորշու խտացում, պարունակում է միայն փոքր քանակությամբ չցնդող կեղտեր, որոնք մտնում են դրա մեջ գոլորշիացված ջրի (խտանյութի) կաթիլային ներթափանցման պատճառով:
Ենթադրելով, որ որպես առաջին մոտարկում, կեղտերի անցումը երկրորդական գոլորշու զրոյական է, մենք կգնահատենք գոլորշիացման նյութի հավասարակշռության հիման վրա գոլորշիացման ջրի մեջ կեղտերի կոնցենտրացիան C.v. և փչման հոսքի արագությունը Ռ.ա. Նյութական հաշվեկշռի հավասարումը ունի ձև.
R p.v · S p.v = R p · S p + R pr · S v.i,
որտեղ R p.w – կերակրման ջրի սպառումը (P p.w = P p + P pr);
R p – գոլորշու արտադրություն:
Հաշվի առնելով, որ C p = 0, (P p + P pr) C p.v = P pr C v.i, որտեղից .
Որքան մեծ է փչումը, այնքան ցածր է կեղտերի կոնցենտրացիան գոլորշիացնող ջրի մեջ (փչում): Ջրի գոլորշիացման ժամանակ կարծրության աղերի լուծելիության բացասական ջերմաստիճանի գործակիցը, Ca 2+, Mg 2+, , OH- իոնների կոնցենտրացիան CaCO 3, CaSO 4 և Mg(OH) 2 լուծելիության արտադրանքը գերազանցող սահմաններում։ , գոլորշիների մեջ ջերմափոխանցող մակերեսների վրա մասշտաբի առաջացման պատճառն է։ Կշեռքի ձևավորումը նվազեցնում է գոլորշիների աշխատանքը և վատթարանում դրանց տեխնիկական և տնտեսական ցուցանիշները:
Գոլորշիացման բույսերը կարող են լինել մեկ կամ բազմաստիճան: Եթե երկրորդական գոլորշին ուղղակիորեն խտացվում է գոլորշիացնող կոնդենսատորում, ապա նման գոլորշիացման տեղադրումը միաստիճան է: Բազմաստիճան տեղակայանքներում (Նկար 2) յուրաքանչյուր փուլի երկրորդական գոլորշին, բացառությամբ վերջինի, օգտագործվում է որպես տաքացնող գոլորշի հաջորդ փուլի համար և այնտեղ խտանում:
Նկար 2 – Բազմաստիճան գոլորշիացման կայանի դիագրամ.
1 – ջեռուցման գոլորշու մատակարարման գիծ; 2 – 4 – գոլորշիչ, համապատասխանաբար 1 – 3 փուլ; 5 – երկրորդական գոլորշու արտանետման գիծ; 6 - կոնդենսատոր; 7 - կոնդենսատի արտահոսքի գիծ; 8 – կերակրման ջրամատակարարման գիծ; 9 – կերակրման ջրատաքացուցիչ; 10 - մաքրման գիծ:
Փուլերի քանակի ավելացման հետ մեկ տոննա առաջնային գոլորշիից գոլորշիացման կայանում ստացվող կոնդենսատի (թորվածքի) քանակը նույնպես մեծանում է։ Այնուամենայնիվ, աստիճանների քանակի աճով, ջեռուցման և երկրորդային գոլորշու միջև ջերմաստիճանի տարբերությունը նվազում է, ինչը պահանջում է հատուկ ջերմափոխանակման մակերեսների մեծացում, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է աճի: ընդհանուր չափերը, մետաղի կոնկրետ ծախսեր և տեղադրման ծախսերի ավելացում:
Բազմաստիճան տեղադրումը կարող է սնուցվել զուգահեռ միացումյուրաքանչյուր գոլորշիչով մատակարարվում է ընդհանուր կոլեկտորից, բայց ավելի հաճախ՝ ըստ հաջորդական սխեմայի, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2-ում: ջուրը հոսում է հաջորդ փուլ, իսկ վերջինից թափվում է դրենաժ։ Բազմաստիճան գոլորշիացման կայանները օգտագործվում են համակցված ջերմաէլեկտրակայաններում գոլորշու և կոնդենսատի մեծ ընդհանուր և արտաքին կորուստներով: Միաստիճան գոլորշիացման ագրեգատները օգտագործվում են փոքր կորուստներով (1-3%) կոնդենսացիոն էլեկտրակայաններում (1-3%) և ներառված են ջրի մաքրման կայաններից կեղտաջրերի մաքրման սխեմաներում, երբ արտանետումն արգելված է:
Ներկայումս թորումը հիմնականում արտադրվում է ջրից, որը նախկինում փափկվել է իոնափոխանակման ֆիլտրերի միջոցով, սակայն որոշ դեպքերում օգտագործվում է պարզեցված մշակման ենթարկված ջուր: Գոլորշիացնողին մատակարարվող գոլորշին կոչվում է առաջնային, իսկ գոլորշին մտնող ջրից առաջացած՝ երկրորդական:
Ֆլեշ գոլորշիների մեջ գոլորշին ձևավորվում է ոչ թե եռալով, այլ եռացող ջրով, որը նախապես տաքացվում է ջրի հագեցվածության ջերմաստիճանից մի քանի աստիճան բարձր ջերմաստիճանի, այն խցիկում, որտեղ տեղի է ունենում գոլորշու ձևավորում: Նրանք չեն պահանջում բարձրորակ կերային ջուր, քանի որ եռման ժամանակ ջրի գոլորշիացման գործընթացը տեղի է ունենում առանց ջերմության փոխանցման մակերեսի միջոցով: Ֆլեշ կաթսաները կոչվում են նաև ադիաբատիկ կամ ֆլեշ միավորներ: Քանի որ հագեցվածության ջերմաստիճանը կախված է հագեցվածության ճնշումից, երբ եռումն իրականացվում է մթնոլորտից ցածր ճնշման տակ, հնարավոր է կազմակերպել տվյալ տեսակի գոլորշիների աշխատանքը 100 0 C-ից ցածր ջերմաստիճանում, ինչը նվազեցնում է մասշտաբի ձևավորման հավանականությունը:
Հարկադիր շրջանառությամբ միաստիճան ֆլեշ գոլորշիացնող սարքը գործում է հետևյալ կերպ (Նկար 3):
Նկար 3 – Մեկ փուլային ֆլեշ գոլորշիացուցիչ՝ հարկադիր շրջանառությամբ:
Աղբյուրի ջուրը մտնում է կոնդենսատոր 1, որից հետո դրա մի մասն ուղարկվում է գոլորշիացման խցիկ 3: Շրջանառության պոմպը 5 ջուր է վերցնում գոլորշիացման խցիկից և մղում այն ջեռուցիչ 6-ի միջով, ջուրը վարդակ 2-ով վերադարձնելով գոլորշիչի պատյան: . Երբ չխտացող գազերը դուրս են ներծծվում գոլորշու արտանետիչ 8-ով, խցիկում ճնշումը նվազում է գոլորշու հագեցվածության ճնշումից ցածր, ինչը հանգեցնում է կաթիլների մակերևույթից և հայելու գոլորշիացմանը: Խոնավության կաթիլների տարանջատումը կատարվում է 7-րդ սարքում: Թորումը գոլորշիացնողից դուրս է մղվում 4-րդ պոմպի միջոցով, դրա քանակը միաստիճան տեղակայանքներում մոտավորապես հավասար է խտացնող գոլորշու քանակին:
Ֆլեշ գոլորշիչները կարող են կառուցվել՝ օգտագործելով բազմաստիճան դիզայն, որն ապահովում է ավելի ցածր հատուկ ջերմային սպառում: Ծովի ջրի աղազերծման կայաններում փուլերի թիվը կարող է հասնել մինչև 30-40: Երբ այդպիսի կայանը ներառված է կաթսայատան սնուցող ջրի ռեգեներատիվ ջեռուցման սխեմայի մեջ, այն իրականացվում է միաստիճան ջերմային հաշվեկշռի պայմանների համաձայն կամ ունի. երեք կամ չորս փուլ.
Գոլորշիացման ստորաբաժանումներում մասշտաբի առաջացման կանխարգելում.
Աղի ջրով սնվող գոլորշիների շահագործման փորձը ցույց է տալիս լուրջ դժվարություններ, որոնք առաջանում են ջերմության փոխանցման մակերևույթների վրա մասշտաբների արագ ձևավորումից, α ջերմափոխանակման գործակիցի նվազումից և գոլորշիների արդյունավետության նվազումից:
Բյուրեղային նստվածքների խիտ շերտի աճը տեղի է ունենում գերհագեցած լուծույթից՝ մակերեսի վրա գոյություն ունեցող բյուրեղների աճի (առաջնային մասշտաբի ձևավորում), ինչպես նաև գոլորշիացված ջրի մեջ արդեն ձևավորված մանր մասնիկների կպչունության և կլանման պատճառով։ (երկրորդային մասշտաբի ձևավորում):
Որպես կանոն, երկու տեսակների մասշտաբի ձևավորումը տեղի է ունենում միաժամանակ։ Մակերեւույթի վրա մասշտաբի առաջացումը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ. գոյացությունների տեսքը, ինչպիսիք են մարջանի թփերը; լրացնելով «բուշի» ճյուղերի միջև եղած տարածությունները լուծույթում ձևավորված և ջերմափոխանակման մակերես տեղափոխվող պինդ փուլի փոքր մասնիկներով:
Սանդղակի ձևավորման ինտենսիվության գնահատման հետ կապված հաշվարկների իրականացման մեթոդները դեռ չեն մշակվել, քանի որ այս գործընթացի վրա ազդող բոլոր գործոնները, մասնավորապես, հեռու են ուսումնասիրվելուց, անհրաժեշտ է իմանալ ակտիվության գործակիցի ճշգրիտ արժեքները մասշտաբային իոնների համար իրական պարամետրերգոլորշիչի շահագործում.
Գոլորշիատորներում մասշտաբի ձևավորման դեմ պայքարի մեթոդները կարելի է բաժանել ֆիզիկական, քիմիական և ֆիզիկաքիմիական. Բացի այդ, գոլորշիների համար հնարավոր է օգտագործել հատուկ նմուշներ և նյութեր՝ մասշտաբի ձևավորումը նվազեցնելու համար:
Առանց ռեագենտների մեթոդներ.
Կոնտակտային կայունացման մեթոդը առաջարկվել է Լանգելյեի կողմից և այդպես է անվանվել ջերմափոխանակման մակերեսի վրա պինդ փուլային տարանջատման բացակայության պատճառով, երբ այն օգտագործվում է: Այն հիմնված է այն փաստի վրա, որ չլուծված կեղտոտ մասնիկների վրա բյուրեղների առաջացման էներգիան ավելի քիչ է, քան բյուրեղացման կենտրոնների ինքնաբուխ առաջացման էներգիան։ Կայունացուցիչ նյութի վրա բյուրեղացումը տեղի է ունենում լուծույթի ավելի քիչ գերհագեցվածության դեպքում: Բյուրեղացման բազմաթիվ կենտրոնների պատճառով առաջանում է լուծելիությունից բարձր մասշտաբների ձևավորման ավելցուկային տեղումներ: Որպես կայունացուցիչ օգտագործվում են մանրացված նյութեր՝ կրաքար, մարմար, ավազ, որի զտիչ շերտով շրջանառվում է գոլորշիացված ջուր։
Ֆիլտրի բարձրությունը պետք է լինի 1,8 - 2 մետր: Կայունացնող նյութի տեղափոխումից խուսափելու համար աղի բարձրացման արագությունը չպետք է լինի 35 մ/ժ-ից ավելի: Կոնտակտային կայունացման օգտագործումը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել գոլորշիչի մասշտաբը 80–90%-ով, սակայն այն կառուցվածքային առումով բարդ է:
Ջրի մագնիսական մաքրումը ներառում է այն պոմպային սարքի միջոցով, որում ստեղծվում է մագնիսական դաշտ: Հայտնի է, որ մագնիսական սարքերով հագեցած կայանքները արդյունավետ աշխատում են, երբ ջուրը կայուն չէ, այսինքն՝ գերհագեցված է CaCO 3-ով։ Մագնիսական մշակման տեսությունը դեռ չի ձևավորվել, սակայն հետազոտությունները հաստատել են հետևյալը. Պարունակվում է ջրի մեջ, որը տեղափոխվում է պողպատե խողովակներ, ֆերոմագնիսական կոռոզիայի արտադրանք և կոլոիդային մասնիկներ ունեցող էլեկտրական լիցքև մագնիսական մոմենտը, կուտակվում են մագնիսական ապարատի կողմից ստեղծված մագնիսական դաշտում։ Մագնիսական ապարատի բացվածքում պինդ միկրոֆազի կոնցենտրացիայի ավելացումը նպաստում է կալցիումի կարբոնատի բյուրեղացմանը անկայուն ջրից իր ծավալով, որի արդյունքում մասշտաբի ձևավորման արագությունը նվազում է, բայց տիղմի կոնցենտրացիան մեծանում է հետագա տաքացման հետ: և մագնիսական մշակման ենթարկված ջրի գոլորշիացում: Քանի որ բնական ջրում կեղտերի քիմիական և ցրված բաղադրությունը տատանվում է ըստ սեզոնի և տարածաշրջանի, և CaCO 3-ով ջրի գերհագեցվածության աստիճանը նույնպես կախված է ջերմաստիճանից, մագնիսական մշակման արդյունավետությունը կարող է տարբեր լինել լայն շրջանակում՝ մինչև զրոյական արժեքներ:
Ուլտրաձայնային բուժումջրի գոլորշիացման ժամանակ, զգալի էներգիայի միջավայրի առաձգական մեխանիկական թրթռումների պատճառով, այն կարող է պայմաններ ստեղծել, որոնք կհանգեցնեն բյուրեղացման կինետիկայի խաթարմանը մոտ պատի շերտում: Ջեռուցման մակերևույթի վրա ուլտրաձայնային ալիքների ազդեցությունը կարող է առաջացնել փոփոխվող ճկման ուժեր մակերեսի հետ բյուրեղային կապերի միջերեսում, ինչը, ի վերջո, առաջացնում է մասշտաբի կեղև: Կշեռքի առաջացման վրա ուլտրաձայնի ազդեցության մեխանիզմը լիովին ուսումնասիրված չէ։
Է.Ֆ. Տեբենիխին, Էլեկտրակայաններում ջրի մաքրման առանց ռեագենտների մեթոդներ. Մ.: Էներգոատոմիզդատ, 1985:
Դասախոսություն թիվ 11
Գոլորշիացման համակարգերում մասշտաբի առաջացման կանխարգելում
քիմիական և այլ մեթոդների օգտագործմամբ տեղակայումներ:
Քիմիական մեթոդներ. Թթվայնացման կայունացումն օգտագործվում է ջերմափոխանցող մակերեսների վրա կալցիումի կարբոնատի և մագնեզիումի հիդրօքսիդի սանդղակի առաջացումը կանխելու համար։
Ca 2+ , , , CO 2 պարունակող բնական ջուրը, կախված համակարգի ածխաթթու գազի հավասարակշռության վիճակից, կարող է լինել ագրեսիվ, կայուն կամ անկայուն։ Նման համակարգի կայունության հիմնական չափանիշը, որն օգտագործվում է գործնականում, Լանգելյեի առաջարկած «կայունության ինդեքսն» է։
Բնական ջրերի համար կատարվում են հետևյալ հարաբերությունները՝ pH = ≥ pH փաստ: Փաստացի և հավասարակշռության արժեքների միջև տարբերությունը նշվում է Y-ով և կոչվում է կայունության ինդեքս կամ Langelier ինդեքս.
pH փաստ – pH հավասար = Y.
Y = 0-ում ջուրը կայուն է, Y-ում< 0 она агрессивна, при Y >0 ջուրն անկայուն է և ընդունակ է նստվածքներ առաջացնել։ Թթվայնացման միջոցով ջրի կայունացված մաքրման դեպքում կայունության ինդեքսն ապահովվում է զրոյի մոտ: Իմանալով pH-ի փոփոխության բնույթը փաստ = f 1 (Sh) և pH հավասար = f 2 (Sh) թթվայնացման արդյունքում ջրի ալկալայնության նվազմամբ, մենք կարող ենք լուծել այս հավասարումները ΔSh-ի նկատմամբ (ալկալայնության նվազում մինչև կայուն վիճակ):
Տեխնիկական ծծմբական կամ աղաթթվի պահանջվող չափաբաժինը, մգ/կգ, կարող է որոշվել բանաձևով.
որտեղ e-ն թթվի համարժեք զանգվածն է՝ mEq/kg;
Թթվի չափաբաժինը կախված է կերային ջրի ալկալայնությունից, թորման գործընթացի ջերմաստիճանից և գոլորշիացման հաճախականությունից և սովորաբար կազմում է կերային ջրի ալկալայնության 70–90%-ը։ Թթվի չափից մեծ դոզա կարող է առաջացնել գոլորշիացման գործարանի կառուցվածքային նյութերի կոռոզիա, և, հետևաբար, անհրաժեշտ է դեղաչափի գործընթացի ուշադիր մոնիտորինգ: Նատրիումի բիսուլֆատի օգտագործումը նման է թթվացմանը, քանի որ ջրածնի իոնները ձևավորվում են NaHSO 4-ի տարանջատման արդյունքում:
Երկաթի քլորիդը կարող է օգտագործվել թթվայնացման համար, այս դեպքում, ջրածնի իոնի հետ մեկտեղ, հիդրոլիզի ընթացքում ձևավորվում է երկաթի հիդրօքսիդի կասեցում, որի մասնիկները ծառայում են որպես մասշտաբների բյուրեղացման կենտրոններ.
Ֆիզիկաքիմիական մեթոդներ. Դրանք հիմնված են քիմիական ռեակտիվների, հավելումների և մակերևութաակտիվ նյութերի օգտագործման վրա, որոնք գոլորշիացված ջրի մեջ ներմուծվում են այնպիսի փոքր քանակությամբ (1–20 մգ/կգ), որ դրանց արձագանքը ջրի կեղտերի հետ էական դեր չի խաղում: Նման հավելումների արդյունավետությունը պայմանավորված է նրանով, որ դրանց բարձր մակերևութային ակտիվության պատճառով ջեռուցման մակերևույթի վրա մասշտաբի ձևավորողների բյուրեղացումը կտրուկ նվազում է: Մակերեւութային ակտիվ նյութերը ներծծվում են մոնոմոլեկուլային թաղանթի տեսքով սերմերի բյուրեղների մակերեսին կամ խոչընդոտում են դրանց կպչունությունը մակերեսին:
Ուժեղ կայունացնող-պեպպտացնող հատկություն, որը կարող է կանխել մասնիկների մակարդումը լայն տեսականիպինդ փուլի պարունակությունը բնութագրում է ջրի մեջ առկա որոշ հակամաշտաբային նյութեր, սովորաբար միցելների և միկրոմոլեկուլների տեսքով:
Բացի թվարկված ռեակտիվներից, օգտագործվում են նաև որոշ բարդացնող նյութեր, օրինակ՝ նատրիումի հեքսամետաֆոսֆատ Na(NaPO 3) 6 և որոշ այլ պոլիֆոսֆատներ։
ժամը բարձր ջերմաստիճան(մինչև 120 0 C) և ջրի բարձր կարծրություն լավ ազդեցությունհիմք են տվել պոլիակրիլաթթու, EDTA աղեր (Trilon B), սուլֆոնոլ և այլն պարունակող հակամաշտաբային ռեակտիվների կիրառումը։
Բացի վերը նշվածից, սարքերի մակերևույթներից կեղևը հանվում (մաքրվում է) քիմիական մեթոդով ռեակտիվների միջոցով՝ ծծմբաթթու, աղաթթու, կիտրոն, քացախ և այլն:
Սանդղակի ձևավորման սահմանափակման տեխնոլոգիական մեթոդներ. Դրանք հիմնականում օգտագործվում են խողովակների ուղղահայաց ջեռուցման հատվածներով գոլորշիացման կայաններում: Կշեռքի ձևավորումը սահմանափակելու տեխնոլոգիական մեթոդների օրինակներ կարող են լինել գոլորշիչներից կազմակերպված գազի հեռացման (գազերի փչման) օգտագործումը՝ սնուցող ջուրը ածխածնի երկօքսիդով հագեցնելու համար: Բիկարբոնատների ջերմային տարրալուծման ժամանակ ածխաթթու գազն արտազատվում է գազային փուլ։ Հավասարակշռության արժեքը գերազանցող քանակությամբ ջրի հետ խառնելով՝ ջրին ագրեսիվ հատկություն է տրվում կալցիումի կարբոնատի նկատմամբ, ինչը կանխում է դրա արտազատումը սնուցող ջրատաքացուցիչներում: Պետք է հաշվի առնել, որ երբ ջրի մեջ կա ածխաթթու գազի ավելցուկ պարունակություն, որը նվազեցնում է pH-ը, կառուցվածքային նյութերի կոռոզիոն պրոցեսներն ուժեղանում են։
Գոլորշիացման կայաններում մաքուր գոլորշու ստացման մեթոդներ.
Հագեցած գոլորշու աղտոտումը անօրգանական միացություններով կապված է, առաջին հերթին, խոնավության ներթափանցման (մեխանիկական ներթափանցման) և, երկրորդ, որոշ նյութերի լուծելիության հետ ջրի գոլորշիներում: Գոլորշի աղտոտման մեջ հիմնական ներդրումը կատարվում է մեխանիկական (կաթիլային) ներթափանցմամբ: Սովորաբար, գոլորշիացված ջուրն իրականացվում է 0,5-ից 3 միկրոն չափերով կաթիլների տեսքով, որոնք ձևավորվում են գոլորշու փուչիկների ոչնչացմամբ, որոնք դուրս են գալիս ջրի ծավալից:
Գոլորշիով աղերի հեռացումն ուժեղանում է, երբ գոլորշիչի ջուրը փրփրում է, իսկ փրփուրի կառուցվածքը կախված է գոլորշիչի բեռից և ճնշումից։ Հարկ է ընդգծել, որ գոլորշու միջոցով խոնավության կաթիլների ներթափանցման օրինաչափությունները գործում են նույն կերպ ինչպես գոլորշիացման կայանքների, այնպես էլ գոլորշի արտադրող այլ բլոկների համար: Գոլորշիների մեջ գոլորշու բարձր մաքրությունն ապահովելու համար օգտագործվում է. գոլորշու ընդունող խողովակների դիմաց ծակոտկեն թիթեղներ՝ այս հատվածում գոլորշու արագությունները հավասարեցնելու համար. փեղկերով տարանջատիչներ՝ խոնավության կաթիլները որսալու համար:
Արդյունավետ միջոցԳոլորշի մաքրությունը ապահովելու համար գոլորշին սնուցող ջրով լվանալն է: Լվացքը սովորաբար իրականացվում է լվացքի ջրի շերտի միջով փոքր գոլորշու պղպջակներ փրփրելու միջոցով, որի աղի պարունակությունը զգալիորեն պակաս է գոլորշիացված ջրի աղի պարունակությունից, որն ապահովում է առնվազն 90% լվացման արդյունավետություն: ժամը բարձր պահանջներԹորման որակի համար գոլորշու լվացումն իրականացվում է արտաքին կամ ներքին կոնդենսատով, որոշ դեպքերում կազմակերպվում է երկաստիճան գոլորշու լվացում. Դիտարկված միջոցառումները հնարավորություն են տալիս թորում ստանալ՝ գոլորշիները սնուցելով փափկած ջրով, որը համապատասխանում է PTE-ի պահանջներին: էլեկտրակայաններև ցանցեր, որոնք օգտագործվում են առանց հավելյալ մաքրման սնվելու համար որպես թմբուկային կաթսաների լրացուցիչ ջուր (սնուցում): Մեկ անգամ անցնող կաթսաներ ունեցող էներգաբլոկներում BOU-ում պահանջվում է թորվածքի լրացուցիչ մաքրում:
| | | | | | | | | | | 12 | | |
Ջրից կեղտերը հեռացնելու մեթոդի ընտրությունը որոշվում է կեղտերի բնույթով և հատկություններով: Այսպիսով, կասեցված կեղտերը ջրից ամենահեշտ հեռացվում են զտման միջոցով, կոլոիդային կեղտերը՝ կոագուլյացիայի միջոցով։ Եթե իոնային կեղտերը կարող են ձևավորել վատ լուծվող միացություն, ապա դրանք կարող են վերածվել այս միացության, օքսիդացնող կեղտերը կարող են վերացվել ռեդուկցիայի միջոցով, իսկ վերականգնող կեղտերը կարող են վերացվել օքսիդացման միջոցով: Ադսորբցիան լայնորեն օգտագործվում է կեղտերը հեռացնելու համար, իսկ չլիցքավորված կեղտերը ներծծվում են ակտիվացված ածխածինկամ ուրիշներ
ներծծող նյութեր, իսկ իոնները՝ իոնափոխանակման նյութերի վրա։ Լիցքավորված կեղտերը կարող են հեռացվել նաև էլեկտրաքիմիական մեթոդներով: Այսպիսով, կեղտերի բաղադրության և հատկությունների իմացությունը թույլ է տալիս ընտրել ջրի մաքրման մեթոդ:
Ջրից թթվածնի հեռացում.
Ջրում լուծված թթվածինը առաջացնում է էլեկտրակայանների գոլորշու գեներատորների, կայանների խողովակաշարերի և ջեռուցման ցանցերի մետաղի կոռոզիա, և, հետևաբար, պետք է հեռացվի ջրից: Թթվածինը հեռացվում է օդազերծման և քիմիական ռեդուկցիայի միջոցով:
Օդազերծումը հիմնված է Հենրիի օրենքի կիրառման վրա, ըստ որի գազի լուծելիությունն ուղիղ համեմատական է հեղուկի վերևում գտնվող նրա ճնշմանը: Հեղուկի վերևում գազի մասնակի ճնշումը նվազեցնելով, հեղուկում նրա լուծելիությունը կարող է կրճատվել: Մասնակի ճնշումը կարող է կրճատվել կա՛մ գազի ընդհանուր ճնշումը նվազեցնելու, կա՛մ տվյալ գազը մեկ այլ գազով փոխարինելու միջոցով: Գործնականում երկու տեխնիկան էլ օգտագործվում է: Սովորաբար ջուրը մաքրվում է գոլորշու միջոցով, ինչը նվազեցնում է թթվածնի մասնակի ճնշումը: Այնուամենայնիվ, օդազերծման մեթոդը չի կարող ապահովել թթվածնի խորը հեռացում: Վերջինս ձեռք է բերվում թթվածնի փոխազդեցությամբ քիմիական վերականգնող նյութերի հետ։ Սկզբում այս նպատակների համար օգտագործվել է նատրիումի սուլֆիտը, որը օքսիդացումից հետո վերածվում է նատրիումի սուլֆատի.
Այս մեթոդը դեռ օգտագործվում է կայարաններում ցածր հզորություն. Սակայն ջուրը սուլֆիտով մշակելիս աղի պարունակությունը մեծանում է, ինչը անընդունելի է գոլորշու բարձր ճնշման տակ աշխատող էլեկտրակայաններում։ Նման կայաններում թթվածինը հեռացվում է հիդրազինի միջոցով, որն ուժեղ վերականգնող նյութ է։ Երբ հիդրազինը փոխազդում է թթվածնի հետ, ազոտը և ջուրը ձևավորվում են ռեակցիայի հավասարման համաձայն.
Ընդ որում, աղի պարունակությունը չի փոխվում։ Հիդրազինի թերությունը նրա թունավորությունն է, հետևաբար դրա հետ աշխատելիս պետք է պահպանվեն անվտանգության համապատասխան կանոնները։
Ջրի փափկեցում նստվածքային մեթոդով.
Հաստատուն ջերմաստիճանում թեթևակի լուծելի աղերի համար իոնային ակտիվության արտադրանքները դիտվում են որպես հաստատուն, որը կոչվում է լուծելիության արտադրանք, օրինակ՝ հավասարակշռության համար 20 °C
Վատ լուծվող միացության մեջ իոնի կոնցենտրացիան կարող է կրճատվել՝ նույն միացությունում հակառակ նշանի իոնի կոնցենտրացիան մեծացնելով։ Օրինակ, իոնների կոնցենտրացիան կարող է իջեցվել՝ համապատասխանաբար ավելացնելով իոնների կոնցենտրացիան: Այս սկզբունքը
կարող է օգտագործվել լուծույթից անցանկալի կեղտերը նստեցնելու համար: Վատ լուծվող միացությունների նստեցման մեթոդն օգտագործվում է ջուրը մաքրելու համար, օրինակ՝ այն փափկացնելու (կարծրությունը նվազեցնելու համար)։ Կարբոնատային կարծրությունը նվազեցնելու համար օգտագործվում է կրաքարի մեթոդը, որի դեպքում մշակված ջրին կրաքար են ավելացնում։ Արդյունքում էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիակրաքարը մեծացնում է ջրի pH-ը, ինչը հանգեցնում է ածխաթթու գազի հավասարակշռության փոփոխության՝ դեպի կարբոնատ իոնների ձևավորում.
Սրա արդյունքում ստացվում է կալցիումի կարբոնատի լուծելիության արգասիք, և վերջինս նստում է.
Բացի այդ, հիդրօքսիդի իոնների կոնցենտրացիայի ավելացմամբ, ձեռք է բերվում մագնեզիումի հիդրօքսիդի լուծելիության արտադրանքը, և վերջինս նստում է.
Այն ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում կրաքարի ավելացման ժամանակ, կարելի է մոլեկուլային տեսքով գրել հավասարումների միջոցով
Ինչպես տեսնում եք, կրաքարի ներմուծմամբ իոնների կոնցենտրացիան նվազում է (փափկվում), (ալկալիության նվազում) և
Կրաքարային մեթոդը հարմար չէ ոչ կարբոնատային կարծրությունը նվազեցնելու համար: Այդ նպատակների համար անհրաժեշտ է ներմուծել կարբոնատ իոններ պարունակող բարձր լուծվող աղ: Սովորաբար դրա համար օգտագործում են սոդա, որը տարանջատվելիս առաջանում է իոններ
Ածխածնի երկօքսիդի հավասարակշռությունը կարող է նաև տեղափոխվել աջ, երբ տաքացվում է.
Արդյունքում ավելանում է կարբոնատ իոնների կոնցենտրացիան և ստացվում է կալցիումի կարբոնատի լուծելիության արտադրանքը, որը նստում է: Փափկեցման այս մեթոդը կոչվում է ջերմային: Ջեռուցմամբ հեռացվող կարծրությունը կոչվում է ժամանակավոր կարծրություն: Ջերմային մեթոդը կիրառվում է միայն այն դեպքում, երբ խորը փափկացման կարիք չկա, և երբ ջուրը պետք է տաքացվի տեխնոլոգիայի համաձայն այլ սարքերում։
Բնական և կեղտաջրերը կեղտից մաքրելու համար լայնորեն կիրառվում են կատիոնացման, անիոնացման և քիմիական աղազերծման մեթոդները։
Ion փոխանակում.
Ջրից իոնների հեռացման համար լայնորեն կիրառվում է իոնափոխանակման մեթոդը։ Իոնափոխանակումը տեղի է ունենում իոնափոխանակիչների վրա, որոնք պինդ պոլիէլեկտրոլիտներ են, որոնցում նույն լիցքի նշանի իոնները ամրագրված են պինդ մատրիցայի վրա, իսկ հակառակ լիցքի նշանի իոնները կարող են անցնել լուծույթ և փոխարինվել նույն լիցքի նշանի այլ իոններով։ .
Որոշ բնական միացություններ, ինչպիսիք են ալյումինոսիլիկատները, ունեն իոնափոխանակման հատկություն։ Այնուամենայնիվ, ավելին լայն կիրառությունստացված սինթետիկ իոնափոխանակիչներ, որոնք սովորաբար օգտագործվում են պոլիմերային նյութեր. Ստիրոլի համապոլիմերներ դիվինիլբենզոլով և մետակրիլաթթուդիվինիլբենզոլով։ Իոնափոխանակիչը բաղկացած է մատրիցից, որի վրա մեծ թվով ֆունկցիոնալ խմբեր կան։ Վերջիններս պոլիմերացման ժամանակ կամ ներմուծվում են մոնոմերի մեջ կամ ռեակցիայի խառնուրդի մեջ, կամ պոլիմերացումից հետո պատվաստվում են պոլիմերին։ Ֆունկցիոնալ խմբերը ունակ են տարանջատվել լուծույթում, երբ լիցքի մի նշանի իոնները մնում են իոնափոխանակիչի վրա, իսկ մյուս լիցքի նշանի իոնները տեղափոխվում են լուծույթ։ Կախված նրանից, թե որ իոնները մտնում են լուծույթ, տարբերակում են կատիոնափոխանակիչները և անիոնափոխանակիչները։
Կատիոնափոխանակիչներով կատիոնները անցնում են լուծույթի մեջ, որն այնուհետև կարող է փոխանակվել լուծույթի կատիոններով: Կատիոնափոխանակիչների ֆունկցիոնալ խմբերը սովորաբար սուլֆոնաթթվի խմբերն են, ֆոսֆորաթթվի խմբերը, կարբոքսիլային խմբերը, հիդրոքսիլ խմբերը Երբ իոնափոխանակիչը շփվում է լուծույթի հետ, այդ խմբերը տարանջատվում են՝ իոններ ուղարկելով լուծույթի մեջ: Արդյունքում իոնափոխանակիչը լիցքավորվում է բացասական, իսկ իոնափոխանակիչի շուրջ լուծույթը՝ դրական։ Կախված ֆունկցիոնալ խմբերի տարանջատման աստիճանից՝ առանձնանում են ուժեղ և թույլ կատիոնափոխանակիչներ։ Կատիոնափոխանակիչը ֆունկցիոնալ խմբերի տարանջատումից հետո կարող է պայմանականորեն նշանակվել բանաձևով, իսկ իոնափոխանակումը կարող է ներկայացվել հավասարմամբ.
որտեղ կան կատիոններ, որոնք մասնակցում են իոնների փոխանակմանը: Անիոնափոխանակիչներում, երբ ֆունկցիոնալ խմբերը տարանջատվում են, նրանք անիոններ են ուղարկում լուծույթի մեջ, և դրական լիցքավորված իոնները մնում են իոնափոխանակիչի վրա։ Անիոնափոխանակիչների ֆունկցիոնալ խմբերը սովորաբար ամինո խմբերն են և չորրորդական ամոնիումային հիմքերը։ Երբ այս խմբերը տարանջատվում են, իոնափոխանակիչը լիցքավորվում է դրականորեն, իսկ իոնափոխանակիչի մոտ գտնվող լուծույթը՝ բացասական: Անիոնափոխանակիչը ֆունկցիոնալ խմբերի տարանջատումից հետո կարող է նշանակվել բանաձևով, իսկ անիոնափոխանակումը կարող է ներկայացվել հավասարմամբ.
որտեղ են իոնների փոխանակմանը մասնակցող անիոնները: Անիոնափոխանակիչները կարող են լինել նաև ուժեղ կամ թույլ:
Ջրի կատիոնացում.
Ամենից հաճախ բնական ջրի մաքրման համար կատիոնացման մեթոդով օգտագործվում են կատիոնափոխանակիչներ, որոնցում փոխանակվող իոնները Na+ իոններն են (Na-cation exchangers) կամ H+ (H-cation exchangers)։ Na-կատիոնափոխանակիչը Na+ իոնները փոխանակում է բնական ջրում պարունակվող իոնների հետ։ Քանի որ բնական ջրի հիմնական կատիոնները իոններ են, ջրի փափկացումը տեղի է ունենում կատիոնացման ժամանակ.
Na- կատիոնացման արդյունքում նվազում է ինչպես կարբոնատային, այնպես էլ ոչ կարբոնատային կարծրությունը։ Այնուամենայնիվ, աղի պարունակությունը գործնականում չի փոխվում, քանի որ իոնները անցնում են լուծույթ: Կատիոնացման գործընթացը բաղկացած է Na-cationite փոշիով բեռնված ֆիլտրերից: Աշխատանքի ընթացքում Na-cation փոխանակիչի ֆիլտրը սպառվում է (իոնափոխանակիչը անցնում է Ca-Mg ձևի): Կատիոնափոխանակիչը սպառվելուց հետո այն վերականգնվում է: Վերականգնման գործընթացը նույն իոնափոխանակման ռեակցիան է, բայց իրականացվում է հակառակ ուղղությամբ։ Սովորաբար, վերածնումն իրականացվում է կերակրի աղի լուծույթով.
Վերականգնման արդյունքում իոնափոխանակիչը կրկին վերականգնում է ջուրը փափկացնելու իր ունակությունը։
H-կատիոնացման ժամանակ իոնափոխանակիչի իոնները փոխանակվում են ջրի մեջ պարունակվող կատիոններով.
Այս փոխանակման արդյունքում իոնները հեռացվում են ջրից
Ջրում մեծանում է իոնների կոնցենտրացիան, որոնք մասամբ կապված են կարբոնատ և բիկարբոնատ իոններով.
H-կատիոնացման արդյունքում ջուրը փափկացնում է, ջրի մեջ ալկալայնությունը և աղի պարունակությունը նվազում է։ Այնուամենայնիվ, դա նվազեցնում է ջրի pH-ը և դարձնում այն քայքայիչ: Հետեւաբար, H-cationization-ը սովորաբար իրականացվում է իոնափոխանակման այլ մեթոդների հետ համատեղ։ N-cation exchanger-ի վերածնումն իրականացվում է թթվային լուծույթով։ Որպես օրինակ, դիտարկենք ռեակցիայի հավասարումներից մեկը, որը տեղի է ունենում N-կատիոնափոխանակիչի վերածնման ժամանակ.
Կատիոնացումն օգտագործվում է ոչ միայն բնական, այլև կեղտաջրերի մաքրման համար: Կեղտաջրերի վնասակար կատիոնները փոխանակվում են անվնաս իոնափոխանակիչ իոններով: Օրինակ՝ կեղտաջրերից իոնները հեռացնելու համար վերջիններս կարող են ենթարկվել Na-cationization.
Բնական և կեղտաջրերի կատիոնացումը սովորաբար իրականացվում է որպես խորը մաքրման վերջնական փուլերից մեկը, քանի որ իոնափոխանակման մաքրման արժեքը բավականին բարձր է: Եթե ջրի մեջ կեղտերի կոնցենտրացիան բարձր է, ապա կեղտերի հիմնական մասը նախ հանվում է այլ, ավելի էժան մեթոդներով:
Ջրի անիոնացում.
Անիոնացումը ներառում է ջրի մեջ պարունակվող անիոնների փոխանակումը անիոնային խեժի անիոնների հետ։ Փոխանակվող իոնները սովորաբար ավելի քիչ տարածված իոններ են և այլ անիոններ: Բնական ջրի անիոնացման գործընթացը կարելի է ներկայացնել հետևյալ հավասարումներով.
Անիոնացումն օգտագործվում է բնական ջրերը մաքրելու համար, սովորաբար այլ մեթոդների հետ համատեղ: Անիոնացման միջոցով կեղտաջրերը մաքրվում են նաև վնասակար անիոններից, օրինակ՝ ռադիոակտիվ անիոնների իոններից և այլն։
Ջրի քիմիական աղազերծում.
Հզոր ջերմաէլեկտրակայաններ ստեղծելիս լուրջ խնդիր առաջացավ ձեռք բերելու հարցում մեծ քանակությամբբարձր մաքրության ջուր. Այս խնդիրը լուծվել է ջրի քիմիական աղազերծման մեթոդի մշակմամբ։ Ջրի քիմիական աղազրկումը բաղկացած է ջրի հաջորդական կրկնվող մշակումից H-cation փոխանակման և OH-anion ֆիլտրերում: H-կատիոնացման արդյունքում H+ իոններն անցնում են ջրի մեջ, իսկ OH-անիոնացման արդյունքում՝
OH- իոններ. Նրանք չեզոքացնում են միմյանց, և արդյունքում կեղտը մնում է իոնափոխանակիչների վրա։ Իոնափոխանակման ֆիլտրերը մաշվելուց հետո դրանք վերականգնվում են համապատասխանաբար թթվային և ալկալային լուծույթներով։ Թույլ թթուների անիոնները, հատկապես սիլիցիումային թթուների անիոնները, ամենադժվարն են հեռացվում լուծույթից։ Այդ նպատակով օգտագործվում են ուժեղ անիոնափոխանակիչներ, որոնցում ֆունկցիոնալ խմբերն ամբողջությամբ տարանջատված են։ Իոնների փոխանակումը հիդրոսիլիկատային անիոնի հետ ընթանում է ըստ հավասարման
Բրինձ. XIV.3. Էլեկտրոդիալիզատորի միացում.
A - անոդ; K - կաթոդ; - անիոնների փոխանակման թաղանթ; M կատիոն փոխանակման թաղանթ
Սիլիցիումի թթվի անիոնների հեռացումը շատ կարևոր գործողություն է ջերմաէներգետիկայի մեջ, քանի որ այս թթուն հեշտությամբ վերածվում է գոլորշու: բարձր ճնշում, այնուհետև նստում է տուրբինի շեղբերների վրա, ինչը նվազեցնում է էլեկտրակայանի արդյունավետությունը։ Քիմիական աղազերծումը գոլորշի գեներատոր մտնող ջրի պատրաստման վերջնական գործողությունն է: Նախ, կեղտերի հիմնական մասը հեռացվում է կոագուլյացիայի, նստվածքի և այլնի մեթոդներով:
Էլեկտրոդիալիզ.
Էլեկտրաքիմիական մեթոդով լուծույթներից իոնային կեղտերի հեռացումը թաղանթների կամ դիֆրագմների միջոցով կոչվում է էլեկտրադիալիզ։ Դիտարկենք նատրիումի սուլֆատի հեռացումը ջրից իոնափոխանակման թաղանթներով էլեկտրոդիալիզատորով: Ամենապարզ էլեկտրոդիալիզատորը (նկ. XIV.3) բաղկացած է երեք խցիկներից, որոնք բաժանված են երկու իոնափոխանակման թաղանթներով և երկու էլեկտրոդներով: Մեմբրանը բաղկացած է իոնափոխանակման նյութից, որը կարող է անցնել կամ կատիոնների միջով (կատիոնափոխանակման թաղանթ - կամ անիոններ (անիոնափոխանակման թաղանթ - Նատրիումի սուլֆատ պարունակող ջուրը մատակարարվում է էլեկտրադիալիզատորի միջին հատվածին: Երբ լարումը կիրառվում է, նատրիումի և ջրածնի իոնները շարժվում են: Կատնոնիտի մեմբրանի միջոցով դեպի կաթոդ և սուլֆատ՝ իոններ և հիդրօքսիդ իոններ անիոնափոխանակման թաղանթով դեպի անոդ Ա։
Էլեկտրոդի պոտենցիալների արժեքին համապատասխան (տես § VII.3), կաթոդում կարող է տեղի ունենալ միայն ջրածնի իոնների կրճատում.
Մուտքագրեք II բաժին: (Անիոնները կարող են անցնել անիոնափոխանակման թաղանթով, իսկ կատիոնները՝ ոչ: Կատիոնափոխանակման թաղանթը թույլ է տալիս կատիոններին անցնել և թույլ չի տալիս անիոնների միջով անցնել:) Արդյունքում բաժանմունքներում իոնների կոնցենտրացիան նվազում է, իսկ II բաժանմունքներում այն մեծանում է: , ուստի մաքրված ջուրը հանվում է խցիկներից, իսկ II խցիկներից՝ լուծույթ, որի մեջ աղի կոնցենտրացիան ավելանում է (աղաջր): Կաթոդում և անոդում տեղի են ունենում նույն ռեակցիաները, ինչ եռախցիկ էլեկտրոդիալիզատորում:
Գ.Օվչիննիկով
Ջրի մեջ լուծված թթվածինը և ածխաթթու գազը մեծացնում են պողպատի կոռոզիայի արագությունը, հատկապես բարձր ջերմաստիճանի դեպքում: Հետեւաբար, դրանք պետք է հնարավորինս հեռացվեն կաթսայի ջրից եւ ջրից ջեռուցման համակարգեր. Այս հրապարակումը առաջարկում է ջրի մաքրման ժամանակակից մեթոդների ակնարկ, որոնք ուղղված են դրան:
Կաթսայական համակարգերը, ըստ իրենց նպատակի, սովորաբար բաժանվում են տաք ջրի և գոլորշու, ուստի յուրաքանչյուր տեսակ ունի իր պահանջները մաքրված ջրի համար, որոնք նույնպես կախված են էներգիայի և ջերմաստիճանի պայմաններից:
Պաշտոնական պահանջների մշակումն իրականացվում է վերահսկիչ մարմինների կողմից, բայց դրանք միշտ ավելի մեղմ են, քան երաշխիքային պարտավորությունների հիման վրա սահմանված արտադրողի առաջարկությունները: Բացի այդ, Եվրամիությունում այդ փաստաթղթերը համալիր փորձաքննության են ենթարկվում ստանդարտացման մարմինների և մասնագիտացված կազմակերպությունների կողմից կաթսայի արդյունավետության և երկարաժամկետ շահագործման առումով: Հետևաբար, խորհուրդ է տրվում կենտրոնանալ հատկապես արտադրողի առաջարկությունների վրա:
Բրինձ. Տեղակայում հատիկավոր ռեդոքսիտով` թթվածինը մաքրող ջրից թթվածինը պուլետային կաթսաների Բուսաբանական այգինրանց. Ն.Ն. Գրիշկո
Ջրի քիմիական ռեժիմների ողջ բազմազանությունը կարգավորվում է Կանոններով տեխնիկական շահագործում, ինչպես նաև թվարկված ռեժիմներից առանձին-առանձին առնչվող տարբեր ուղեցույց փաստաթղթեր: Միայն ջրի և քիմիական ճիշտ ռեժիմներին համապատասխանելը կապահովի կաթսայատան սարքավորումների հուսալի, անխափան և երկարակյաց շահագործումը ջերմամատակարարման համակարգերի հետ մեկտեղ:
Կաթսայի ջրի մեջ լուծված գազերի վնասը
Անհրաժեշտ է նաև չեզոքացնել ազատ CO 2-ը ջեռուցման համակարգերի շրջանառվող կոնդենսատներում:
Կաթսայի սնուցող ջրից թթվածինը հեռացնելու համար կարող են օգտագործվել ինչպես ֆիզիկական, այնպես էլ քիմիական մեթոդներ: Սովորաբար դրանք համակցված են, սկզբում ֆիզիկական, ապա քիմիական մեթոդները։
Ֆիզիկական մեթոդներ
TO ֆիզիկական մեթոդներներառում է դեզերատորների օգտագործումը, որոնք ջերմային և վակուումային են: Ջրի օդազերծման համար մշակվել են նաև էլեկտրամագնիսական, բարձր հաճախականության և ուլտրաձայնային մեթոդներ, ինչպես նաև պղպջակային ազոտ:
Ջերմային մեթոդն առավել տարածված է գոլորշու և տաք ջրի կաթսայատներում։ Այն հիմնված է Հենրիի օրենքում նկարագրված գործընթացների վրա: Նրա խոսքով, ջրի մեջ իդեալական գազերի լուծելիությունը մշտական ջերմաստիճանի և ցածր ճնշման դեպքում ուղիղ համեմատական է ջրի վերևում գտնվող այդ գազերի մասնակի ճնշմանը։ Ջերմաստիճանի բարձրացումը մինչև հագեցվածության մակարդակը տվյալ ճնշման դեպքում նվազեցնում է ջրից բարձր գազերի մասնակի ճնշումները զրոյի, և, հետևաբար, ջրում գազերի լուծելիությունը նվազում է մինչև զրոյի: Համակարգի անհավասարակշռության պատճառով ջրից գազեր են արտազատվում (ֆիզիկական արտահոսք)։
Ընտրելով ջերմաստիճանի և ճնշման գործակիցներ, որոնց դեպքում գազերը գործնականում անլուծելի են դառնում, հնարավոր է դրանք գրեթե ամբողջությամբ հեռացնել ջրից:
Համար վերջին տարիներինզգալիորեն բարելավվել են գազերի հեռացման սարքերի դիզայնը։ Այժմ կան մի քանի հաջող տեսակի դեզերատորներ, որոնցից յուրաքանչյուրը հարմարեցված է որոշակի նպատակի համար: Առկա են օդափոխման սարքեր սառը ջուրառանց տաքացման՝ օրական տալով 15000 մ 3 և թթվածնի պարունակությունը նվազեցնելով մինչև 0,22 մլ/դմ 3։ Նման սարքում ջուրը ցածր ճնշման տակ ցողում են հատուկ սկուտեղների մեջ խցիկում: Գազերը կարող են հեռացվել գոլորշու արտանետիչներով սառնարաններով կամ վակուումային պոմպերով:
Գոլորշի կաթսայատներում հիմնականում օգտագործվում են ցածր ավելցուկային ճնշման մթնոլորտային խառնիչ դեզորբերներ։ Նման ապարատում ջրի հոսքերը դեպի վար են շարժվում դեպի գոլորշու բաշխման խցիկից եկող գոլորշին և շփվելով նրա հետ տաքանում են մինչև եռման կետ, ինչի արդյունքում նրա մեջ լուծված օդը դուրս է գալիս ջրից։
Սարքը պահպանում է 0,12 ՄՊա ճնշում, իսկ ջուրը տաքացվում է մինչև 104°C, այսինքն. այս ճնշման դեպքում մինչև եռման կետ: Գոլորշիացված ջուրը և օդը կցամասի միջոցով ուղարկվում են ջերմափոխանակիչ՝ սարք մտնող ջուրը տաքացնելու համար: Նման դեզերատորների անվանական հզորությունը 25-300 տ/ժ է։
Կաթսայատներում հետ տաք ջրի կաթսաներորտեղ գոլորշի չկա, օգտագործվում են վակուումային դեզերատորներ, որոնք մոտ 69°C եռման կետում պահպանում են մոտ 0,03 ՄՊա ճնշում։ Այս վակուումը ստեղծվում է ջրի շիթային արտանետիչի միջոցով:
Գազերը հեռացնելու հիմնական պայմանը տաք ջուրայն պահպանել նուրբ ատոմացված վիճակում (բավարար ժամանակով) եռման կետում, որը համապատասխանում է ճնշմանը, որի դեպքում լուծված գազերը ազատորեն արտանետվում են գազային փուլ: ժամը պարզ տեսակԲաց սնուցող ջրատաքացուցիչի դեզերատորը, երբ տաքացվում է մինչև 88–93°C և գազերը ազատորեն արտահոսում է մթնոլորտ, նվազեցնում է թթվածնի կոնցենտրացիան մինչև մոտավորապես 0,3 մլ/դմ3:
Խոշոր շենքերի և շենքերի համալիրների տաք ջրի համակարգերի համար թթվածնի հեռացման սարքերը նախագծված են այլ կերպ: Ջուրը ջեռուցվում է վակուումի տակ, որպեսզի դրա եռման ջերմաստիճանը չգերազանցի 60-80°C՝ օգտագործելով տաքացնող գոլորշու պարույրների շարքեր։ Այնուհետև ջուրը ցրվում է ափսեների վրա: Ստորին պարույրներ մտնող գոլորշու ջերմաստիճանը ավելի բարձր է, քան ջրի ջերմաստիճանը, որը հետևաբար գոլորշիանում է. գոլորշին արտազատվող գազերը ներթափանցում է մուտքային սառը ջրով սառեցված փականի միջոցով: Փականից կոնդենսատը հետ է հոսում ափսեի խցիկ, մինչդեռ գազերը դուրս են մղվում վակուումային պոմպկամ գոլորշու արտանետիչ:
եթե սարքը տեղադրված է շենքի նկուղում, ապա պահանջվում է շրջանառության պոմպտաք ջրի համար երբեմն այն տեղադրվում է շենքի ձեղնահարկի տեխնիկական հարկերում, որպեսզի ջրամատակարարումն իրականացվի բնական շրջանառության միջոցով։ Նման պայմաններում ձեռք է բերվում թթվածնի կոնցենտրացիան 0,04 մլ/դմ 3, որը պաշտպանում է համակարգը կոռոզիայից 70°C-ից ցածր ջերմաստիճանում:
Կաթսայի սնուցման ջրի դեզերատորներում ջուրն անմիջական շփման մեջ է մտնում գոլորշու հետ: Ամենից հաճախ օգտագործվում են ափսեի տիպի սարքեր, որոնք աշխատում են ճնշման կամ վակուումի տակ: Ցածր ճնշման տակ գործող ատոմազերծիչը լայնորեն կիրառվում է կաթսայատան տեղադրման մեջ։ Սկուտեղի տիպի օդազերծիչում սառը սնուցման ջուրն անցնում է սառնարանով, այնուհետև մտնում է գոլորշու միջոցով տաքացվող խցիկ, որտեղ այն ցողվում է մետաղական սկուտեղների վրա: Այնուհետև ջուրը հոսում է պահեստային տանկի մեջ: Գոլորշին լցնում է ամբողջ տարածությունը, և նրա շարժման ուղղությունն այնպիսին է, որ տաքացնում է ջուրը և հեռացնում արտանետվող գազերը։ Այսպիսով, հնարավոր է հասնել ջրի մեջ թթվածնի գրեթե լիակատար բացակայության:
Դեաերատորի ավելի ժամանակակից մոդելում ջուրը ցողվում է գոլորշու մթնոլորտ՝ մոտավորապես 0,1 կգ/սմ2 ճնշման ներքո: Մերկապարի այս տեսակը նախատեսված է ծովային կաթսաների համար: Սարքը բաղկացած է սառնարանից, գոլորշով տաքացվող հատվածից, գոլորշու մուտքը շրջապատող օդազերծման հատվածից և սարքի ներքևի մասում գտնվող օդազերծված ջրի պահպանման հատվածից: Սառը սնուցման ջուրն անցնում է սառնարանով, այնուհետև ցողիչ վարդակների միջով, մտնում է գոլորշու տաքացվող խցիկը և նորից վարդակների միջով մտնում է օդազերծման խցիկ, այնուհետև՝ ջրի կոլեկտոր: Գոլորշին 0,7 կգ/սմ 2 ճնշման տակ մտնում է օդազերծման խցիկ և բարձրանում է սառնարան, որտեղ հեռացվող գազերն ազատվում են, և գոլորշու ջերմությունը փոխանցվում է ապարատ մտնող ջրին: Լուծված թթվածնի մեծ մասը հեռացվում է ջրից, երբ այն սկզբում տաքացվում է. թթվածնի վերջին 5%-ը շատ ավելի դժվար է հեռացնել: Այդ նպատակով օգտագործվում է օդազերծման խցիկ, որն ապահովում է վիրտուալ ամբողջական հեռացումթթվածին ջրից.
Ամենահզոր դեզերատորները նաև հեռացնում են բոլոր ազատ ածխածնի երկօքսիդը և մասամբ կիսակապակցված ածխածնի երկօքսիդը և այլ գազերը: Միաժամանակ ածխաթթու գազի բացակայության պատճառով ջրի pH-ն ավելանում է։
Գոյություն ունի գոլորշու և ջրի ջեռուցման համակարգերի համար թթվածնի խորը հեռացման տեխնոլոգիա առանց ռեագենտների՝ օգտագործելով հիդրոֆոբ թաղանթներ կոնտակտորներում, ինչը թույլ է տալիս հասնել ջրի մաքրման խորը աստիճանի՝ մինչև 1 μg/dm 3:
Դեզորբցիայի մեթոդների կիրառումը հնարավորություն է տալիս գազը հանել որոշակի սահմանաչափով, ինչը որոշ դեպքերում անբավարար է ջրօգտագործման պայմանների պատճառով։ Բացի այդ, միշտ չէ, որ հնարավոր է և անհրաժեշտ է սխեմաներում ներառել գազի հեռացման բարդ սարքեր: Հետևաբար, շատ ջերմաէլեկտրակայաններ օգտագործում են քիմիական մեթոդներ՝ սնուցման և հարդարման ջրի մշակման համար՝ O 2 և CO 2-ը կապելու համար ոչ կոռոզիոն նյութերի:
Քիմիական մեթոդներ
Ջրից լուծված գազերը հեռացնելու քիմիական մեթոդները հիմնված են դրանց քիմիական կապի վրա, որը ձեռք է բերվում ռեակտիվների ներմուծմամբ կամ հատուկ միջավայրերի միջոցով զտելով:
Ջրից թթվածին հանելու համար այն զտվում է հեշտությամբ օքսիդացող նյութերի միջով, օրինակ՝ պողպատե թելերով և այլ վերականգնվող բեռներով։
Կաթսաների և ցանցերի կոռոզիան կանխելու համար ազատ թթվածնի հեռացման աստիճանը կախված է հովացուցիչ նյութի ջերմաստիճանից և ջրի ծավալից:
Սովորաբար, 70°-ում, ինչպես դա տեղի է ունենում կենցաղային տաք ջրի շատ համակարգերում, անհրաժեշտ չէ թթվածնի պարունակությունը նվազեցնել 0,07 մլ/դմ 3-ից ցածր: 17,5 կգ/սմ 2-ից ցածր ճնշման տակ աշխատող գոլորշու կաթսաների համար (առանց էկոնոմիզատորների), ցանկալի սահմանը չպետք է գերազանցի մոտավորապես 0,02 մլ/դմ 3: Բարձր ճնշման կաթսաների համար (կամ էկոնոմիզատորներ օգտագործելիս) պահանջվում է թթվածնի գրեթե լիակատար բացակայություն, այսինքն՝ 0,0035 մլ/դմ 3-ից ցածր:
Կան բազմաթիվ ռեակտիվներ և դրանց բաղադրությունները տարբեր առևտրային անվանումներով, որոնք կարող են օգտագործվել թթվածինը չեզոքացնելու համար: Յուրաքանչյուր ռեագենտ ունի իր դրական և բացասական հատկությունները և հատկությունները: Դրանք կքննարկվեն ստորև:
Ջրից թթվածինը քիմիապես հեռացնելու ամենատարածված ռեագենտը նատրիումի սուլֆիտը Na 2 SO 3 է տարբեր ֆիրմային անվանումներով: Ինչպես մաքուր ձևով, այնպես էլ կատալիտիկ ակտիվ ձևով: Որպես կատալիզատոր օգտագործվում են շատ փոքր քանակությամբ պղինձ կամ կոբալտ։
Նատրիումի սուլֆիտի առաջարկվող կոնցենտրացիաները զգալիորեն տարբերվում են տարբեր հեղինակների միջև: 1 կգ թթվածին հեռացնելու համար պահանջվում է մոտ 8 կգ նատրիումի սուլֆիտ, այնուամենայնիվ, կան բազմաթիվ առաջարկություններ այս կատալիզատորի ավելցուկային քանակությունը չափելու համար՝ 2-ից մինչև 40 մգ/դմ 3 հատուկ կաթսաների և աշխատանքային ռեժիմների համար:
Na 2 SO 3-ով ջրի մշակումը հիմնված է ջրի մեջ լուծված թթվածնի հետ սուլֆիտի օքսիդացման ռեակցիայի վրա.
2Na 2 SO 3 + O 2 = 2Na 2 SO 4:
Այս ռեակցիայի ժամանակ քառավալենտ ծծումբ S 4+-ը հանդես է գալիս որպես վերականգնող նյութ, որը էլեկտրոններ է նվիրում թթվածին՝ օքսիդանալով S 6+-ին։
Թթվածնի միացման գործընթացի կարևոր ցուցանիշը նատրիումի սուլֆիտի և թթվածնի միջև ռեակցիայի արագությունն է: Դա կախված է մշակվող ջրի ջերմաստիճանից և զանգվածային գործողության օրենքին համապատասխան՝ ներմուծվող ռեակտիվի քանակից:
Այսպիսով, 40°C ջրի ջերմաստիճանում և նատրիումի սուլֆիտի ստոյխիոմետրիկ քանակության դեպքում գործընթացը ավարտվում է 6-7 րոպեում 80°C ջերմաստիճանում, ռեակցիայի ժամանակը 1 րոպեից մի փոքր ավելի է։ Ռեագենտի 70% ավելցուկով, զանգվածային գործողության օրենքին համապատասխան, ռեակցիան ավարտվում է 2 րոպեի ընթացքում ցանկացած ջերմաստիճանում:
275°C-ից բարձր ջերմաստիճանում (հագեցվածության ճնշումը 6 ՄՊա) նատրիումի սուլֆիտը կարող է քայքայվել՝ ձևավորելով SO 2 կամ H 2 S, ինչը զգալիորեն մեծացնում է գոլորշու կոնդենսատային ուղու սարքավորումների կոռոզիայի արագությունը:
Հետևաբար, այս ռեագենտը կարող է օգտագործվել միայն միջին ճնշման կաթսաներից (3-6 ՄՊա), գոլորշիացնող սարքերից և ջեռուցման ցանցերում ջրի մաքրման համար:
Նատրիումի սուլֆիտի լուծույթը 3-6% կոնցենտրացիայով պատրաստվում է մթնոլորտի հետ շփումից պաշտպանված տանկի մեջ, այնուհետև, օգտագործելով դիսպենսեր, այն ներմուծվում է մշակվող ջրի մեջ՝ ստոյխիոմետրիկ քանակի նկատմամբ որոշ ավելցուկով։
Այնուամենայնիվ, ռեագենտի գերդոզավորումը մեծապես մեծացնում է կաթսայի ջրի էլեկտրական հաղորդունակությունը (աղի պարունակությունը), ինչպես նաև տիղմի առաջացման հետ կապված խնդիրներ հնարավոր են կաթսայի ջրի մեջ փրփուրի առաջացման պատճառով.
Սուլֆիտացիան հեշտ է իրականացնել և չի պահանջում մեծածավալ և թանկարժեք սարքավորումներ: Այս մեթոդի թերությունն այն է, որ ավելացնում է չոր մնացորդը 10-12 մգ/դմ 3 լուծված թթվածնի 1 մգ/դմ 3-ի դիմաց:
Մշակվել և օգտագործվում է O 2-ը ջրից հեռացնելու օրիգինալ արդյունավետ տեխնոլոգիա՝ օգտագործելով հատիկավոր ֆիլտրային նյութ, որը պատրաստված է մակրածակոտիկ կառուցվածքով սինթետիկ իոնափոխանակիչների հիման վրա, որոնց մեջ ներկառուցված են մետաղների, մասնավորապես երկվալենտ երկաթի ակտիվ կենտրոնները:
Սնուցման նյութի շերտով ջուրը զտելու գործընթացում լուծված թթվածնով օքսիդացումը երկաթի սեւ ձևերը (FeO) փոխակերպում է երկաթի կրկնակի օքսիդի (FeO.Fe 2 O 3 nH 2 O) կամ սեկվիօքսիդի (Fe 2 O 3 .nH 2): Օ).
Էություն տեխնոլոգիական գործընթացբաղկացած է սորբենտի օգտագործումից, որն ունի թթվածնի բավականաչափ բարձր կլանող կարողություն (այսինքն՝ ռեդոքսիտը նվազեցված ձևով է ներկայացնում): Որպես այդպիսի սորբենտ օգտագործվել է իոնափոխանակման համալիր՝ անցումային մետաղով, որը մտցվել է իոնափոխանակիչի փուլ:
Այս դեպքում թթվածնի քիմիական կլանման գործընթացը կարելի է ներկայացնել հետևյալ հավասարման տեսքով.
4RMe(OH) n + O 2 + 2H 2 O → 4RMe(OH) (n+1) ,
Քանի որ ջուրը զտվում է ռեդոքսիտային շերտով, դրա ավելի ու ավելի շատ մասը կվերածվի օքսիդացված ձևի և, վերջապես, թթվածինը հետագայում կլանելու ունակությունը լիովին կսպառվի: Redox ֆիլտրի աշխատանքային ցիկլը ավարտվելուց հետո սպառված սորբենտը վերածնում է:
Վերականգնումը ռեդոքսիտի կլանման կարողության վերականգնման գործընթացն է՝ անցնելով շերտի միջով, օրինակ՝ նատրիումի թիոսուլֆատ.
RMe(OH) n + 2H 2 O → 4RMe(OH) (n-1),
որտեղ R-ը իոնափոխանակիչի ջրում չլուծվող բարդ ռադիկալն է. Me-ն անցումային մետաղ է:
Նախքան ռեգեներացիոն լուծույթն անցնելը, ռեդոքսիտը պետք է թուլացվի ջրի հակառակ հոսքով: Այնուհետև այն լվանում է ռեագենտի և ռեգեներացիոն արտադրանքի ավելցուկից:
Բարձր և գերբարձր ճնշման տակ գտնվող թմբուկային կաթսաների համար հիդրազինը օգտագործվում է հիդրազին հիդրատի կամ հիդրազին սուլֆատի տեսքով, որոնք ակտիվորեն փոխազդում են թթվածնի հետ՝ ի վերջո օքսիդանալով ջրի և ազոտի, այսինքն. առանց ջրի աղի պարունակության ավելացման.
N 2 H 4 · H 2 O + O 2 = 3H 2 O + N 2:
Հիդրազին հիդրատը կարող է հաջողությամբ օգտագործվել ինչպես թմբուկի, այնպես էլ մեկ անգամ անցկացվող կաթսաների սնուցման ջրի մաքրման համար (այն չի ավելացնում ջրի չոր մնացորդը), մինչդեռ հիդրազին սուլֆատը կարող է օգտագործվել միայն թմբուկի կաթսաների սնուցման ջրի մաքրման համար (այն փոքր-ինչ մեծացնում է չոր մնացորդը): .
Ռեակցիայի արագությունը կախված է ջերմաստիճանից, միջավայրի pH-ից, հիդրազինի ավելցուկից, զանգվածի գործողության օրենքին համապատասխան և կատալիզատորների առկայությունից։ 30°C-ից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում հիդրազինը գործնականում չի փոխազդում O 2-ի հետ, սակայն 105°C ջերմաստիճանում, pH = 9-9,5 և հիդրազինի ավելցուկը մոտ 0,02 մգ/դմ 3, թթվածնի գրեթե ամբողջական կապի ժամանակը մի քանի է: վայրկյան.
Հիդրազինը ջրի մեջ ներմուծվում է 0,1-0,5% լուծույթի տեսքով՝ ստոյխիոմետրիկ քանակից ավել՝ հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ դրա մի մասը ծախսվում է խողովակների նստվածքներից երկաթի և պղնձի ավելի բարձր օքսիդների վերացման վրա։
Հիդրազին սուլֆատը կարող է օգտագործվել ցանկացած ճնշման դեպքում, այնուամենայնիվ, առավել նպատակահարմար է այն օգտագործել միայն 70 կգֆ/սմ 2 և ավելի ճնշման դեպքում, իսկ ցածր ճնշման դեպքում ավելի լավ է օգտագործել նատրիումի սուլֆիտը ավելի ցածր գնի պատճառով:
Խորհուրդ է տրվում հաշվարկել հիդրազին գ-ի (մկգ/կգ) չափաբաժինը NH 4-ով` օգտագործելով բանաձևը.
g=С 1 +0,35С 2 +0,15С 3 +0,25С 4 +40,
որտեղ C 1-ը թթվածնի կոնցենտրացիան է սնուցման ջրում մինչև հիդրազինի ավելացումը, C 2-ը նիտրիտների կոնցենտրացիան է սնուցման ջրի մեջ մինչև հիդրազինի ավելացումը սնուցման ջրի մեջ, μg/kg C 4-ը պղնձի կոնցենտրացիան է կերային ջրի մեջ, կգ/կգ.
Հիդրազինի կոնցենտրացիան C աշխատանքային լուծույթում (մգ/կգ) հաշվարկվում է բանաձևով.
որտեղ D-ը սնուցող ջրի սպառումն է, t/h-ը չափիչ պոմպի միջին (կարգավորելի միջակայք) հոսքն է, լ/ժ.
Հիդրազին սուլֆատի աշխատանքային լուծույթ պատրաստելիս վերջինս պետք է չեզոքացվի նատրիումի հիդրօքսիդով։ չեզոքացման համար պահանջվող դրա քանակը՝ y (կգ) հաշվարկվում է բանաձևով.
y=0.62y 1 +0.04ShV բ,
որտեղ y 1-ը բեռնված հիդրազին սուլֆատի քանակն է, կգ A-ն աշխատանքային լուծույթի պատրաստման համար օգտագործվող ջրի ֆենոլֆթալեինն է, mEq/kg-ը բաքի ծավալն է, m 3;
Կաթսայի ջրի և գերտաքացուցիչների մեջ հիդրազինի ավելցուկը քայքայվում է՝ առաջացնելով ամոնիակ.
3N 2 H 4 = 4NH 3 + N 2:
Հիդրազինով ջրի մաքրումը կազմակերպելիս պետք է հաշվի առնել, որ հիդրազինը խիստ թունավոր և քաղցկեղածին նյութ է 40%-ից բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում այն դյուրավառ է, հետևաբար պետք է ձեռնարկվեն հատուկ խիստ անվտանգության միջոցներ:
Այլ օրգանական և անօրգանական միացություններ. Օրինակ՝ հիդրոքինոն (պարադիօքսիբենզոլ), պիրոգալոլ (ոչ-s-տրիհիդրօքսիբենզոլ), իզոասկորբինաթթու, ածխաջրածին, N, N-դիէթիլհիդրօքսիլամին (DEHA): Դրանց օգտագործումը կարգավորվում է հատուկ սարքավորումների արտադրողի առաջարկություններով:
Վերոհիշյալ բոլոր քիմիական միացությունները կարող են ներառվել կաթսայատան ջրի և կաթսայի ներքին մակերեսների մշակման համար բարդ բրենդային կոմպոզիցիաների ձևակերպման մեջ:
Ածխաթթու գազը, որը մտնում է գոլորշի-ջուր ցիկլ՝ սարքավորումների տարբեր օդային արտահոսքերի, ինչպես նաև աղի կարբոնատների քայքայման պատճառով (լրացուցիչ ջրի մեջ) հանգեցնում է ջրի pH-ի նվազմանը։ Սա, իր հերթին, ուժեղացնում է կոռոզիոն պրոցեսները մետաղի հետ ջրածնի իոնների փոխազդեցության պատճառով, ինչպես նաև մետաղի մակերեսի վրա օքսիդ թաղանթի պաշտպանիչ հատկությունների նվազեցմամբ: Արդյունքում, ածխաթթու գազը միշտ էլ կոռոզիայի ավելացման գործոն է:
Թմբուկային կաթսաներով ջերմային էլեկտրակայանների կոնդենսատային սնուցման տրակտի սարքավորումների ածխածնի երկօքսիդի կոռոզիան կանխելու համար օգտագործվում է ազատ ածխաթթու գազի կապակցման մեթոդ՝ ալկալային ռեակտիվ՝ ամոնիակի ջրային լուծույթ ներմուծելով տուրբինի կոնդենսատի կամ կերակրման ջրի մեջ։ . Այս բուժման հիմնական նպատակն է բարձրացնել ջրի և կոնդենսատի pH-ը գոլորշի-ջուր ճանապարհի հատվածներում, ինչը հուսալիորեն պաշտպանում է սարքավորումները կոռոզիայից ջրածնի ապաբևեռացումով:
Ամոնիակի դեղաչափը որոշվում է ածխածնի երկօքսիդը ամոնիումի բիկարբոնատի մեջ կապելու համար անհրաժեշտ քանակով: Այս քանակից բարձր NH 3-ի փոքր ավելցուկն արդեն ձևավորում է ամոնիումի կարբոնատ և բարձրացնում ջրի pH-ը մինչև 8,5-ից բարձր արժեքներ:
NH 3 + H 2 O + CO 2 = NH 4 HCO 3,
NH 4 HCO 3 + NH 3 = (NH 4) 2 CO 3:
Վերոնշյալ հավասարումներից հետևում է, որ 1 մգ/դմ 3 CO 2-ը կապելու համար բավարար է 0,26 մգ/դմ 3 ամոնիակ։
Ամոնիակը սովորաբար ներմուծվում է մաքրված ջրի մեջ 1-5% NH4OH լուծույթի տեսքով՝ օգտագործելով դոզավորման պոմպեր, որոնք ավտոմատացված են ջրի հոսքի հիման վրա: Երբ ջրի կամ գոլորշու մեջ ազատ ածխաթթու գազի կոնցենտրացիան գերազանցում է 8 մգ/դմ 3-ը, ամոնիակի օգտագործումը սովորաբար անընդունելի է, քանի որ կարող է առաջանալ պղնձի համաձուլվածքների (արույր) կոռոզիա, որն օգտագործվում է կոնդենսատային սնուցման տրակտի սարքավորումների արտադրության համար:
Մշակվել և օգտագործվում է հիդրազին-ամոնիակ համակցված ռեժիմ, որը բնութագրվում է հովացուցիչ նյութ (հիմնականում կերակրման ջրի մեջ) ամոնիակի ներմուծմամբ՝ ջրի pH-ը բարձրացնելու և ածխաթթու գազի ազդեցությունը չեզոքացնելու նպատակով։ որպես հիդրազինի ներմուծում` սնուցման ջրի դեզերատորներից հետո թթվածնի մնացորդային պարունակությունը նվազեցնելու համար: Բարձր pH արժեքների ազդեցության պատճառով պողպատի և պղնձի համաձուլվածքների կոռոզիոն գործընթացները դանդաղում են: Այնուամենայնիվ, ամոնիակը, բացի ամինացված ջրի pH-ը բարձրացնելու հատկությունից, ունի նաև պղնձի համաձուլվածքների վրա հատուկ քայքայիչ ազդեցություն ունենալու հատկություն։ Հետևաբար, հիդրազին-ամոնիակային ռեժիմը ներմուծելիս ամոնիակի չափաբաժինը սահմանափակվում է կերակրման ջրի մեջ ամոնիակի պարունակությունը 1 մգ/դմ3-ից ոչ ավելի մակարդակով պահպանելու համար:
Կարդացեք հոդվածներ և նորություններ Telegram ալիքում AW-Թերմ. Բաժանորդագրվել YouTube ալիք.
Դիտումներ՝ 22261Ջրի մաքրումը ածխաթթու գազից կոչվում է գազազերծում: Այս գործընթացը կարող է լինել քիմիական կամ ֆիզիկական: Ամբողջ բնական ջուրը միշտ պարունակում է լուծված գազեր, և դրանցից մի քանիսը քայքայիչ ազդեցություն ունեն խողովակների վրա, ինչպիսիք են թթվածինը, ածխածնի երկօքսիդը և ջրածնի սուլֆիդը: Բացի այդ, վերջինս ջրին տալիս է փտած ձվերի տհաճ հոտ, իսկ ածխաթթու գազը կարող է նույնիսկ ակտիվորեն ոչնչացնել բետոնը։ Հետեւաբար, առաջնահերթ խնդիրներից է արտադրության ընթացքում այդ բաղադրիչներից ազատվելը։
Քիմիական գազազերծում
Ընթացքի մեջ է քիմիական մաքրումՋրից ածխաթթու գազը և այլ գազերը հեռացնելու համար օգտագործվում են ռեակտիվներ, որոնք քիմիապես կապում են դրանում լուծված գազերը։ Օրինակ, դուք կարող եք հեռացնել թթվածինը ջրից՝ ավելացնելով ծծմբի երկօքսիդ, նատրիումի սուլֆիտ կամ հիդրազին:
Նատրիումի սուլֆիտը թթվածնով օքսիդացվում է ծծմբաթթվի սկզբում ստացվում է ծծմբի երկօքսիդից, որը օքսիդացվում է ծծմբաթթվի: Գրեթե ամբողջությամբ հնարավոր է մաքրել ջուրը հիդրազինի միջոցով. դրա հետ արձագանքելիս թթվածինն ամբողջությամբ ներծծվում է և իներտ ազոտն ազատվում է: Հիդրազինի օգտագործումը ամենաշատն է արդյունավետ կերպովջրի քիմիական մաքրում, բայց նաև ամենաթանկը՝ ռեագենտի բարձր արժեքի պատճառով: Հետեւաբար, այն առավել հաճախ օգտագործվում է ֆիզիկական մեթոդների կիրառումից հետո ջրի վերջնական գազազերծման համար:
Ջրածնի սուլֆիդը հեռացնելիս առավել հաճախ օգտագործվում է քլորը, որը ջրածնի սուլֆիդը օքսիդացնում է ծծմբի կամ սուլֆատների։ Երկու ռեակցիաներն էլ տեղի են ունենում զուգահեռաբար, և դրանցից մեկի գերակշռությունը կախված է միջավայրի pH-ից և քլորի կոնցենտրացիայից։
Թերություններ քիմիական մեթոդներջրի մաքրում ածխաթթու գազից և այլ գազերից.
- ռեակտիվների օգտագործումը մեծացնում է ջրի մաքրման գործընթացի արժեքը և բարդությունը.
- Ռեակտիվների գերդոզավորումը հանգեցնում է մաքրված ջրի որակի վատթարացման:
Դրա պատճառով քիմիական գազազերծումն օգտագործվում է ավելի հազվադեպ, քան ֆիզիկական գազազերծումը:
Ֆիզիկական գազազերծում
Ֆիզիկապես լուծված գազերը ջրից կարելի է հեռացնել երկու եղանակով.
- հեռացված գազի մասնակի ճնշումը մթնոլորտում ջրի հետ շփման մեջ հասցնել գրեթե զրոյի.
- պայմաններ ստեղծել, երբ ջրի մեջ գազի լուծելիությունը ձգտում է զրոյի:
Առաջին մեթոդը կոչվում է ջրի օդափոխություն, այն մաքրում է ջուրը ածխածնի երկօքսիդից և ջրածնի սուլֆիդից, որոնք ունեն շատ ցածր մասնակի ճնշում մթնոլորտում:
Թթվածինը, որը կազմում է մթնոլորտի զգալի մասը, հնարավոր չէ հեռացնել օդափոխության միջոցով։ Հետեւաբար, այն հեռացնելու համար ջուրը հասցնում են եռման, որի ժամանակ ցանկացած գազ հակված է լքել այն։ Ջուրը կա՛մ տաքացնում են ջերմային դեզերատորներում, կա՛մ վակուում են, մինչև այն եռա վակուումային գազազերծիչներում:
Կան մի քանի տեսակի գազազերծիչներ, որոնք տարբերվում են դիզայնով, օդի և ջրի շարժման բնույթով և գազազերծման գործընթացի պայմաններով.
- ֆիլմի գազազերծողներ. Սրանք սյուներ են՝ լցված տարբեր վարդակներով, որոնց միջով ջուրը հոսում է բարակ թաղանթով։ Վարդակները բազմիցս մեծացնում են ջրի և օդի շփման մակերեսը, որը մատակարարվում է հակառակ ուղղությամբ օդափոխիչով.
- փուչիկների գազազերծիչներ. Դրանցում սեղմված օդի փուչիկները անցնում են դանդաղ շարժվող ջրի հաստությամբ;
- վակուումային գազազերծիչներ. Այստեղ ջրի վերևում վակուում է ստեղծվում հատուկ սարքերի միջոցով, մինչև այն սկսի եռալ գոյություն ունեցող ջերմաստիճանում։
Դաշտային պայմաններում ավելի հաճախ օգտագործվում են թաղանթազերծիչներ, իսկ թթվածնից ազատվելու համար՝ ջերմային կամ վակուումային։ Պղպջակազերծիչների շահագործման բարձր արժեքը՝ պայմանավորված օդի սեղմման համար էներգիայի մեծ սպառման պատճառով, սահմանափակում է դրանց օգտագործումը:
Գազազերծիչների նախագծումը պետք է հիմնված լինի հետևյալ պարամետրերի վրա.
- ապարատի խաչմերուկի տարածքը, որը կախված է վարդակի ոռոգման թույլատրելի խտությունից.
- արդյունավետ գազազերծման համար անհրաժեշտ վարդակի մակերեսը.
- օդի հոսքը.
Ածխածնի երկօքսիդից, թթվածնից և ջրածնի սուլֆիդից ջուրը մաքրելը կարևոր փուլ է ջրի համալիր մաքրման մեջ: Այս ընթացակարգը թույլ է տալիս ազատվել վնասակար բաղադրիչներից, որոնք հակառակ դեպքում վնասակար ազդեցություն ունեն թանկարժեք արդյունաբերական սարքավորումների վրա:
