Технологическое совершенствование процессов обработки пресных и минерализованных природных вод в теплоэнергетике

• Автор: Стоянов, Николай Иванович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 294 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ Основные условные обозначения и сокращения
Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
1.1 Анализ методов экологической оценки водоподготовительных установок
1.2 Анализ методов технико-экономической оценки водоподготовительных установок
Основные выводы
Глава 2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСОВ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ
2.1 Анализ методов обработки воды на предочистке тепловых электрических станций
2.2 Анализ термических методов обработки природной воды и стоков в теплоэнергетике
2.3 Анализ методов ионообменной обработки минерализованных природных вод в теплоэнергетике
2.3.1 Использование глубокого умягчения минерализованной воды для питания энергетических и промышленных парогенераторов
2.4 Анализ электрохимических и мембранных методов обработки воды в теплоэнергетике
2.4.1 Электролизная обработка воды
2.4.2 Электродиализная обработка воды
2.4.3 Обратноосмотическое обессоливание воды
2.5 Классификация вод и структура комплекса технологических процессов и оборудования

Основные выводы
Глава 3. СИНТЕЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВОДЫ И ИХ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
3.1 Совершенствование способа обработки пресной воды на предочистке ТЭС
3.1.1 Оценочные расчеты обработки воды по предлагаемому способу
3.2 Совершенствование способа обработки сточных вод химводоочистки
3.3 Поиск технических решений по обработке нефтепромысловых пластовых вод на предочистке
3.3.1 Описание синтезированной установки для предочистки нефтепромысловых пластовых вод
3.4 Совершенствование способов опреснения минерализованных вод на термоопреснительных установках (ТОУ) в теплоэнергетике и их анализ
3.4.1 Анализ методики расчета термоопреснительной установки
3.4.2 Способ опреснения минерализованных вод в тепловой схеме ТЭС
3.4.3 Способ опреснения минерализованных вод в тепловой схеме паровой котельной или ТЭЦ
3.4.4 Описание изобретенных способов подготовки питательной воды из минерализованных вод для установок термического воздействия на нефтяной пласт
3.4.5 Анализ работы ТОУ в схеме подготовки питательной воды из минерализованных вод для установок термического воздействия

на нефтяной пласт при переменном режиме
3.5 Разработка методики расчета и оптимизации режима работы термоопреснительной установки
Основные выводы
Глава 4. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕННЫХ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УМЯГЧЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД
4.1 Способ непрерывного ионного обмена в фильтрах непрерывного действия (ФНД) с неподвижным слоем ионита
4.2 Конструктивное совершенствование фильтров в ФНД
4.3 Способы совершенствования принципов автоматизации ФНД
Основные выводы
Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Планирование и экспериментальное исследование электролизной обработки растворов
5.1.1 Экспериментальное оборудование и измерительные комплексы
5.1.2 Формирование состава факторов и их кодировка
5.1.3 Проведение эксперимента и обработка результатов
5.2 Теоретическое и экспериментальное исследование ионообменного умягчения минерализованных вод
5.2.1 Экспериментальное исследование гранулометрического состава катионита КУ-2
5.2.2 Методика моделирования и экспериментальное исследование необменной (сверхэквивалентной) емкости катионита КУ-2
5.2.3 Методика моделирования и экспериментальное исследование ионообменного равновесия при натрий-катионитовом умягчении минерализованных вод
5.2.4 Методика моделирования и экспериментальное исследо-

Метод обратноосмотического опреснения, также как и электродиализ, требует предварительной обработки воды (предочистки), т. к. мембраны чувствительны к механическому и биологическому загрязнению и «отравлению». Для предочистки воды перед обратным осмосом необходимы значения индекса SDI < 3 (значения индекса определяются на основании расчетов скорости фильтрования исходной воды через микрофильтр с порами размером 0,45 мкм), что соответствует концентрации взвешенных веществ 0,5... 1,0 мг/л. При этом эффективным методом является ультрафильтрация, т. е. мембранный процесс с размерами пор в мембранах от 0,002 до 0,1 мкм [103, 183, 188]. Снижение производительности установки за год составляет 10 %, которая восстанавливается после специальной промывки реагентами [96 - 105].
2.5 Классификация вод и структура комплекса технологических процессов и оборудования
На основе проведенного теоретического анализа технико-экономических и экологических характеристик обработки воды выполнена классификация вод и определена структура комплекса технологических процессов и оборудования для совершенствования процессов обработки пресных и минерализованных природных вод в теплоэнергетике, которая приведена на рисунке 2.1.
Классификация природных вод выполнена исходя:
- из их солесодержания, общей жесткости и содержания нефтепродуктов;
- из соотношения Ска+к/Сса+мё, мгэкв1л для минерализованных вод, опремгэкв/ л
деляющего возможность (по остаточной жесткости регенерационного раствора) использования продувочной воды термоопреснителя для регенерации ионита.
Структура комплекса технологических процессов и оборудования совершенствования процессов обработки пресных и минерализованных природных вод включает 3 уровня: