Методичка ОХТ. Практикум для студентов специальностей 148 01 01 Химическая технология производства и переработки неорганических материалов
Скачать 0.72 Mb.
|
2. ВОДОПОДГОТОВКАЦель работы – изучение способов промышленной водоподготовки, стандартных методик определения жесткости воды и их использования при выполнении лабораторных работ. 2.1. Общие положения Вода – один из важнейших факторов жизни на Земле. Ежедневно человечество расходует до 7 млрд. т воды, что соответствует по массе общему количеству полезных ископаемых, добываемых за год. Основными потребителями воды являются химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная отрасли промышленности, черная и цветная металлургия, энергетика, мелиорация. Классификация воды по целевому назначению представлена на рис. 1. ВодаХозяйственно- Техническая Поливная питьевая Энергетическая Охлаждающая Технологическая Подпиточная Оборотная (добавочная) Средообразующая Промывающая Реакционная Рис. 1. Классификация воды по целевому назначениюСогласно рис. 1, различают следующие разновидности технической воды: энергетическая, охлаждающая, технологическая. Энергетическая вода используется при получении пара (для питания парогенераторов) и как рабочее тело при передаче тепла от источника к потребителю (горячая вода). Охлаждающая вода служит для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах. При этом вода не соприкасается с материальными потоками. Технологическая вода подразделяется на средообразующую, промывающую и реакционную. Средообразующая вода используется для растворения твердых, жидких и газообразных веществ, получения суспензий при обогащении, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промывающая вода – для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов; реакционная – в качестве реагента, а также при азеотропной отгонке. Технологическая вода непосредственно контактирует с реагентами и продуктами процесса. Основными источниками водоснабжения промышленных предприятий служат поверхностные и грунтовые воды. К поверхностным водам относятся реки, озера, искусственные водохранилища и каналы. В первую очередь для промышленного производства используются реки. 2.2. Качество воды и требования к нейВ 1 л воды, как правило, содержится около 1 г солей. В морской воде их значительно больше – от 5 гл до 35 гл. Пресные и морские воды различаются по суммарному содержанию солей, а также соотношением в них хлоридов, сульфатов и карбонатов. Речные воды делятся на маломинерализованные (до 200 мгл), среднеминерализованные (200–500 мгл) и повышенной минерализации (свыше 1000 мгл). Наряду с солями, вода содержит некоторое количество сложных природных органических соединений – гумусовых веществ. Содержание этих примесей в речных водах 5–10 мгл, в озерных – до 150 мгл. В водах содержится значительное количество твердых взвесей, коллоидных веществ и примесей биологического характера (микроорганизмов, водорослей и др.). Существует несколько классификаций примесей воды. Согласно наиболее известной и признанной классификации примесей по фазово-дисперсному составу (по Л.А. Кульскому), они делятся на следующие группы:
Содержание растворенного кислорода в воде определяется ее температурой и реакциями, протекающими в водной среде: фотосинтеза (содержание кислорода увеличивается) и окисления органических соединений – химического и микробиологического (содержание кислорода уменьшается). В зависимости от состава вод меняется рН. Для рек и озер этот показатель колеблется в пределах 5,0–8,5. Содержание различных примесей, как растворенных, так и находящихся в виде взвеси в природных водах, обуславливает образование отложений, накипи и шлама на поверхностях теплообменной аппаратуры и парогенераторов, что приводит к их коррозии и ухудшению теплообмена. В условиях работы оборотных систем водоснабжения многократный нагрев воды до 40–45С и охлаждение ее в вентиляторных градирнях ведет к потерям диоксида углерода и отложению на поверхностях теплообменников и трубопроводов карбонатов кальция и магния в соответствии со следующими реакциями: Са(HCO3)2 → CaСО3 + СО2 + Н2О; Mg(HCO3)2 → MgСО3 + СО2 + Н2О. Во избежание этого в производственных циклах используется специально подготовленная подпиточная вода, качество которой должно удовлетворять определенным техническим требованиям. Для примера в табл. 1 указаны основные показатели качества воды, используемой для охлаждения продуктов в теплообменных аппаратах в некоторых отраслях промышленности. |