Дегазация воды.

Во многих случаях низкое качество продукции и износ оборудования связан с наличием в воде газов (Cl₂, O_2, CO₂, H₂S и др.). Они обуславливают или усиливают процессы коррозии металлов.

Комплекс мероприятий, связанный с удалением из воды растворенных в ней газов, называется дегазацией воды. Существуют физические и химические методы дегазации.

Физические методы дегазации воды основаны на законе Генри – Дальтона: 1) растворимость газов уменьшается с понижением их парциального давления над раствором; 2) растворимость газов уменьшается с повышением температуры.

Эффективность удаления газов из воды определяется главным образом увеличением поверхности раздела жидкой и газообразной фаз. Для этого воду дегазируют дождеванием, фонтанированием, пропусканием через градирни, разбрызгиванием в вакууме или барботажем воздуха или пара через слой воды.

При дождевании вода тонкими струями стекает из дырчатой емкости.

Фонтанирование воды производится в железобетонных или бетонных бассейнах, над которыми на высоте 1,2-1,5 м расположена сеть распределительных труб с установленными над ней разбрызгивающими насадками.

Для дегазации воды в градирнях используют обтекание водой насадки на которую снизу подается воздух или пар.

Следует учитывать, что при продувки воздухом нельзя удалить кислород, азот и двуокись углерода.

Особенно успешно происходит дегазация в вакууме в котлах специальной конструкции с одновременным подогревом воды.

Химические методы дегазации воды состоят в том, что к воде добавляют вещества, количественно реагирующие с газообразными загрязнениями.

Для удаления кислорода применяется фильтрование воды через легко окисляющиеся вещества, например стальные стружки:

8Fe + 3O₂ + 6H ₂O = 4Fe(OH)₃

Образующиеся в результате коррозии продукты удаляют обратной промывкой.

Чаще всего применяют обработку воды сернокислым натрием, иногда сульфатом гидразиния:

2Na₂SO₃ + O₂ = 2Na₂SO₄

N₂H ₆SO₄ + O₂ = N₂ + H₂SO₄ + 2H ₂O

Гидразин является лучшим средством для удаления из воды кислорода, однако он склонен к образованию взрывоопасных смесей с воздухом.

Для ускорения процесса используют катализаторы: медь, стекло или активированный уголь. Недостаток метода – высокая стоимость реагента.

Для удаления из воды сероводорода химическими методами его окисляют кислородом воздуха или хлором.

При связывании двуокиси углерода используют NaOH, Na₂CO₃, CaCO₃, CaO.

Водопотребление на химическом предприятии. Создание водооборотных циклов.

Вода на химическом предприятии расходуется по многим направлениям – в качестве реагента, растворителя, абсорбента, экстрагента, для промывки газов и жидкостей, для очистки и перекристаллизации и т. д. Значительное количество воды используется для обогрева или охлаждения химической аппаратуры.

Обычно химическое предприятие имеет дело с тремя типами воды: свежей, оборотной и сточной. Естественно необходимо стремиться к уменьшению объема сбрасываемой сточной воды и ограничению потребления свежей воды. Для этого на предприятии создаются водооборотные циклы. Чистая свежая вода используется в ряде технологических процессов полимеризации, производстве фармацевтических и косметических препаратов. На рис. 7 представлена схема использования воды на химическом предприятии.

водоподготовка

4

1 2 3

химическое

производство

5

1 2 3

очистка

сточной воды

6

Рис. 7. Схема использования воды на химическом предприятии:

1 – технологическая вода; 2 – теплоэнергетическая вода;

3 – хозяйственно-бытовая вода; 4 – свежая вода;

5 – оборотная вода; 6 – сброс сточной воды.

Создаие водооборотных циклов технологических систем является одним из главных направлений рационального использования водных ресурсов. В этих циклах осуществляется многократное использование воды без сброса в водоемы или другую среду, а забор свежей воды производится только в крайних случаях.

В настоящее время применяют три основные схемы водооборотных циклов, представленных на рис 8.

П

П

П

ОХ

НС

ОС

ОС

		НС
НС

ДВ ДВ

ОХ

ДВ

а б в

Рис. 8. Схемы оборотного водоснабжения: а – с охлаждением воды; б – с очисткой воды; в – с очисткой и охлаждением воды; П – производство; НС – насосная станция; ОХ – охлаждение воды; ОС – очистка сточной воды; ДВ - добавочная вода.

В первом случае воду только охлаждают в градирне или другом аппарате (рис. 8, а), во втором – подвергают очистке (рис. 8, б), а в третьем – очищают и охлаждают (рис. 8, в), после чего она вновь поступает в производство.

В процессе многократной циркуляции вода оборотных систем теряет часть своих первоначальных свойств: становится более коррозионно-активной, способной к отложению минеральных солей и бактерий. Поэтому, оборотная вода со временем нуждается в соответствующей обработке.

В настоящее время разрабатываются локальные очистные сооружения, позволяющие выделить наиболее ценные или токсичные компоненты из воды, чтобы затем снова использовать ее в производстве.