Ресурсосберегающая технология электрообработки воды для мини-ТЭЦ

• Автор: Демидова, Юлия Михайловна
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 196 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ ВОДЫ И СОСОБОВ ИХ ИНТЕНСИФИКАЦИИ

1.1. Общее описание проблемы

1.2. Методы электрообработки воды

1.3. Способы интенсификации электромембранного умягчения воды в электролизерах

1.4. Математическое моделирование электромембранных процессов

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ В АППАРАТЕ ДИАФРАГМЕННОГО ЭЛЕКТРОЛИЗА

2.1. Сущность метода диафрагменного электролиза

2.2. Постановка эксперимента

2.3. Описание работы экспериментальных установок

2.4. Обработка экспериментальных данных Выводы
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ
ДИАФРАГМЕННОГО ТИПА
3.1. Основные закономерности процесса
3.2. Уравнения математической модели
3.3. Определение коэффициентов диффузии и чисел переноса компонентов
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК И МОДЕРНИЗАЦИЯ СХЕМЫ ВОДОПОДГОТОВКИ МИНИТЭЦ
4.1. Определение основных характеристик промышленного аппарата диафрагменного электролиза
4.2. Разработка технологии электрообработки воды для миниТЭЦ
4.3. Модернизация схемы водоподготовки на миниТЭЦ ФКП 8 Казанский Государственный Казенный Пороховой завод
4.4. Технико экономическая оценка модернизированной и 3 существующей схем подготовки воды на миниТЭЦ ФКП КГКПЗ
4.5. Выбор режимов работы диафрагменного электролизера 0 промышленного образца с предварительным насыщением воды углекислотой с использованием математической модели
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение 1. Статистическая обработка экспериментальных
исследований
Приложение 2. Решение параболического уравнения переноса массы
методом Фурье
Приложение 3. Расчет основных параметров и режимов работы
электролизера
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Недостатки: электрофорез не целесообразно использовать для умягчения воды при средней и высокой производительности из-за крупных габаритов установки. Кроме того, образующийся в процессе шлам трудно утилизируется. Электродеионизация - процесс непрерывной деминерализации воды с использованием ионообменных смол, ионоселективных мембран и постоянного электрического поля. Основной движущей силой процесса является разность потенциалов электрического поля по обе стороны мембранного канала, заполненного ионообменной смолой, которая обеспечивает перенос растворенных ионов из потока воды через ионоселективные мембраны и непрерывную регенерацию ионита []. Электроактивация основана на использовании электродиализа и электролиза на начальной его стадии, когда начинают сдвигаться равновесные потенциалы электродов. Электроактивация реализуется в аппаратах диафрагменного электролиза. Под действием электрического тока анионные и катионные примеси обрабатываемой воды мигрируют в анодную и катодную камеры соответственно. Диафрагма - полупроницаемая, т. Умягчение воды достигается за счет концентрирования катионов жесткости в катодной камере и последующего их отстаивания []. В отличие от других электрохимических методов умягченная вода образуется в катодной и анодной камерах, что позволяет увеличить производительность установок. Проведенные исследования изменения химического состава в процессе электроактивации позволяет считать целесообразным применение данного метода для частичного обсссоливания воды в схемах предочистки перед ионным обменом, перед фильтрами умягчения в схемах подготовки воды котлов среднего давления, паропреобразователей установок подпитки теплосети []. Оценивая этот метод с точки зрения экологичности, можно сделать вывод о том, что отличительной его особенностью является получение в процессе электроактивации труднорастворимых соединений солей жесткости. Они являются после отстойника конечным товарным продуктом (гипс, доломит, магнетит и т. Обзор публикаций, рассмотренных выше, позволяет сделать выводы о разнообразии электрохимических методов обессоливания воды в промышленных целях и заинтересованности ученых в теоретических и экспериментальных исследованиях умягчения воды в аппаратах диафрагменного электролиза. Не смотря на очевидные теоретические преимущества все электрохимические методы нуждаются в интенсификации: необходим поиск эффективных мер по предотвращению отравления и осадкообразования в мембранах, исследование механизма специфичного- ионного транспорта, разработка конкретных технологий, позволяющих утилизировать концентраты и получать воду необходимого качества, а также разработка замкнутых циклов водопользования []. В работе [] описан способ повышения производительности и снижения расхода электроэнергии при электрохимической очистке природных и сточных вод в электролизере с засыпными электродами. Данный электролизер содержит корпус, установленный с возможностью вращения и соединенный с отрицательным полюсом источника тока, перфорированную цилиндрическую кассету, расположенную в корпусе и заполненную стружкой. На наружной поверхности кассеты размещена диафрагма, кассета выполнена из токопроводящего материала и соединена с положительным полюсом источника тока, причем в корпусе коаксиально установлена дополнительная перфорированная перегородка с диафрагмой и кассета расположена в ее полости, а в полости, образованной корпусом и дополнительной перегородкой, размещена металлическая стружка. Дополнительная перегородка образует проточную камеру, соединенную с патрубками подачи и отвода обрабатываемой воды. С целыо повышения производительности и снижения расхода электроэнергии на очистку по периметру внутренней поверхности корпуса и кассеты расположены кольцевые перфорированные камеры, полости которых соединены с эжектором, установленным на патрубке подачи обрабатываемой воды, при этом кассета жестко закреплена вдоль оси дополнительной перегородки с эксцентриситетом. К области безреагентных методов умягчения природных и промышленных вод относится изобретение, описанное в [].