|
| |
|
Главная » Публицистика 0 ... 116 117 118 119 120 121 122 ... 159 1600 м, диаметр 3,4 м и высоту 6 м. Очистка пара от капельного уноса производится наклонным жалюзи сепаратора. На действующей в г. Шевченко установке дистиллят используется не только для приготовления питьевой воды, но и частично для подпитки паровых котлов, поэтому в первых двух корпусах применены более сложные жалюзийные ловушки, имеющие специальные барботажные тарелки с S-образными элементами для более глубокой очистки пара от капелек соленой воды. Принудительная циркуляция в аппаратах осуществляется с помощью специальных осевых насосов, соединенных с электродвигателями карданным валом с двойным шарниром. Характеристика насоса: подача 18 000 м/ч и напор 1,5 м. Мощность электродвигателя 160 кВт. Регенеоативные подогреватели по своей конструкции аналогичны трубчатым теплообменникам и имеют поверхность нагрева площадью 300 м. Главный конденсатор - стандартный аппарат, применяемый в тейлоэнергетике. Опреснительная установка размешается на открытом воздухе на площадке между рельсами козлового крана, с помощью которого производится монтаж и ремонт оборудования. Основной конструкционный материал аппаратуры, соприкасающийся с морской водой, - двухслойная сталь СтЗ+Х18Н10Т. Материал трубок (теплообменных поверхностей) греющих камер и регенеративных подогревателей - алюминиевая латунь, стабилизованная мышьяком. Ионообменное опреснение воды, как и ионообменное обессоливание, заключается в последовательном фильтровании соленой воды через катионитные и анионитные фильтры, периодически регенерируемые кислотой и щелочью. Рентабельность применения этого метода ограничивается исходным содержанием растворенных солей 1,5-2,5 г/л. Однако при необходимости, когда себестоимость воды не играет большой роли, можно опреснять ионообменным методом врду с весьма высоким солесодер-ланием. На рис. V,75 показаны технологические схемы многоступенчатых ионообменных опреснительных установок для природных вод с содержанием растворенных солей 1,5-5 и 6-И г/л. По этим схемам в Советском Союзе построены и с 1958 г. эксплуатируются промышленные установки. Схема для опреснения воды, содержащей 1,5-5 г/л, состоит из двух катионитных фильтров (/ и /) с сильнокислотным катионитом КУ-2-8 и одного фильтра 2 с катионитом-сульфоуглем, регенерируемых серной кислотой, и одного анионитного фильтра 3 с среднеосновным анионитом ЭДЭ-ЮП, регенерируемого кальцинированной содой, дегазатора и фильтра 4 с мраморной крошкой. Катионитные фильтры, сильно- и слабокислотный, предварительно переведенные в Na-форму нейтральной водой после отмывки анионитных фильтров, содержащей большое количество ионов Na, регенерируются одной порцией 57о-ного раствора серной кислоты, которую пропускают последовательно через сильнокислотный, а затем через слабокислотный катионит до появления кислой реакции за последним фильтром (расход кислоты, близкий к теоретически необходимому). Удельный расход серной кислоты 56-60 г на 1 г-экв задержанных катионов. Анионитный фильтр регенерируется раствором 4-57о-ной кальцинированной соды, расходуемой в некотором избытке против теоретически необходимого количества. Удельный расход соды 75 г на 1 г-экв задержанных анионов. Ионообменный способ опреснения имеет ряд достоинств: простота оборудования, малый расход исходной воды на собственные нужды (15-207о производительности установки), малый расход электроэнергии, малый объем сбросных вод и др. Недостаток ионообменного метода- необходимость в расходовании реагентов; однако в рассмотренных технологических схемах расход их сведен до минимума. Верхний предел солесодержания, при котором применение ионообменного способа является целесообразным, должен определяться экономическими соображениями. В специальной литературе описываются несколько различных технологических схем ионообменного опреснения соленых вод (см. И. Э. Апельцин, В. А. Клячко «Опреснение воды». М., Стройиздат, 1968). Электродиализ как метод опреснения соленых вод получил промышленное значение лишь после освоения производства селективных ионообменных мембран из ионитных смол. Если такой мембраной разграничить раствор поваренной соли (или другого электролита), а затем по Рис. V.76 J и 2 -• подача солоноватой воды соответственно на опреснение и в рассольные ячейки; 3 и 4 - промывка камер соответственно катодной и анодной; 5 и 6 - к полюсу выпрямителя соответственно отрицательному и положительному; 7 - концентрированный рассол; 8-опресненная вода [ L Сi а] С i а1 С ы! С  обе стороны мембраны поместить электроды, соединенные с источником постоянного тока, то мембрана будет проявлять свойства униполярного проводника. С помощью ионов мембрана проводит ток лишь одного знака. Изготовленная из катионита, она пропускает положительно заряжен- Таблица V.18
ные ионы, а анионитовая мембрана пропускает только отрицательно заряженные ионы. Это свойство называется селективностью ионообменных мембран, на нем основан метод электродиализного (электроионитного) опреснения воды. В табл. V.18 приведены основные свойства мембран марок МКК, МК-40, МАК и МА-40, выпускаемых в СССР серийно. Мембраны изготовляют из термопластичного полимерного связующего (полиэтилен, полипропилен и др.) и ионообменных смол (КУ-2, ЭДЭ-ЮП и др.) в виде гибких листов прямоугольной формы. Они имеют большую механическую прочность, высокую селективность и низкое электросопротивление. Срок службы мембран - три - пять лет. Обрабатываемую воду разделяют чередующимися катионитовыми и анионитовыми мембранами, образующими также чередующиеся концентрирующие и обессоливающие ячейки. Через такую систему пропускается постоянный электрический ток (электрическое поле горизонтального или вертикального направления). Катионы, двигаясь к катоду / (рис. V. 76), свободно проникают через катионитовые мембраны С, но задерживаются анионитовыми мембранами А, а анионы, двигаясь в направлении анода II, проходят через анионитовые мембраны, но задерживаются катионитовыми. В результате этого из одних ячеек (например, из четных) ионы обоих знаков выводятся электрическим током постоянного направления в смежные ячейки. Поэтому вода в четных ячейках опресняется, а в смежных ячейках концентрация ионов эквивалентно повышается. Аппарат, в котором производится отделение солей от воды, называется многокамерным электродиализатором. Он имеет по одному катоду и аноду (изготовленных из специального графита или платинированного титана) и до 300 ячеек-камер, образованных стенками ка-тионитовых и анионитовых мембран. Расстояние между мембранами в аппарате обычно принимается от 0,7 до 1,5 мм (размер ячейки). Большое количество мембран специальным устройством поддерживается в строго фиксированном положении. Во избежание коробления и для сохранения размеров ячеек мембраны фиксируются сепараторными сетками из полихлорвинила. Большое число ячеек в одном электродиализаторе при наличии одного анода и катода сводит до минимума потери на разряд ионов на электродах. Такое инженерное решение позволяет значительно уменьшить расход энергии на отделение солей от воды. Удельный расход электрической энергии на опреснение (без учета расхода энергии на работу насосных агрегатов) W в квт-ч/л определяется из уравнения 26,8(С,-Ск)5 пт].10« где 26,8 - количество А-ч, необходимых для переноса 1 г-экв соли; 0 и Ск - солесодержание соответственно исходной и опресненной воды в мг-экв/л; Е - полное напряжение на электродиализаторе в В; п - количество ячеек (парных) в электродиализаторе; т]-коэффициент выхода по току, принимаемый для современных установок от 0,8 до 0,9 (в зависимости от солесодер-жания опресняемой воды). Коэффициент выхода по току зависит от селективности мембран, расхода энергии на побочные электродные процессы, от потерь энергии на выделение джоулева тепла и от размера утечек тока, определяемых конструкцией электродиализатора. В нашей стране получили широкое распространение электродиализные опреснительные установки типа ЭДУ, выпускаемые серийно производительностью от 5 до 1000 м пресной воды в сутки (ЭДУ-5, ЭДУ-50, ЭДУ-100, ЭДУ-1000). В перспективе намечено создание более крупных установок. Технологические схемы электродиализных опреснительных установок типа ЭДУ в комплексе состоят из следующих узлов: предвв;р.итель-кой подготовки исходной воды, собственно электродиализной установки с комплектующим оборудованием, насосов опресненной воды со сбор- 0 ... 116 117 118 119 120 121 122 ... 159 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
