31Совместное h-Na-катионирование.

При совместном H-Na-катион-ии катиониты регенер-т сначала опр-м кол-вом кислоты, а затем после ее отмывки, опр-м кол-вом повар-й соли NaCl, следов. обменными катионами в верх-х слоях будут катионы Н⁺, а в ниж-х слоях – Na⁺, следов. при прохожд-ии ч/з H-Na-катиониты идут пр-сы H-Na-катион-я, уд-ся кислот-ь и поддерж-ся необх-я Щ. Эти устк-ки наиболее просты.

Преимущ-ва: 1) миним. уд. расход кислоты на регенер-ю;

2) миним. потреб-ь кислотоупор-й арматуры;

3) нет сброса кислых вод в канализ-ю, следов. нет потреб-и в спец. стали.

Неодст-ки: резкое колеб-е недостаточ-й Щ-ти в перид цикла фильтр-ии, следов-о на ТЭС нельзя прим-ть высок-е или повыш-е давл-е.

Прим-т:

а) если получаемае по этой схеме Щ не вызыв-т заметнорго повыш-я продувки котла;

б) SO₄^2-+Cl^-<=3.5-5мг-экв/л, т.к H-Na-катионит-е схемы не дадут Ж общ. <20 мг-экв/л. Тогда пров-т 2-хступенч-е Na-катион-е:

1-я ступень: Ж_общ=0,2-0,05 мг-экв/л при скор-и=15-20 м/ч

2-я ступень: Ж_общ=0,03-001 мг-экв/л при скор=30-50 м/ч.

Na-катион-е фильтры 2-й ступ часто наз-т барьерными, т.к они собир-т все , что ост-сь.

32.Обработка охлажд. Воды в магн.

и акустическом поле на ТЭС

Основ. масса воды, потреб-я на ТЭС предназн-а для охл-я . Подавляющ-я часть воды (до 95 %) идет на конд-ю пара, охл-е масла и возд-ха, восполн-е потерь в оборотн-х циклах.

Осн. треб-я к охл-й воде:

1.д.б темп-ра, обесп-я норм-й вакуум в конд-ре

2.не вызывающ-я в системе охл-я отклонений минер-о и биолог хар-ра, не д.б коррозии.

Исп-ся прямотч-е и оборот-е сист-ы водоснабж-я. При прямоточ. происх-т 1-нократн. оборот конд-ра, при оборот-й – неск-ко раз. В наст. время- обр-ка воды в магн поле. Если налож-ть магн поле на нестаб-ю бикарбонаткальция воду, содер-ю ферромагн-е примеси (Fe2O3 Fe3O4) происх-т сниж-е обр-я отлож-й на теплоперед-х пов-х.

Механизм:

Коагуляция ферромагнитов в магнитном поле за счет процесса ориентации. Скоагулир-е до разм-в 0,01-0,04 мкм ферромагнит-е коллоидные частицы намагничиваются и агригатируют до р-ров кристаллизации. На них и кристаллизуются СаСО3. Эти ч-цы недолговеч-ы (5-6сек после выхода из поля). Чтобы получить «чистую» воду операция повторяется.

Сущ-т 2 типа аппаратов:

-с пост-м магнитом – не дорогие, но мала напряженность поля.

-с электромагнитом – напряженность до40*10^-4 А/м, степень очистки высокая.

Вода идет через кольцевое сечение м/у корпусом и внутренним источником магнитного поля. Время пребывания в аппарате воды определяется ее скоростью, она велика (до 1.3м/с_). Отсюда следует, что интенсивность обработки>. Имеется опыт обработки воды в акустическом поле: исп-ся аппар-ы с ультрозвуков-ми колеб-ми волн с частотой 10-20мГц.

Механизм:

Возникает кавитация способствующая

1 нарушается кристаллизация

2 разрушаются ультразвук-ми волнами ранее возникшие отложения на пов-ти подогрева.

Устройство акуст-го аппар-а:

Импульсный агрегат( генератор), преобр-ль кот-й прекрепляется к обьекту и преобр-т акустические колебания генер-ра в механические.

Достоинства-малые размеры, малая потеря мощности.

33. МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Один из методов безреагентной очистки воды. Мембранных методов несколько видов

-ультрофильтрация

-обр-й осмос

-электродиализ

-диализ

В основе лежит перенос примесей или растворителей ч/з мембраны, дейст-е сил при этом различ-ы, различна и природа сил, вызывающих этот процесс , следов. разоич. мембраны. Если сила давления (по этой сх-ме раб-т ультрафильтр-и и обр-й осмос), то мембраны пропустят растворитель (воду),а примеси остануться. Если электрические силы- то мембраны предназн-ы для проп-я ионов, а вода останется.

Обратный осмос хорош из-за экономичности и не треб-т высок давлен-й (до 1 г/кг). Электрдиализ прим-ся если концентрация в р-ре >1г/кг.

Преимущество методов+мех-м:

1 отсутствие фазовых переходов при отделении примесей, что пониж-т до мин-ма расход энергии.

2 при искл-ии забивания мембран процесс м б непрерывен.

3 возможно исп-е низких т-р.

4 без реагентов (иногда с малым кол-вом)

5 аппараты просты и неимеют движ-ся частей, следов меньше износ.

6 кол-во энергии необх для этих процессов обычно<2-2.5 кВт*ч на 1 м³ фильтрата.

34. ОБРАТНЫЙ ОСМОС И УЛЬТРО ФИЛЬТРАЦИЯ

Обр.осмос-самопроиз-й переход растворителя ч/з спец полупроницаемую перегородку (мембрана) в р-р. Если ячейку разделить мембраной в левую часть- чистую воду ,в правую- р-р ,то из левой самопр-но в правую начнут перемещ-ся молекулы. Движ-я сила-разность концентр-ий. Процесс идет до тех пор пока гидростат-е давление раст-ра на мембране не достигнет опр-й величины осмотич-го давления. Если со стороны р-ра прилож-ть давление Pвнеш больше осмотич-го , то пойдет обр-й процесс.

∆ Р=Р-(П1-П2)

П1иП2-осматич-е давления исх р-ра ч/з мембрану

Р- избыточное давление над исход р-ром

Т.к. мембрана может пропустить некоторое кол-во ионов с водой – фильтрат-это тоже р-р, но с меньш-й концентр-й, чем исход. Осмот-е давление р-ра описывается Ур-ем Ван-Гоффа

П=IRT*C/μ

где I=(1+α)-коэф Ван-Гоффа

α- степень диссоц-ии раствор-го в-ва

R-универ-я газов. пост-я

Т-темпер-ра р-ра

с-конц-я р-ра

μ-масса 1 моля

Видно что осмат-е давление зависит от химич-й природы р-го вещ-ва и его конц-ии.

Если р-р сод-т высокомолекулярные в-ва у которых макс. диаметр частиц=0.5 мкм (т.е молек-я масса <=500),то осмот-е давление буд. мало. Тогда для их разделения применяется ультрофильтрация - спец-е мембраны пропустят не только воду, но и ионы и мол-лы низкомолек-х в-в. Раб-е давление в этом случае <=0.5МПа

Принципиальное отличие от других методов

Не обр-ется осадок, а обр-ется 2 р-ра разной концентр-ции . Мембраны должны обладать след-ми св-ми – 1) селективность высок-я (разделяющ-я спосбность),

2)высокая уд.проницаемость,

3) высокая хим-я устойчивость к р-ру (к среде),

4) неизменяемая хар-ка св-в в период эксплуатации

5)высокая механ-я прочность ,

6) относ-я дешевизна.

Селективность мембран опр-ется

φ=((c1-c2)/c1)*100=(1-(c2/c1))*100

С1 и С2 –концентр-я исх-й воды и фильтрата

Большую роль играет диаметр ионов , чем больше диаметр, тем больше селективность. Чем больше заряд ионов, тем больше селективность (т.к выше активность и дейст-т тот же ряд актив-ти, что и при ионном обмене):

катионы:

Ca²⁺>Mg²⁺>Na⁺

Анионы:

CO^2-₃>SO₄^2->Cl^-

Проницаемость мембраны: G=V/(F*τ)

где G-кол-во фильтрата, кот получено с ед пов-ти мембраны F за время τ.

Проницаемость зависит от сост р-ра ,от внешнего давления, типа мембраны. Если давление высоко и мембраны засоряются, следов проницанмость пониж-ся, следов. при =5 МПа у лучших мембран проницаем-ь >=50кг/м2*час. Т.к приблиз-о 20% стоим-ти всего пр-са – стоим-ть мемб-ны, то при обратном осмосе глав-м будет-продолж-ть работы мембр-ы. Самые распр-е синтетич. порист-е мембраны- те, кот получ-ся при введении в полимер добавок с последующим их вымыванием (очень важно: не д.б усадки каркаса, т.к м.б сужение пор.) Сущ-т анизотроп-е, ацетилцеллюлозные мембр-ы, изготов-е коагуляц-м методом. При ультрафильтрации исп-т полиэлектролитные мембр-ы.