Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Реагенты для регенерации ионитов




Реагент для регенерации иони­тов Удельный рас­ход реа­гента100%-ной кон­цент­рации а в г/г∙экв Число суток, на которое рассчитан за­пас реа­гентов, в m Концентра­ция реагента b в % Удельный вес концентриро­ванного реа­гента γ в т/м3
Серная кислота H2SO4 120—125 20—40 65-92,5 1,55-1,83
Соляная кислота НCl 90—95 20—40 27—30 1,14
Едкий натр NaOH 60—70 20—40 1,45
Кальцинированная сода Na2CO3 110—120 20—40 0,95
Бикарбонат натрия NaHCO3 150—170 20—40 0,95

При частичном обессоливании, когда не надо удалять из воды кремниевую кислоту, анионит регенерируют кальцинированной со­дой или бикарбонатом натрия (см. табл. 66). Если обессоливаю­щая установка имеет анионитовые фильтры с сильноосновным ани­онитам (для извлечения из воды кремниевой кислоты), регенера­ция осуществляется едким натром.

В рассматриваемом примере емкость цистерн для 75%-ной сер­ной кислоты при Qcyт=3350 м3/сутки по формуле (179)

 

 


Большегрузная железнодорожная цистерна грузоподъемностью 50 т при удельном весе серной кислоты γ=1,67 имеет емкость 50:1,67=30 м3. Поэтому вместо типовых стационарных цистерн емкостью 15 м3 принимаем четыре цистерны емкостью по 50 м3 каждая.

Емкость цистерн для жидкого едкого натра по формуле (179)

 

Принимаем три цистерны емкостью по 50 м3 каждая. Емкость мерника для серной кислоты и едкого натра

(180)

где t — продолжительность работы катионитового фильтра в ч;

p — число регенераций, на которое принимают запас реаген­та в мернике; обычно принимается равным 1—3;

n — число рабочих ионитовых фильтров.

Остальные обозначения аналогичны принятым в формуле (179). Емкость мерника для серной кислоты

 

Емкость мерника для едкого натра

 

где 2000 — удельный расход NaOH в г на 1 г∙экв задержанной из воды кремниевой кислоты.

Типовые мерники имеют емкости 150, 250 и 500 л при диамет­рах 500, 670 и 810 мм и высотах 1060, 1135 и 1345 мм. Поэтому мерники полезной емкостью 1,4 и 1,15 м3 должны быть изготовлены по специальному заказу.

Емкость баков с водой для взрыхления ионитов

(181)

где ωвзр=3—5 л/сек∙м2 — интенсивность взрыхления;

tв=15—20 мин — продолжительность взрыхления;

F — площадь ионитового фильтра.

Каждый бак для взрыхления катионита для фильтров I, II и III ступеней должен иметь емкостьWб.к= 0,1257,0515=63,5 м3. Каждый бак для взрыхления анионита в фильтрах I, II и III ступеней должен иметь полезную емкость

 



 


Емкость бака для сбора регенерирующего раствора едкого нат­ра после анионитовых фильтров II ступени для последующей реге­нерации анионитовых фильтров I ступени

(182)

где γ=1 т/м3;

п — общее число рабочих анионитовых фильтров I и II сту­пеней;

р=2 — расчетное числю регенераций;

S=0,6 — количество раствора NaOH в долях единицы, подавае­мого для регенерации анионитового фильтра II ступени концентрацией b2 (обычно b2=1,5—4%);

(1—S)—то же, подаваемого с концентрацией b3 (обычно) b3=0,2—0,3%).

Тогда

 

Емкость резервуара для сбора регенерирующего раствора от Н-катионитовых фильтров II ступени для использования при реге­нерации фильтров I ступени

 

Емкость резервуара для сбора отмывочных кислых вод после катионитовых фильтров II ступени Wб.о.к=6FHIIh=6∙7,05∙1,5=63,5 м3, а для сбора щелочных вод после анионитовых фильтров II ступени Wб.о.щ.=6FAIIh=6∙3,14∙1,5=28,3 м3.

§ 50. Опреснение воды на электродиализнои установке

Простейшая схема установки представляет собой ванну с дву­мя ионоселективными мембранами в виде микропористых перего­родок. Ванна разделена на три камеры с электродами, погруженны­ми в крайние ячейки. После включения тока происходит перенос ионов в крайние камеры — катионов к катоду, а анионов к ано­ду — и опреснение воды в средней камере.

Материалом для мембран служит перхлорвиниловая ткань, микропористый винипласт. Катод изготовляется из нержавеющей стали, а анод—из магнетита (плавленая закись — окись железа).

Метод электродиализа следует применять при опреснении вод с солесодержанием от 3000 до 10000 мг/л для получения воды с со­держанием солей не ниже 500 мг/л. Исходная вода, поступающая на электродиализную установку, может содержать взвешенных веществ не более 2 мг/л, железа не более 0,1 мг/л, соединений бора




не более 0,1 мг/л и иметь цветность не выше 20°, окисляемость не более 5 мг/л O2.

Опреснительные электродиализные установки могут быть пря­моточными, циркуляционными порционными и непрерывного дей­ствия.

Схема циркуляционной порционной установки ЭОСХ-3 приве­дена на рис. 80*.

 

Рис. 80. Схема опреснительной электродиализной установки ЭОСХ-3

1 — соленая вода, —2 — частично опресненная вода, —3— рассол, —4— анолит для подкисления; —5— кислота, —6 —сжатый воздух

После прохода через фильтр 1 соленая вода направляется в баки 2, откуда насос 3 прокачивает ее через две параллельно действующие электродиализные ванны 4 и 5. Пройдя через ванны, частично обессоленная вода (дилюат) снова поступает в бак 2. Одновременно насос 6 обеспечивает циркуляцию рассола по этапу: рассольный бак 7— ванны 4 и 5— рассольный бак 7. Между тем ис­ходная соленая вода заполняет соседний бак 2а.

Продолжительность циркуляции опресняемой воды по этапу бак 2—ванны 4 и 5—бак 2 зависит от показаний солемера 8 смон­тированного на выходе опресняемой воды из ванн. Как только со­держание солей понизится до 1 г/л, датчик солемера 8 сообщает импульс автоматической системе управления. Задвижка на трубо­проводе, подающем опресненную воду из бака 2 потребителю,

* Разработана ВНИИ ВОДГЕО и Гипроводхозом.


открывается; задвижка на всасывающем трубопроводе из бака 2 к насосу 3 закрывается. Одновременно открывается задвижка на всасывающей линии из бака 2а, где к началу второго цикла уже скопилась опресняемая вода. Таким образом насос 3 переключает­ся на подачу воды в ванны из бака , тогда как опорожненный бак 2 наполняется следующей порцией исходной соленой воды. Задвижки на трубопроводах, подающих соленую воду в баки 2 и ша, также имеют автоматическое управление. Импульсы на откры­вание задвижек подают реле уровня, размещенные на высоте 100 мм от дна бака. Импульсы на закрывание задвижек подают реле уровня, смонтированные у верха бака, после заполнения его соленой водой.

Продувка рассольного тракта производится непрерывно сбра­сываемый рассол служит для промывки анодного и катодного про­странств ванн. После промывки анодного пространства в рассоле содержится свободный хлор. Его можно извлечь в вакуумном де­сорбере и применять для обеззараживания воды.

Во избежание отложений карбоната кальция и гидроокиси маг­ния в катодном пространстве и в рассольных камерах производит­ся подкисление рассола до величины рН=4.

§ 51. Расчет электродиализной опреснительной установки

Основной задачей расчета электродиализной установки являет­ся определение: 1) напряжения и силы постоянного тока, подводи­мого к ваннам; 2) площади мембран и их количества.

Заданный расход воды Qcyт=165 м3/сутки1, или Qчас=7 м3/ч.

Анализ воды Каспийского моря в районе залива Кара-Богаз-Гол:

 

Катионы: Содержание ионов:
в мг/л в мг∙экв/л
Са2+ 18,5
Mg2+ 58,8
Na+ 128,6
К+ 18,7
Всего 224,6

1 В 1968—1969 гг. в пос. Бекдаш (Туркменская ССР) построена опытно-промышленная электродиализная опреснительная установка «Каспий» произво­дительностью 100 м3/сутки, снижающая содержание солей в воде с 14 до 1 г/л (НИИПластмасс).

В 1970 г. Алма-Атинский электромеханический завод МПС изготовил элек­тродиализный опреснитель на 720 м3/сутки, который эксплуатируется в Новони-колаевске (Запорожская обл.).


 

 

Анионы: Содержание ионов:
в мг/л в мг∙экв/л
Cl 153,8
SO42– 65,2
HCO3 5,6
Всего 224,6

Общая минерализация воды составляет Р=13699 мг/л, или 13,7 г/л; рН воды равно 7,2. Ионная сила раствора будет

μ=[(Сa2++Mg2++SO42–)+0,5(Na++НСО3+Cl)]10–3=

=[(18,5+58,8+65,2)+0,5(128,6+5,6+153,8)]10–3≈0,3.

Проверяем величину ионной силы раствора по эмпирической формуле

μ = 0,000022 Р, (183)

где Р — общая минерализация исходной воды.

Тогда μ=0,000022∙13699≈0,3.

Среднее солесодержание Эср=13699:224,6≈61 мг/мг∙экв.

Коэффициент допустимого концентрирования солей в рассоль­ных камерах

(184)

Следовательно, для данного примера при двукратном перена­сыщении рассола гипсом

 

Таким образом, концентрацию солей в рассоле можно довести до 224,6K≈450 мг∙экв/л.

Количество солей, удаляемых за 1 ч, для снижения общего со-лесодержания воды с 13699 до 1000 мг/л составит:

 

Количество электричества, которое нужно пропустить через электродиализную ванну для удаления из воды солей,

(185)

где Снач=224,6 мг∙экв/л;

Скон=1000:Эср=4000:61=16,4 мг∙экв/л;

I — сила тока в а;


Т — время его протекания в ч;

ηэ=0,82 — коэффициент выхода по току при солесодержа­нии опресняемой воды 0,225 г∙экв/л (табл. 67).

Таблица 67


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал