Лекция № 10, 11 по дисциплине «Химическая технология теплоносителя»

учебная дисциплина

Тема: Предварительная очистка воды

Цель: Рассмотреть процессы, протекающие при предварительной очистке воды: известкование и коагуляцию.

ПЛАН:

1. Необходимость и этапы очистки воды.

2. Очистка воды методом коагуляции:

   1. Сущность процесса коагуляции.

   2. Факторы, влияющие на коагуляцию.

   3. Флокуляция.

3. Очистка воды методом осаждения.

   1. Известкование воды.

   2. Расчет дозы извести для практического использования.

   3. Содоизвесткование.

   4. Обработка едким натром.

4. Методы осветления воды.

Литература:

1. М.И. Хоршева. Водоподготовка, спецхимочистка и химический контроль на АЭС. Севастополь, СИЯЭиП, 2000 г.

2. А.А. Громогласов и др. Водоподготовка: процессы и аппараты. М.: Энергоатомиздат, 1990 г.

3. Водоподготовка: процессы и аппараты. Под ред. О.И. Мартыновой. М.: Атомиздат, 1977 г.

4. В.А. Кишневский. Технологии подготовки воды в энергетике. Одесса: Феникс, 2008 г.

1. Необходимость и этапы очистки воды

Природная вода всегда содержит различные примеси. Характер и количество содержащихся в воде примесей определяют качество воды, то есть характеризуют возможность использования ее для различных целей.

Природные воды классифицируют по ряду признаков:

1) по солесодержанию:

• пресные (солесодержание до 1 г/кг);

• солоноватые (от 1 до 10 г/кг);

• соленые (более 10 г/кг)

2) по преобладающему аниону:

• гидрокарбонатный тип вод (НСО или сумма НСО и СО );

• сульфатный;

• хлоридный и т.д.

3) по химическому составу:

• минеральные,

• органические.

4) по степени дисперсности:

• истинно растворённые, распределенные в воде в виде отдельных ионов, молекул или небольших комплексов размером менее 1 нм;

• коллоидно-дисперсные с размером частиц от 1 до 100 нм.

• грубо-дисперсные с размером частиц более 100 нм.

Для коллоидных систем характерны два основных признака:

1) гетерогенность – указывает на наличие межфазной поверхности;

2) дисперсность (раздробленность). Из-за малых размеров коллоидные частицы не теряют способности к диффузии и обладают значительной удельной поверхностью. Коллоидные частицы не выделяются из воды под действием силы тяжести, не задерживаются обычными фильтрующими материалами.

Грубо-дисперсные примеси ГДП (взвешенные вещества) имеют столь большую массу, что практически не способны к диффузии. С течением времени примеси либо выпадают в осадок, либо всплывают на поверхность (если их плотность меньше плотности воды). Длительно оставаясь во взвешенном состоянии, ГДП обусловливают мутность воды.

5) по химическому характеру примесей:

• минеральные (газовые и ионизированные);

• органические.

Безусловно, природная вода в ее исходном состоянии не может быть использована в качестве теплоносителя, то есть для удаления содержащихся в ней примесей необходима очистка воды.

Существуют три основные причины применения в качестве теплоносителя воды с высокой степенью очистки:

1. Для снижения скорости коррозии конструкционных материалов.

2. Для снижения уровней радиации в первом контуре. Некоторые природные примеси и большинство продуктов коррозии становятся высокорадиоактивными в результате воздействия потока нейтронов в области активной зоны реактора. Если не принять меры по удалению данных растворимых и нерастворимых веществ, они могут быть перенесены во все системы первого контура.

3. Для уменьшения образования отложений на теплопередающих поверхностях. Отложения на оболочках ТВЭЛов приводят к увеличению их термического сопротивления, что может привести к пережогу и повреждению ТВЭЛов. Отложения в парогенераторе уменьшают коэффициент теплопередачи.

Очистка природных вод производится, как правило, в несколько этапов:

1) удаление грубодисперсных и коллоидно-дисперсных примесей (предочистка);

2) удаление истинно растворенных примесей (обессоливание);

3) удаление растворенных газов.

Начнем рассмотрение методов очистки воды с первого этапа, то есть с методов предварительной очистки.

Необходимость предварительной очистки воды вытекает из требований улучшения технико-экономических показателей последующих степеней очистки.

Например, коллоидные примеси органических веществ в природных водах могут вызвать «старение» анионитов, увеличение удельных расходов щелочи на регенерацию; коллоидные соединения железа могут быть причиной отравления ионитных мембран в электродиализаторах. Кроме того, неэффективная очистка воды от коллоидных и ГДП является одной из причин образования отложений на поверхностях нагрева.

Предочистка осуществляется на основе методов, в результате реализации которых при дозировке специальных реагентов некоторые примеси выделяются из воды в виде хлопьев, имеющих размер от 0,1 до 1 мм.

Основными технологическими процессами предварительной очистки воды являются коагуляция и известкование, которые обычно совмещаются одновременно в одном аппарате – осветлителе (в целях улучшения суммарного технологического эффекта и снижения затрат).

Дополнительная очистка воды после осветлителей от ГДП производится фильтрационными методами, которые также относятся к предочистке воды.

Вывод:

1. Необходимость предварительной очистки воды вытекает из требований улучшения технико-экономических показателей последующих степеней очистки.

2. Основными технологическими процессами предварительной очистки воды являются коагуляция и известкование.