61. Обессоливание дистилляцией (однокорпусный испарительный опреснитель: схема, принцип работы, недостатки) многокорпусный испаритель

В целях снижения затрат (тепла) применяют многокорпусные аппараты, повторное

сжатие пара и др. способы.

Экономичность ступенчатости выпарки можно оценить расходом пара на 1т дистиллята, т.е. Кратностью выпарки "m"

Ч исло ступеней 1 2 3 4

Кратность выпарки "m" 0,8 1,4 2,0 2,5

m = q дист / q пар - кратность выпарки

На практике проектируются испарители с числом ступеней не более

5-6 с температурным перепадом на каждую ступень 10-15 ºC.

62. Термокомпрессионный испаритель: схема, принцип работы,

достоинства, недостатки

Здесь тепло, необходимое на испарение воды, поступает в

испаритель в результате повышения температуры пара в термокомпрессоре

в результате повышения давления.

Продувка составляет 50% питательной воды. Давление в испарителе

ниже атмосферного (во избежание образования накипи).

63. Методы борьбы с накипеобразованием в испарителях:

сущность, достоинства, недостатки

Неизбежным последствием в дистилляционных установках является

зарастание поверхностей теплообменников накипью различных солей

для борьбы с накипью применяют методы:

- добавление сернистых присадок (затравок);

- стабилизация воды;

- подкисление воды;

- применение антинакипинов;

- гидрофобное покрытие поверхности;

- применение специальных конструкций и т.д.

Метод присадок ( затравок ) широко распространен. Предполагает

добавку в исходную воду тонкодисперсного порошка из измельченных

кристаллов карбоната кальция (мела), частицы которого становятся

центрами кристаллизации накипеобразователей. Концентрация затравки 10-12

мг/л. Излишки удаляются непрерывной продувкой.

Метод стабилизации при пропуске воды через фильтр, загруженный слоем

массы из зерен известняка или другого подобного материала, избыточные

количества CаCOз и Mg(OH)₂, которыми пресыщен раствор, частично

осаждаются на поверхности контактной массы. Стабилизация может быть

проведена фосфатированием, что позволит поднять предельно возможное

значение карбонатной жесткости воды на 1,5-2 мг-экв/л и больше. Стабилизация

может быть осуществлена путем рекарбонизации (углекислым газом или дымовыми

газами)

Подкисление воды приводит к увеличению ионов водорода, избыток

которых способствует переводу карбонатных ионов в бикарбонатные

COз^(2-) + H⁽⁺⁾<==> HCOз^(-)

карб бикарб

HCOз^(-) + H⁽⁺⁾ <==> CO₂ + H₂O

В результате таких реакций исключается образование ионов COз^(2-) и

исключается, следовательно, процесс образования нерастворимых солей

карбоната кальция СаСОз

Антинакипины способствуют задержанию процессов

кристаллизации накипеобразующих соединений. Кристаллы не растут и

остаются во взвешенном состоянии. Это фосфаты, некоторые ПАВ (проксинол,

синтанол и др.).

Покрытия теплообменных поверхностей препятствуют образованию накипи.

Это эпоксифенольные, фторопластовые и бакеллитовые лаки.

64. Химические методы обессоливания воды (сущность, сравнительная

оценка)

1. Метод ионного обмена (основной)

2. Метод экстракции воды веществами, образующими с водой

гидраты или водные растворы, легко отделяющиеся от раствора

3. Экстракция растворенных солей из рассола

65. Метод ионного обессоливания: сущность, схемы установок,

физико-химические процессы

66. Регенерация ионообменных фильтров метод 168в (пример) самостоят.

67. Расчет катионитовых фильтров

68. Расчет анионитовых фильтров

70. Обессоливание электродиализом

Этот метод перспективен, но предполагает чистую от механических примесей

воду.

Сущность метода заключается в том, что в электрическом поле

катионы растворенных в воде солей движутся к погруженному в воду катоду, а

анионы - к аноду.В воде происходит электролитический процесс.

На катоде выделяется водород и образуются щелочи. На аноде происходит процесс

окисления с образованием кислот и газообразных кислорода и хлора.

анод катод

(+) (-)

H OH

Na Cl

1 - селективная мембрана

опресненная вода

Количество электричества, которое затрачивается на опреснение

1 м^з воды (в кулонах)

qэ = 96491 (cнач - cкон), кл

где снач, скон - соответственно начальная и конечная концентрации солей

в воде, г-экв/мз

Расход энергии, квт

26,8 (cнач - cкон) <

w = ------------------- i < (r + e) , квт

k n кпд

i<(r+e) - полное напряжение на электродах аппарата, вольт

n - количество одноименных камер,

k - средний химический эквивалент солей, растворенных в воде

соленая вода

_______________________________________________________________

(+) ¦ ¦ ¦ ¦ (-)

-- -_---------------_---------------_----------------_- +

¦ н ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ он ¦

¦ сl ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ сl ¦

¦ na ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ nа ¦

+-------------------------------------------------------+

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ дистиллят

¦ ________¦_______________¦_______________¦_________________

¦ ¦ ¦ ¦ рассол

__________________________________________________________________