Вопрос 27. Термическое обессоливание в испарителях кипящего типа.
На многих ТЭС восполнение потерь пара и конденсата производится дистиллятом, получаемым в испарительных установках. Такой метод подготовки добавочной воды паротурбинных установок называется термическим обессоливанием. При термическом обессоливании из воды, содержащей различные растворенные в ней вещества, получают пар, который затем конденсируют. В тепловых режимах, при которых работают испарители, с паром уносится лишь очень небольшое количество капель, содержащих эти вещества. Устройства по очистке пара позволяют и этот унос многократно уменьшить. Поэтому получаемый на испарительных установках дистиллят пригоден для использования в качестве добавочной воды для любых современных паровых котлов. Вводимые в испаритель с водой растворенные в ней вещества выводятся из аппарата продувкой.
В настоящее время в основном дистиллят производят из воды, предварительно умягченной на ионитных фильтрах. Однако, имеются испарительные установки, для питания которых применяется вода, прошедшая упрощенную обработку, а так же испарители, работающие на сырой воде.
Ниже приведена схема простейшей испарительной установке (рис 164)
Вопрос 28 Получение дистиллята в испарителях мгновенного вскипания
Многоступенчатые установки мгновенного вскипания обычно состоят из ряда ступеней (камер) испарения одной и той же конструкции. При этом камеры испарения группируются в несколько многоступенчатых аппаратах. Пучки труб конденсаторов располагаются горизонтально в верхней части камер или вертикально в середине ее (стр211). При горизонтальном расположении конденсатора трубные пучки устанавливаются продольно по всей длине аппарата (стр 211 - рис 8.10 а;) или поперечно в каждой камере его (рис. 8.10, б)
В обоих случаях испаряющаяся в камере 1 вода перетекает вдоль аппарата из одной камеры в другую, а образующийся пар до поступления в конденсатор отделяется от капель в сепараторе 4, расположенном в верхней части камеры вскипания.
Конденсат пара (дистиллят) собирается непосредственно под трубами конденсатора и перепускается из одной камеры в другую.
Вопрос 29. Обратный осмос и ультрафильтрация
Методы обратного осмоса и ультрафильтрации заключаются в фильтровании растворов через специальные полупроницаемые мембраны. При этом либо мембрана пропускает только молекулы растворителя (воды), либо частично с растворителем проходят ионы и молекулы задерживаемых веществ.
В основу процесса обратного осмоса положено явление осмоса - самопроизвольного перехода растворителя через специальную полупроницаемую перегородку (мембрану) в раствор. Если какую-либо ячейку разделить мембраной и залить левую часть чистой водой, а правую раствором (стр 122) то будет наблюдаться самопроизвольный переход молекул воды из левой части в правую. Движущей силой процесса при этом является разность концентраций воды в левой и правой частях ячейки. При этом уровень воды в левой части ячейки будет понижаться , а в правой повышаться. Вследствие возникновения гидравлического напора за счет разности уровней воды в обеих частях ячейки вода будет переходить из правой части ячейки в левую, причем скорость перехода воды слева направо будет падать вследствие убывания разности концентрации примесей по обе стороны мембраны (разбавление раствора в правой части ячейки), а скорость перехода воды справа налево будет возрастать из-за увеличения разности уровней по обе стороны мембраны. Естественно, что при определенном гидростатическом давлении наступит равновесие такой системы, когда уровни в обеих частях ячейки не будут изменяться. Гидростатическое давление, соответствующее равновесному состоянию такой системы, называется осмотическим давлением.
Осмотическое давление раствора в общем случае определяется согласно уравнению Вант-Гоффа:
Где i=1-a - коэффициент Вант-Гоффа (а-степено диссоциации растворенного вещества); R - универсальная газовая постоянная, равная 8,3143 Дж/(моль*К); Т - абсолютная температура раствора, К; С - концентрация растворенного вещества, кг/м3; М - масса 1 моля растворенного вещества, кг.