Руководящие указания по коагуляции воды на электростанциях
|
Скачать 1.03 Mb.
|
|
II. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС КОАГУЛЯЦИИ 16. На протекание процесса коагуляции (на скорость образования и размеры хлопьев, на полноту выделения коллоидных примесей в осадок) влияют следующие основные факторы: качество исходной воды, величина дозы коагулянта, величина рН-среды, условия перемешивания воды с коагулянтом, температура обрабатываемой воды, применение вспомогательных реагентов, их дозы, порядок ввода реагентов в обрабатываемую воду. 17. Доза коагулянта должна быть такой, при которой достигается приемлемое остаточное содержание в обработанной воде соединений алюминия, железа, "нереакционноспособной" кремниевой кислоты, достаточное снижение окисляемости воды и ее осветление. Необходимая для этого величина дозы зависит от количества и состава (природы) коллоидных примесей в исходной воде, а также от ее мутности и солесодержания. Отмечено, что степень снижения окисляемости и содержания железа (последнее - в пределах сохранения требуемого резерва щелочности коагулированной воды) находятся, как правило, в прямой зависимости от дозы коагулянта. Так, например, по [Л.13], удельная доза сернокислого алюминия составляет 0,12 мг-экв/л на 1 мг/л O  снижаемой при коагуляции окисляемости воды.Доза коагулянта возрастает с увеличением мутности исходной воды сверх определенного ее значения (порядка 100-200 мг/л и более). Однако доза коагулянта, необходимая для осветления (удаления мутности) воды, обычно оказывается меньше требуемой для достаточного, по условиям последующего обессоливания, снижения окисляемости, удаления железа и "нереакционноспособной" кремниевой кислоты. Высокое солесодержание исходной воды благоприятно для коагуляции коллоидных примесей вследствие большего сжатия в этом случае диффузного слоя коллоидных частиц. 18. Требуемые дозы коагулянта и вспомогательных реагентов устанавливаются экспериментально для каждого водоисточника в различные характерные периоды года в лабораторных условиях и уточняются при эксплуатации по результатам обработки воды. Методика лабораторных опытов для определения доз реагентов дана в приложении 1. Обычно дозы сернокислого алюминия находятся в пределах 0,5-1,2 мг-экв/л. Меньшая доза коагулянта достаточна для обработки вод, не загрязненных промышленными стоками, с умеренным содержанием взвеси (до 100 мг/л), с небольшой исходной окисляемостью; большая - необходима для очистки вод с перманганатной окисляемостью примерно 15 мг/л О и выше, для периода паводка, а также для очистки плохо коагулируемых вод (даже если их окисляемость и невысока). Плохая коагулируемость воды может объясняться особыми свойствами содержащихся в воде коллоидных примесей или наличием сильных стабилизаторов коллоидов и обычно связана с загрязнением воды промышленными или бытовыми стоками. В этих случаях иногда требуется повышение дозы коагулянта до 1,5 мг-экв/л.При эксплуатации водоподготовительной установки следует поддерживать ту минимальную дозу коагулянта, которая обеспечивает необходимый результат очистки воды, так как при увеличении дозы в воде эквивалентно увеличивается содержание сульфатов и, следовательно, возрастает нагрузка на ионитовые фильтры. 19. При проведении коагуляции важное значение имеет величина рН-среды, так как концентрация водородных ионов оказывает влияние на скорость и полноту выделения гидроокиси алюминия при гидролизе коагулянта. Гидроокись алюминия - соединение амфотерное. При низких значениях рН (менее 5,5) оно ведет себя как щелочь и диссоциирует с образованием ионов Al  и ОН . Последние в кислой среде образуют с ионами водорода мало диссоциирующие молекулы воды, и, таким образом, гидроокись алюминия растворяется.Al(OH)   Al+3OH; OH+H =НО.При значениях рН>7,5 гидроокись алюминия ведет себя как кислота и диссоциирует с образованием ионов AlO  .Al(OH) HAlO+НО,HAlO Н+AlO.Поэтому для достижения достаточной полноты выделения гидроокиси алюминия величина рН коагулированной воды должна находиться в пределах 5,5-7,5. Значение рН должно быть откорректировано в указанных пределах в зависимости от результатов, которых необходимо достичь при коагуляции воды. Например, для более полного удаления гуминовых соединений следует вести процесс при меньших значениях рН (5,5-6,5). В этом случае гуматы переходят в труднорастворимые и хорошо коагулируемые гуминовые кислоты. Соединения железа обычно полнее удаляются при более высоких значениях рН (6,5-7,5). 20. Оптимальная величина рН (в указанных пределах) устанавливается экспериментально для каждого водоисточника и для каждого характерного периода года при изменении качества воды в источнике по сезонам. При высокой щелочности исходной воды нужное значение рН может быть достигнуто повышением дозы коагулянта или введением в обрабатываемую воду серной кислоты, которая нейтрализует эквивалентное количество бикарбонатной щелочности исходной воды по реакции H SO +Ca(HCO)= CaSO+2HCO.При низкой щелочности исходной воды, а также при снижении щелочности в паводковый период резерв щелочности иногда оказывается недостаточным для нейтрализации образующихся при гидролизе ионов водорода и создания нужного значения рН. В этих случаях должно быть предусмотрено подщелачивание исходной воды раствором едкого натра, соды или извести. Итоговые уравнения реакций гидролиза и нейтрализации образующейся кислотности могут быть представлены, соответственно перечисленным выше щелочным реагентам, следующим образом: Al (SO)+6NаОН=2Al(OH)+3NaSO;Al (SO)+3NаCО+6HO=2Al(OH)+3NaSO+3HCО;Al (SO)+3Cа(ОН)=2Al(OH)+3CaSO.Применение для подщелачивания извести вместо едкого натра или соды технологически более целесообразно при дальнейшем обессоливании воды, когда увеличение концентрации ионов натрия в воде нежелательно. Необходимая доза щелочи обычно находится в пределах 0,3-1,0 мг-экв/л. 21. Воду и реагенты необходимо тщательно перемешать. Интенсивность перемешивания должна быть достаточна для быстрого и равномерного распределения коагулянта в воде, однако она не должна быть излишне большой и приводить к разрушению хлопьев гидроокиси алюминия. 22. Температура коагулируемой воды должна быть достаточна для быстрого и полного гидролиза сернокислого алюминия. При повышении температуры степень гидролиза возрастает вследствие увеличения степени диссоциации воды [Л.3], а степень гидратации коллоидных частиц понижается, что способствует их коагуляции. С другой стороны, при повышении температуры сверх определенного значения адсорбция примесей воды на частицах осадка при коагуляции уменьшается и, кроме того, ухудшаются условия работы анионитов. Поэтому оптимальная температура для коагуляции природных вод с помощью сернокислого алюминия находится обычно в пределах 20-35 °С. Но так как при увеличении температуры воды уменьшается ее вязкость и улучшаются условия отделения взвеси, то в указанных пределах следует принимать ту максимальную температуру, которая приемлема по технико-экономическим соображениям и допустима по условиям сохранности анионитов, т.е. 30-35 °С. 23. При коагуляции, кроме абсолютного значения температуры воды, большое значение имеет стабильность ее подогрева. Всякое колебание температуры приводит к образованию местных токов и замутнению воды, выходящей из осветлителя или механических фильтров (при контактной коагуляции), поэтому заданная температура подогрева воды должна поддерживаться автоматически с точностью ±1 °С. 24. В том случае, когда одной коагуляцией не достигается достаточная степень очистки воды, необходимо применение специальных реагентов - флокулянтов для ускорения образования и укрупнения хлопьев, а также предварительного хлорирования исходной воды. 25. Флокулянты - это вещества, ускоряющие слипание агрегативно неустойчивых частиц и тем самим интенсифицирующие процесс образования хлопьев и увеличивающие их размеры. Ввод флокулянта в обрабатываемую воду обычно позволяет увеличить эффект осветления воды и фактическую производительность коагуляционной установки. 26. В качестве флокулянта применяется выпускаемый химической промышленностью полиакриламид (ПАА). Он представляет собой продукт полимеризации моноакриламида и солей акриловой кислоты  ПАА поставляется в виде тягучего вещества желтого и зеленоватого цвета, содержащего от 4 до 9% активного полимера, а также некоторое количество примесей (гипса или сульфата аммония) и мономера. Применяется два сорта ПАА: известковый и аммонийный, выпускаемые по техническим условиям Министерства химической промышленности СССР. Содержание мономера в обоих сортах не должно превышать 2,8% содержания полимера, т.е. 0,22% для 8%-ного продукта. Известковый ПАА содержит до 0,5% гипса, аммонийный до 13-14% сульфата аммония [Л.15]. 27. Необходимая доза ПАА и получаемый эффект от его ввода выявляются экспериментально и зависят от физико-химических свойств обрабатываемой воды, в частности, от ее мутности, дозы коагулянта, а также от схемы установки для предварительной очистки (коагуляция в осветлителях или непосредственно в механических фильтрах). Обычно дозы ПАА находятся в пределах 0,1-1,0 мг/л полимера (в расчете на 100%-ный продукт), причем меньшие дозы соответствуют меньшей мутности исходной воды. При предварительной очистке добавочной воды котлов перед ее обессоливанием, когда требуется не только осветлить воду, но и максимально очистить ее от соединений железа, кремния и т.д., применение полиакриламида обычно не позволяет снизить дозу коагулянта. В тех случаях, когда не налажен режим коагуляции, то есть когда не найдены или не осуществлены оптимальные условия ее проведения, ввод флокулянта увеличивает эффект очистки воды при той же дозе коагулянта либо позволяет получить при меньшей дозе коагулянта такой же эффект, как без флокулянта. 28. Хлорирование исходной воды интенсифицирует хлопьеобразование вследствие того, что хлор, окисляя, разрушает вещества, препятствующие коагуляции и являющиеся стабилизаторами коллоидов. Кроме того, хлор, по-видимому, разрушает комплексы соединений железа и сложные органические вещества, что приводит к возможности удаления их в процессе коагуляции. Лабораторный и промышленный опыты показывают, что хлорирование увеличивает эффект снижения содержания железа и окисляемости воды. Сущность окислительного действия хлора заключается в том, что атом свободного хлора приобретает электрон от окисляемого вещества и превращается в одновалентный ион Сl +2 =2Сl.В воде молекулы свободного хлора частично гидролизуются с образованием хлористой (соляной) и хлорноватистой кислот Сl +HO=HCl+HOCl.Хлорноватистая кислота - очень сильный окислитель. В присутствии веществ, способных присоединять кислород, она разлагается по схеме HOCl=HCl+O. Оставшийся в коагулированной воде свободный хлор устраняется при пропуске ее через Н-катионитовые фильтры, загруженные сульфоуглем, или, если они загружены синтетическим катионитом, например КУ-2, то при пропуске через фильтры активированного угля, установленные перед Н-катионитовыми фильтрами, загруженными синтетическим катионитом. Свободный хлор, взаимодействуя с углем (или сульфоуглем), образует в водной среде соляную кислоту 2Сl +C+2HO=4HCl+CO.Хлорирование воды перед ее коагуляцией может осуществляться или постоянно, или только в периоды повышения в исходной воде содержания железа и увеличения ее окисляемости, когда одной коагуляцией не удается добиться желаемых результатов обработки воды. Необходимая для обработки воды доза хлора определяется экспериментально. Обычно дозы хлора находятся в пределах 5-20 мг/л, при этом доза ограничивается таким значением, при котором остаточное содержание свободного хлора в коагулированной воде после механических фильтров не более 10 мг/л. Расход активированного угля или сульфоугля на дехлорирование воды составляет менее 0,5 т в год при производительности установки 100 т/ч по коагулированной воде и при среднегодовой концентрации свободного хлора перед фильтрами 5 мг/л. Промышленное опробование хлорирования воды перед ее коагуляцией на Тольяттинской TЭЦ Куйбышевэнерго показало, что остаточная окисляемость (по отношению к исходной) при этом дополнительно снижалась на 30%, а содержание железа уменьшалось до 100 мкг/л вместо 300 мкг/л без хлорирования. 29. Порядок ввода, то есть очередность и место ввода реагентов в обрабатываемую воду, влияет на свойства образующегося осадка и, тем самым, на результаты очистки воды. Окислители (газообразный хлор, хлорная известь) и подщелачивающий (или подкисляющий) реагент вводятся до коагулянта в общий поток исходной воды для того, чтобы разрушить защитные коллоиды и при необходимости создать оптимальное значение рН. Окислитель следует вводить в жидкость с более низким значением рН, то есть после кислоты при подкислении или ранее щелочи при подщелачивании. При хлорировании с целью углубления эффекта обезжелезивания иногда целесообразно вводить окислитель в коагулированную воду перед механическими фильтрами. Коагулянт предпочтительнее вводить в зону контактной среды (в нижнюю часть осветлителя), чтобы скоагулированные примеси выделялись на поверхности ранее сформировавшихся частиц осадка. Флокулянт следует вводить спустя 1-3 мин после ввода коагулянта, чтобы к этому времени в основном были завершены процессы образования микрохлопьев и сорбции на них выделяемых веществ. Необходимые места ввода реагентов должны быть предусмотрены при проектировании и уточнены при наладке предочистки. III. ОСВЕТЛИТЕЛИ 30. Для коагуляции воды на электростанциях применяются осветлители с контактной средой из взвешенного шлама, образующегося при обработке воды, в основном аппараты ЦНИИ-2 (рис.4 и 5) и ЦНИИ-3 (рис.6). Выполнены также проекты осветлителей в модификациях, разработанных ВТИ (рис.7 и 8). Сведения по основным аппаратам приведены в табл.4 .  Рис.4. Схема осветлителя ЦНИИ-2 производительностью 150 м  /ч:1 - трубопровод исходной воды; 2 - воздухоотделитель; 3 - распределительная труба; 4 - сопло; 5 - смесительная перегородка; 6 - шламоприемное окно; 7 - корпус шламоуплотнителя; 8 - внутренний "стакан" шламоуплотнителя; 9 - распределительная (дренажная) решетка; 10 - отверстие желоба; 11 - заслонка; 12 - калиброванное отверстие; 13 - приемный короб осветленной воды; 14 - выход воды из осветлителя; 15 - ввод раствора коагулянта; 16 - линия непрерывной продувки с ручным управлением; 17 - дренажная воронка для тарирования шкалы непрерывной продувки; 18 - линия периодической продувки осветлителя в шламоуплотнитель; 19 - дренаж шламоуплотнителя; 20 - линия автоматической продувки шламоуплотнителя с помощью сервопривода и сигнализатора уровня осадка (СУШ); 21 - дренажный канал; 22 - верхняя граница взвешенного осадка; 23 - пробковый кран; 24 - задвижка  Рис.5. Схема осветлителя ЦНИИ-2 производительностью 450 м /ч, усовершенствованного ВТИ:1-7, 9-16 см. на рис.4; 8 - шламоприемная труба (8 шт.); 17 - кольцевой грязевик; 18 - переливная линия; 19 - короб для отвода осветленной воды  Рис.6. Схема осветлителя ЦНИИ-3 производительностью 150 м /ч (до реконструкции):1-14 см. рис.4  Рис.7. Схема осветлителя ВТИ производительностью 100 м /ч:1, 2, 4-7, 9, 10, 13-16, 19, 20 - см. рис.4; 3 - распределительная воронка (4 шт.); 8 - шламоприемная труба (4 шт.); 11 - коллектор шламоуплотнителя; 12 - линия возврата воды из шламоуплотнителя; 17 - перепускная труба от воздухоотделителя к соплу; 18 - люк  Рис.8. Схема осветлителя для коагуляции воды производительностью 350 м /ч (проекты ХО ТЭП по техническому заданию ВТИ):1, 2 - подвод и отвод воды (  300 мм); 3- воздухоохладитель; 4 - распределительная труба (12 шт. 150 мм), заканчивающаяся сменным соплом (145 и 115 мм); 5 - дроссельная заслонка на трубах (через однутрубу); 6 - шламоприемная труба (8 шт. 1100 мм), в каждой 8 окон высотой 1000 мм и шириной 120 мм;7 - шламоуплотнитель; 8, 9 - сборный коллектор 300 мм и труба, отводящая осветленную воду изшламоуплотнителя с регулирующей задвижкой (на рисунке не показана); 10 - сборный желоб; 11 - распределительное устройство, 12 - вертикальная смесительная перегородка (8 шт.), в каждой 150 отверстий 100 мм; 13 - верхняя распределительная решетка (2400 отверстий 12 мм);14 - дренажный коллектор; 15 - линии непрерывной и периодической продувки; 16 - ввод раствора коагулянта; 17 - то же полиакриламида, 18 - в дренаж; 19 - вода на промывку коллектора шламоуплотнителя Таблица 4
31. Осветлитель (см. рис.8) работает следующим образом. Подогретая исходная вода подается в воздухоотделитель, расположенный в центральной верхней части осветлителя. Освобожденная от пузырьков воздуха вода вводится по распределительной системе труб в нижнюю часть осветлителя через тангенциально расположенные сопла. Туда же несколько выше горизонтальной оси сопл вводится раствор коагулянта и при надобности несколько выше, чем раствор коагулянта - раствор флокулянта. Возможен также ввод коагулянта перед воздухоотделителем. Раствор щелочи (при подщелачивании воды) вводится в общий трубопровод исходной воды. Вода и коагулянт перемешиваются при вращательном движении потока, при этом происходит реакция гидролиза коагулянта и образование хлопьев осадка - шлама, включающего гидроокись алюминия, а также коллоидно- и грубодисперсные вещества, удаляемые из обрабатываемой воды. Образующийся шлам используется в качестве контактной среды, через которую снизу вверх проходит вода. Из верхней части контактной среды шлам отводится в шламоуплотнитель, а коагулированная вода проходит защитную зону осветления (над зоной контактной среды), верхнюю (дренажную) решетку и по сборному желобу сливается в распределительное устройство, откуда по трубопроводу сливается в бак коагулированной воды. В нижней части осветлителя расположены горизонтальная решетка (в осветлителях, разработанных ВТИ) и несколько вертикальных, радиально установленных перегородок для выравнивания потока жидкости и преобразования его движения из вращательного в поступательное. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Методические указания по организации учета топлива на тепловых электростанциях рд 34. 09. 105-96 Утверждено Российским акционерным обществом энергетики и электрификации "еэс россии" 12. 05. 96 г |
 |
Приказ от 30. 06. 2003 г. №265 Москва Об утверждении Инструкции по... Утвердить прилагаемую Инструкцию по предупреждению и ликвидации аварий на тепловых электростанциях |
|
Методические указания. Методические указания по определению расходов... Методические указания предназначены для использования инженерно-техническими работниками коммунальных теплоэнергетических предприятий... |
|
Работа над инструктивным материалом инструктивный В русском: Содержащий в себе руководящие указания, инструкции; инструктирующий; совершаемый с целью инструктирования; установочный.... |
|
Руководство по эксплуатации, шт Устройство и принцип работы Электроактиватор воды бытовой «карат-м» (далее электроактиватор) предназначен для приготовления двух типов воды: анолита («мертвой»... |
|
Методические указания по обследованию предприятий, эксплуатирующих... Методические указания предназначены для государственных инспекторов котлонадзора |
|
Руководство по эксплуатации Активатор (электроактиватор) воды бытовой ап-1 Активатор (электроактиватор) воды бытовой ап-1 (далее электроактиватор), предназначен для приготовления в домашних условиях двух... |
|
Руководство по эксплуатации агфт 940. 001РЭ Электроактиватор воды бытовой ап-1 (далее – электроактиватор), предназначен для приготовления в домашних условиях двух типов воды:... |
|
Курсовая работа По логистике на тему: «Анализ организации снабжения судов водой» Прием и хранение воды на судне, использование забортной воды, раздача воды потребителям |
|
Рупк 78 Руководящие указания по эксплуатации, ревизии и ремонту пружинных... Визии. Приведены порядок проведения ревизии и ремонта, а также необходимое для этого оборудование. В качестве справочного материала... |
|
Методические указания по проведению ... |
|
Ael 100 (далее — диспенсер). Диспенсер предназначен для охлаждения... Настоящая инструкция по эксплуатации распространяется на водный диспенсер модели ael100 (далее — диспенсер). Диспенсер предназначен... |
|
Ael 100 (далее — диспенсер). Диспенсер предназначен для охлаждения... Настоящая инструкция по эксплуатации распространяется на водный диспенсер модели ael100 (далее — диспенсер). Диспенсер предназначен... |
|
Инструкция по эксплуатации общие сведения Прибор бытовой для получения католита и анолита («живой» и «мертвой» воды) (далее «прибор») предназначен для приготовления в домашних... |
|
Методические указания по разработке инструкций и режимных карт по... Методические указания предназначены для специалистов пусконаладочных организаций, осуществляющих пусконаладочные работы котлов, предприятий... |
|
Методические указания по разработке инструкций и режимных карт по... Методические указания предназначены для специалистов пусконаладочных организаций, осуществляющих пусконаладочные работы котлов, предприятий... |