Практические работы по промышленной экологии
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
П – производство; ОХЛ – система охлаждения воды; НС – насосная станция; Q – расход оборотной воды; Q1 – потери воды при испарении;Q2 – потери воды при разбрызгивании;Q3 – потери воды при продувке Рис. 1. Схема оборотной системы водоснабжения Потери воды на испарение при охлаждении Q1 , м3/ч, определяются по формуле [3] Q1 = Кисп ΔtQ, (1) где Кисп – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче, принимаемый для брызгальных бассейнов и градирен в зависимости от температуры воздуха (по сухому термометру) (табл. 2), а для водохранилищ (прудов)-охладителей в зависимости от естественной температуры в водотоке; Δt – перепад температур воды, оС; Q – расход оборотной воды (табл. 1), м3/ч. Перепад температур воды равен Δt = t1 – t2 , (2) где t1 – температура воды, поступающей на охладитель (пруд, брызгальный бассейн, градирню) (табл. 1); t2 – температура охлажденной воды. Таблица 2
Потери воды р2в брызгальных бассейнах и градирнях вследствие уноса ветром принимаются по таблице 3 (СНиП 2.04.02-84) Таблица 3
Требования к качеству оборотной воды и воды для подпитки теплообменных систем оборотного водоснабжения в химической промышленности приведены в табл. 4 [3]. Таблица 4
Относительные величины потерь воды в результате испарения р1, разбрызгивания р2 и продувки р3 (в долях) определяются следующим образом:  ;  ;  , (3)где Q1, Q2, Q3 – абсолютные величины потерь воды при испарении, разбрызгивании и продувке соответственно, м3/ч. Те же величины, выраженные в процентах, принимают вид  ;  ;  . (4) Расчетная предельная концентрация Спр солей или другого лимитирующего загрязнителя в оборотной системе определяется уравнением [2]:  , (4)где р1, р2, р3 - относительные величины потерь воды в результате испарения, разбрызгивания и продувки соответственно (в долях); С0 – концентрация соли (или другого лимитирующего загрязнителя) в воде, добавляемой в систему. Величина  называется коэффициентом упаривания. При известных значениях спри со (в соответствии с требованиями к качеству оборотной и подпитывающей воды) (табл. 4) можно найти р3, а значит и величину продувки Q3, м3/ч. Величина расходадобавляемой в оборотную систему свежей воды Qсвеж., м3/ч,из водоема для компенсации потерь воды равна: Qсвеж.= Q1 + Q2 + Q3 (5) Содержание отчета Отчет по практической работе должен содержать: 1) титульный лист (приложение А); 2) задание с исходными данными; 3) схему оборотной системы; 4) расчет оборотной системы; 5) выводы. Практическая работа № 9 РАСЧЕТ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ ВОДОИСПОЛЬЗОВАНИЯ Задание: В соответствии с заданным вариантом (табл.1) определить максимально возможную концентрацию солей в воде продувки с3 после обессоливания ее для возврата в цикл водоиспользования и поддержания постоянного расхода и солесодержания в нем. Таблица 1 Исходные данные
Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды – это создание оборотных и замкнутых систем водоиспользования. В замкнутых беспродувочных системах стабилизацию оборотной воды производят путем вывода части оборотной воды для корректировки ее минерального состава и последующего возврата в цикл раздельно или совместно со свежей подпиточной водой (рис. 1). Qст.в.     П Q3 Q      3   2 1 Q1 СО   Q2     ОХЛ НС        Qсвеж.   Водоем 1 – основной цикл водооборота; 2 – цикл очистки и возврата воды продувки; 3 – возможный цикл возврата сточной воды производства; П – производство; ОХЛ – система охлаждения воды; НС – насосная станция; СО – система обработки (очистки) части воды; Рис. 1. Схема замкнутой системы водоиспользования Вместо свежей воды для подпитки можно использовать дочищенную до норм качества технической воды смесь промышленных и бытовых сточных вод, предварительно прошедших биологическую очистку, либо промышленные стоки после достаточно глубокой локальной физико-химической очистки. Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды. Нагретая в теплообменных аппаратах оборотная вода охлаждается в градирнях, брызгальных бассейнах, водохранилищах-охладителях или других устройствах. Относительные величины потерь воды в результате испарения р1, разбрызгивания р2 и продувки р3 (в долях) определяются следующим образом: ; ; , (1)где Q1, Q2, Q3 – абсолютные величины потерь воды при испарении, разбрызгивании и продувке соответственно, м3/ч. Те же величины, выраженные в процентах, принимают вид ; ; . (2) Расчетная предельная концентрация Спр солей или другого лимитирующего загрязнителя в оборотной системе определяется уравнением [2]:  , (3)где р1, р2, р3 - относительные величины потерь воды в результате испарения, разбрызгивания и продувки соответственно (в долях); Со – допустимая концентрация соли (или другого лимитирующего загрязнителя) в воде, добавляемой в систему. Порядок расчета 1. В соответствии со схемой замкнутой системы водоиспользования (рис. 1) определим допустимую концентрацию солей Со в добавляемой в систему водоиспользования воде, сформированной из расходов очищенной продувочной Q3, свежей Qсвеж. и производственной сточной вод Qст.в. из уравнения (3). 2. Найдем расход свежей воды Qсвеж., добавляемой в систему из водоема для компенсации потерь при испарении Q1 и разбрызгиванииQ2, определяемыми выражениями (2). При этом надо учесть, что сточная вода, добавляемая в оборотную систему Qст.в.,является технологической, то есть Qсвеж. = Q1 + Q2 – Qст.в. 3. Составим уравнение материального баланса (Q3 + Qст.в.+ Qсвеж.) со = Q3с3 +Qст.в.сст.в.+ Qсвеж. ссвеж. 4. Найдем из уравнения материального баланса максимально возможную концентрацию солей в воде продувки с3 после обессоливания ее для возврата в цикл водоиспользования. Содержание отчета Отчет по практической работе должен содержать: 1) титульный лист (приложение А); 2) задание с исходными данными; 3) схему замкнутой системы; 4) расчет замкнутой системы; 5) выводы. Практическая работа № 10 РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВОДОИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ПРУДОМ-ОХЛАДИТЕЛЕМ Задание: 1) определить необходимый объем пруда-охладителя Vo; 2) определить изменение концентраций примеси скi в воде пруда в последующие годы (т.е. время стабилизации состава) в соответствии с заданным вариантом (табл. 1). Таблица 1 Исходные данные
Продолжение табл. 1
В системах с прудом-охладителем (рис.1) концентрация солей увеличивается весьма медленно. Рост концентрации зависит от многих факторов. Системы с прудами занимают промежуточное положение между открытыми и замкнутыми системами. Баланс солей в таких системах обычно составляют для большого промежутка времени, например года [2].  Vе.и. Vос  Vф Vст.   Vс.н.Vпрод. Пруд  Vд.и.       Vст.в. Vподп.  П    А П - производство Рис. 1. Схема системы водоиспользования с прудом-охладителем Материальный баланс по лимитирующей примеси в системе водопотребления для расчетного периода (год) имеет следующий вид: Voсо + А + Qподп.сподп.+ Qст.сст.+ Qст.в.сст.в.– Qпрод.  – –Qс.н. – Qф = Vо ск ; (1)Qподп. = Qпрод.+ Qс.н.+Qф + Qе.и.+ Qд.и. – Qос. – Qст. – Qст.в., (2) где Vo – объем воды в пруду-охладителе; со, ск – концентрации загрязнителя (например, солей) в пруду в начале и конце годового цикла; А – количество реагентов (хлоридов, сульфатов, кальция, магния, железа), вводимых в пруд-охладитель в течение года для обработки всего циркуляционного потока или его части (хлорирование, подкисление, коагулирование и т.п.); Qподп.– годовой объем воды, поступающей в систему за счет подпитки; сподп. – концентрация загрязнителя в подпиточной воде; Qст. – годовой объем стока атмосферных вод в пруд; сст. – средняя концентрация загрязнителя в стоке атмосферных вод; Qст.в – годовой объем сточных вод, поступающих в систему от производства; сст.в. – средняя концентрация загрязнителя в сточной воде; Qос. – годовой объем воды, поступающей в пруд-охладитель за счет атмосферных осадков; Qпрод.,Qс.н., Qф, Qе.и., Qд.и.– годовые объемы воды, теряемой из пруда-охладителя соответственно за счет продувки, собственных нужд водоочистных установок, фильтрационных утечек, естественного испарения, дополнительного испарения. Уравнение материального баланса дает возможность определить объем пруда-охладителя при прочих заданных или рассчитываемых величинах. При эксплуатации водооборотной системы, когда объем пруда-охладителя известен, обычно рассчитывают величину продувки или концентрацию загрязнителя к концу годового цикла. Порядок расчета 1. Составляется материальный баланс по лимитирующей примеси для расчетного периода (год); 2. Из уравнения материального баланса определяется объем пруда-охладителя. 3. При известном значении объема пруда-охладителя определяются концентрации загрязнителя в пруду в конце годового цикла скi(ск2, ск3 и т.д.) в последующие годы, принимая со2 = ск1, со3 = ск2 и т.д. до стабилизации концентрации. Срок практически полной стабилизации концентрации составляет 8 – 10 лет. Результаты расчетов сводятся в таблицу Таблица 1 Результаты расчетов стабилизации концентрации
Содержание отчета Отчет по практической работе должен содержать: 1) титульный лист (приложение А); схему системы водоиспользования с прудом-охладителем; расчет системы водоиспользования; 4) таблицу с результатами расчетов стабилизации концентрации; 5) выводы. Практическая работа № 11 РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТСТОЙНИКА Задание: Рассчитать вертикальный отстойник в соответствии с заданным вариантом (табл. 1). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||