Одеський національний політехнічний університет
Інститут енергетики та комп'ютерно-інтегрованих систем управління
Кафедра “Технології води та палива”
Конспект лекцій з курсу
“Теорія сорбційних та мембранних процесів на електростанціях”
для студентів спеціальностей
7.05060104, 8.05060104 Технологія теплоносіїв та палива на теплових електростанціях
- 7.05060302, 8.05060302 Технологія теплоносіїв та поводження з радіоактивними відходами на атомних електростанціях
|
|
Укладач: Дорож О.А., доцент кафедри ТВП
2012
Зміст
Введення. 3
Програма курсу. Основні розділи. Література. 3
Порівняння іонного обміну та зворотного осмосу: 4
Розділ 1. Теоретичні основи та застосування сорбційних та мембранних процесів на електростанціях 8
1.1. Загальні поняття про сорбцію та сорбційні процеси. 8
Екстракція 10
Осадкоутворення 10
1.2. Механізм сорбції. 11
1.3 Закономірності протікання сорбційних процесів 13
1.4 Концентраційний фронт та вихідна крива як характеристики сорбційного процесу 17
1.5 Сорбційні апарати. Класифікація та принципи функціонування 19
Розділ 2. Фізико-хімічні основи іонного обміну. Сучасні іонообмінні матеріали (іоніти), які використовуються у водопідготовці 23
2.1. Загальні поняття про іонний обмін та іоніти 23
2.2 Типи іонітів 29
2.3 Реакції і/о з врахуванням типу іоніту 46
2.4 Фізико-хімічні і технологічні властивості іонітів. 49
2.5. Промислове використання іонітів. Екологічний аспект і/о 62
2.6 Проблеми експлуатації та очищення забруднених іонітів 67
2.7 Основні вимоги до іонітів на АЕС, особливості експлуатації та знешкодження 74
Розділ 3. Основи мембранних процесів 80
Введення. Програма курсу. Основні розділи. Література.
В навчальному плані для спеціалістів-технологів водопідготовки передбачене вивчення двох взаємозалежних та пов'язаних теоретичних курсів - ТОХТП і «Теорія сорбційних та мембранних процесів» (ТСМП), що містять основні розділи фізичної хімії - хімічної термодинаміки і хімічної кінетики, теорії розчинів, а також теорію сорбційних та мембранних процесів.
Предметом вивчення курсу ТСМП є:
теорія, основні поняття і закономірності сорбційних та мембранних процесів
теоретичні основи обробки води методом і/о та зворотного осмосу в технологічних цілях
знайомство з різноманітними типами матеріалів - іонітів, які застосовують для реалізації даного процесу, їх основними характеристиками і властивостями, особливостями експлуатації. Види та властивості мембран.
основи теорії мембранних процесів, їх практичне використання.
Структура вивчення включає: лекції, лабораторний практикум і самостійну роботу. На протязі семестру – поточний контроль: відвідування занять та 2 контрольні роботи (8 та 15 тиждень). По закінченні вивчення курсу - іспит, питання на який виносяться відповідно до лекційного матеріалу.
18 тижнів, 54 лекційних занять, 18 лабораторних та 18 практичних.
Матеріал умовно поділений на 4 розділи: теоретичні основи сорбційних процесів, закономірності процесів іонного обміну та сучасні іонообмінні матеріали, які використовують в системах водопідготовки, основи мембранних процесів. Деякі питання - на самостійне вивчення.
Для закріплення теоретичних знань і придбання практичних навичок передбачене проведення лабораторного практикуму та практичних занять: вивчення фізико-хімічних властивостей і/обм. матеріалів, динаміки і/о, застосування потенціометричного титрування, вивчення явищ поверхневого натягу і технології флотації. Кожний студент виконує лабораторні роботи за графіком.
За результатами самостійної роботи в кінці семестру кожний студент представляє курсову роботу за відповідною обраною темою науково-дослідного напрямку, який обговорюється на колоквіумі.
Курс адаптується до рівня знань, потребує знання з розділів фізичної та аналітичної хімії, основ термодинаміки, масообміну, водних режимів електростанцій, вивчення водопідготовки, процесів та апаратів водопідготовчої технології на електростанціях.
Можливі питання, неясності. У таких випадках допоможе самостійна робота з технічною літературою, підручниками.
Кишневский “Технологии подготовки воды в энергетике», 2008
Кокотов Ю. А. «Теоретические основы ионного обмена».
Мартынова О.И. «Водоподготовка. Процессы и аппараты»
Гребенюк В.Д. «Обессоливание воды ионитами».
Гельферих Ф. «Иониты».