Научное обоснование, разработка технологий очистки и дальнейшего использования вод, содержащих йод, бром, сероводород

Научное обоснование, разработка технологий очистки и дальнейшего использования вод, содержащих йод, бром, сероводород

Автор: Фесенко, Лев Николаевич

Шифр специальности: 05.23.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 377 с. ил.

Артикул: 2636692

Автор: Фесенко, Лев Николаевич

Стоимость: 250 руб.

Научное обоснование, разработка технологий очистки и дальнейшего использования вод, содержащих йод, бром, сероводород  Научное обоснование, разработка технологий очистки и дальнейшего использования вод, содержащих йод, бром, сероводород 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ЙОДНЫЕ, БРОМНЫЕ, СЕРОВОДОРОДНЫЕ ПРИРОДНЫЕ И СТОЧНЫЕ ВОДЫ ПРОИСХОЖДЕНИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ, СВОЙСТВА
1.1. Происхождение, распространение вод,
содержащих йод, бром, сероводород
1.1.1. Йодные, бромные, йодобромные воды.
1.1.2. Сероводородсодержащие воды
1.1.3. Общность генезиса йодных, бромных,
сероводородных подземных вод.
1.2. Химические и физикохимические свойства вод,
содержащих йод, бром и сероводород.
1.2.1. Йодные, бромные, йодобромные воды.
1.2.2. Сероводородные воды.
Основные результаты и выводы по первой главе
2. СОСТОЯНИЕ, ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
И МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ИБСВ.
2.1. Влияние ИБСВ на экосистему, материалы и технологическое оборудование, условия их использования.
2.1.1. Природные ИБСВ
2.1.2. Сточные ИБСВ
2.2. Схемы рационального использования ИБСВ.
2.2.1. Хозяйственнопитьевое водоснабжение.
2.2.2. Добыча йода, брома из промышленных вод
2.2.3. Геотермальные парогазовые смеси.
2.2.4. Использование ИБСВ в бальнетехнике
2.3. Аналитический обзор существующих методов обработки ИБСВ
2.3.1. Методы очистки воды от йода и брома.
2.3.2. Методы очистки воды от сероводорода.
2.4. Методы и технологии очистки сероводородсодержащих газов
2.4.1. Абсорбция.
2.4.2. Адсорбция.
2.4.3. Катализ.
2.5. Необходимость комплексного подхода
Основные результаты и выводы по второй главе.
3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ СЕРОВОДОРОДА.
3.1. Окисление сероводорода в объеме раствора
3.2. Электрохимическое окисление сероводорода
3.2.1. Гладкие электроды.
3.2.2. Объемнопористые электроды.
3.2.3. Энергохимическая утилизация сероводорода.
Основные результаты и выводы по третьей главе.
4. ОЧИСТКА ВОДЫ ОТ СЕРОВОДОРОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
4.1. Исследования по очистке воды от сероводорода в объеме
раствора при электролизе
4.1.1. Общие вопросы
4.1.2. Методика проведения и результаты экспериментальных исследован ий
4.2. Исследования по очистке воды от сероводорода
с использованием гипохлорита натрия, полученного
электролизом хлоридных растворов
4.2.1. Общие вопросы
4.2.2. Электролизер непроточного типа.
4.2.3. Электролизер проточного типа.
4.3. Электрохимическое окисление сероводорода на
плоских и в объемнопористых электродах
4.3.1. Методика проведения экспериментов
4.3.2.Результаты экспериментальных исследований.
4.4. Экспериментальнотеоретические обоснование жидкофазного окисления сероводорода кислородом на катализаторах
Основные результаты и выводы по четвертой главе.
5. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ УДАЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ГАЗОВОЙ И ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСЕЙ
5.1. Очистка геотермальных теплоносителей от сероводорода
5.1.1. Методики и результаты экспериментальных исследований
5.1.2. Выбор переменных
5.1.3. Отработка методик определения сероводорода
5.1.4. Распределение водной фазы в парогазоводяной смеси.
5.1.5. Предельные показатели массообмена для абсорбера.
5.1.6. Влияние гидрокарбонатной щелочности на степень
удаление сероводорода
5.1.7. Влияние расхода абсорбента на степень
удаления сероводорода.
5.1.8. Влияние температуры абсорбента на степень
удаления сероводорода
5.1.9. Влияние соединений железа на степень
удаления сероводорода
5.1 Расчет технологических параметров Мутновской ГеоТЭС
на основе результатов экспериментов.
5.1 Обоснование способа очистки ПГС от сероводорода
для ГеоТЭС
5.2. Очистка газа от сероводорода при использовании
сульфидной воды в бальнеотехнике
5.2.1. Обоснование способа очистки
5.2.2. Предлагаемая технологическая схема очистки СВ
5.2.3. Кинетические закономерности окисления СВ
гипохлоритом натрия
Основные результаты и выводы по пятой главе.
6. ОЧИСТКА ВОДЫ ОТ ЙОДА И БРОМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ.
6.1. Методика и результаты экспериментальных исследований
6.1.1. Выбор, обоснование и совершенствование методик определения йода и брома в воде.
6.1.2. Влияние технологических факторов, состава и свойств воды на степень извлечения йода и брома гидроксидом
алюминия, утилизация извлеченных галогенов.
6.2. Физикохимические основы взаимодействия соединений
щ. йода и брома с гидроксидом алюминия.
6.2.1. Общие закономерности окисления йодидов и бромидов гипохлоритом в хлоридных растворах.
6.2.2. Общие закономерности сорбции на гидроксиде алюминия
6.2.3. Особенности взаимодействия соединений йода и брома
с гидроксидом алюминия.
Основные результаты и выводы по шестой главе
7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИБСВ
7.1. Очистка воды от сероводорода с использованиемэлектрохимических процессов.
7.1.1. Технологические схемы электрокаталитического
Ф . окисления сероводорода
7.1.2. Технологические схемы окисления сероводорода
в объеме раствора
7.1.3. Установки для производства гипохлорита натрия электролитическим методом.
7.2. Технологии обработки йодных, бромных, йодобромных вод
7.3. Оценка предотвращенного экологического ущерба
при использовании ИБСВ и экономическое обоснование каталитического окисления сероводорода кислородом воздуха.
7.3.1. Расчет величины предотвращенного экологического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха сероводородными выбросами
7.3.2. Расчет величины предотвращенного экологического ущерба
от загрязнения водных объектов сбросами йодобромных вод
7.3.3. Расчет величины предотвращенного экологического ущерба от загрязнения водных объектов послспроцсдурными сульфидными водами
7.3.4. Экономическое обоснование каталитического окисления сероводорода кислородом воздуха.
Основные результаты и выводы по седьмой главе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


С кислородом в водных растворах бромиды не реагируют ни в нейтральной, ни в кислой среде, а йодиды реагируют только в кислой, причем эта реакция ускоряется под действием света. К0Н. Вг2 4Н Г Я 6НВг. Я 2Я. Оэ2 4Вг2 5 2Я 8Я 8Вг. У2 ,2 . Г 2НОа У2 2Н. Галогеном свойственно образовывать межгалогенные соединения типа ХУ, где атом галоида с большим атомным номером X является электроположительным, а атомы с меньшим атомным номером электроотрицательными . Чем больше величина X, а, следовательно, и размеры атома, тем больше заместителей У может разместиться вокруг него. Поскольку йодные, бромные и йодобромные минеральные воды относятся к хлориднонатриевым растворам, то в них возможны межгалогенные соединения брома и йода с хлором и между собой. Полигалогенидные ионы легко образуются в водных растворах, где одновременно присутствуют галогенидионы и свободные галогены. Образование полигапогенидных ионов играет важную роль при извлечении брома и йода из растворов. Ьн2огншо. Вг2 Вг Вгз
Концентрация тригалогенида может достигать больших значений вследствие того, что доля бромидов и йодидов, образующихся при гидролизе, становится соизмеримой с равновесной концентрацией брома и йода в растворе. ВгС1 НгО НС1 НВгО. Склонность галогенов к гидролизу снижается в ряду С Вг У, причем константа гидролиза йода на четыре порядка больше константы брома. В присутствии хлоридов и бромидов процесс гидролиза еще больше замедляется изза частичного связывания йода в комплексные ионы . Более подробно химические свойства и физикохимические характеристики брома и йода, а также их соединений, приведены в работах 1, . Сероводородными водами традиционно называют растворы, содержащие СВ. Сам СВ бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Он в 1, раз тяжелее воздуха, умеренно растворим в воде . Так, в 1 литре воды при стандартных условиях растворяется 3, г СВ. КГ. К, 0, 0, КГ7. Соотношение между концентрациями Я, 5 и 2 зависит от и ионной силы раствора. Н НБ ОН. Я 2О2 2ОН ЗЯ в щелочной среде. Я5, в результате чего, при недостатке кислорода, образуются полисульфиды п8 ОН Н. Состав полисульфидов водорода сульфанов выражается общей формулой ЯА, где п 2 . Сульфаны обладают свойствами сильных кислот, но водные растворы их крайне неустойчивы. Д красной 9. Растворы полисульфидов имеют ярко выраженные восстановительные свойства. В нейтральном растворе кислород энергично окисляет полисульфиды до элементарной серы, а в щелочном до тиосульфата. Тиосульфаты это соли неустойчивой при обычных условиях сильной тиосернистой кислоты НОз. Им свойственна высокая растворимость в воде. Н 2 2ОН. Н НгО. Ионы обладают явно выраженной склонностью к реакциям комплексообразования и способны сильно увеличивать подвижность многих металлов в гидросфере. Сульфиты соли, содержащие анионы , производные от 4 анионы . Растворимость сульфитов в воде близка к растворимости сульфатов тех же металлов. I 2i 4 Н 2 ОН. Последняя реакция упрощена. На самом деле, кроме серы, образуются ещ 2, и ряд других смешанновалентных соединений серы. Я5 и или ЯО. В гидротермах присутствуют также сульфиты, тиосульфаты и полисульфиды . Таким образом, состав природных вод, а также возможные превращения при специальной их обработке в целях утилизации могут определяться целой гаммой различных реакций. Попытки оценить состав сероводородных вод в состоянии равновесия с учетом одновременного протекания многих реакций сложные равновесия предпринимались неоднократно и были представлены результатами термодинамических анализов, отображенных в виде диаграмм . На них показаны области устойчивости СВ и продуктов его превращений при различных внешних условиях. Наиболее сильное влияние на сложные равновесия в сероводородных водах оказывает присутствие окислителей, количественная оценка силы действия которых определяется окислительновосстановительным потенциалом ЕЬ и среды. В работе приводятся подробные анализы ЕЙ диаграмм различных соединений серы в водных растворах. Так, на диаграмме Гаррелса рисунок 1. Пурбе, а общей концентрацией производных СВ. Рисунок 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.188, запросов: 241