Энергетическое обеспечение производства
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
станавливается в зависимости от вида производства. Вода для прямоточных паровых котлов не должна содержать диоксид углерода и кислород, вызывающие коррозионное разрушение труб и может содержать сухой осадок (соли) не более 0,2-0,3 мг/л. Соли в паровых котлах, откладываясь на внутренней поверхности труб в виде накипи, вызывают снижение теплопроводности их стенок, перегрев труб и преждевременное их изнашивание. Повышенные требования в отношении чистоты предъявляются к воде в производстве целлюлозы, полупроводников и некоторых других материалов.
4.3 Очистка и обеззараживание воды
Очистка воды от примесей (подготовка воды) включает следующие операции: осветление и обесцвечивание, обеззараживание, умягчение, дегазацию и дистилляцию.
Осветление и обесцвечивание природной воды производится с целью удаления из нее механических примесей. Это достигается отстаиванием воды в бетонированных резервуарах большой вместимости (отстойниках) с последующим пропусканием через песчаные фильтры с зернистым фильтрующим слоем. Для осаждения коллоидных примесей в отстойниках вводят коагулянты _ сульфаты железа или алюминия. Коагулянты в воде гидролизуются с образованием аморфных осадков соответствующих гидроокислов, которые адсорбируют коллоидные примеси и увлекают их на дно отстойника. Одновременно идет процесс адсорбации на поверхности аморфного осадка органических красящих веществ, в результате чего вода обесцвечивается. Образующийся при коагуляции коллоидный осадок удаляется из воды при отстаивании и фильтровании.
Обеззараживание воды - обязательный процесс очистки воды, используемый для бытовых нужд. Уничтожение болезнетворных микробов и окисление органических примесей достигается хлорированием - введением газообразного хлора, хлорной извести, гипохлорита кальция, а также озонированием и кипячением.
В последние годы обеззараживание питьевой воды производят преимущественно с помощью озона, который получают, создавая тихий электрический разряд в воздухе, обогащенном кислородом. Во время обработки воды озон разлагается с выделением атомарного кислорода. Атомарный кислород обладает сильными окислительными свойствами, поэтому убивает микроорганизмы и окисляет даже органические примеси. При обработке воды хлором вода приобретает его запах, при озонировании запах отсутствует, что является существенным достоинством метода.
Устранение запаха и привкусов воды достигается ее хлорированием. Для удаления из воды избытка хлора ее дехлорируют. При этом избыток хлора либо химически связывается, либо удаляется при пропускании воды через угольные фильтры.
Умягчение воды производится за счет кипячения, дистилляции и вымораживания, а также связывания ионов кальция и магния при помощи реагентов в нерастворимые и легко удаляемые соединения. В качестве реагентов используют гашенную известь, кальцинированную соду, едкий натр и др.
Дегазация воды производится химическими и физическим способами.
При первом способе газы взаимодействуют с химическими соединениями и удаляются из воды. Например, диоксид углерода удаляют при пропускании воды через фильтр, заполненный гашенной известью. При этом образуется соль СаСО3 , выпадающая в осадок. Физические способы удаления газов заключаются в аэрации или нагревании воды в вакууме.
Предприятия химической и других отраслей промышленности, как правило, имеют сложное хозяйство по обеспечению подготовки воды. При фильтровании воды ее себестоимость увеличивается в 1,5 раза; при частичном умягчении - в 8 раз, при обессоливании и полном умягчении - в 10-12 раз. В результате доля затрат на водоснабжение и водоотведение в общих капиталовложениях на строительство заводов достигает 5-20%.
Производственные и бытовые сточные воды содержат различные органические и неорганические примеси, которые при сливе в водоемы загрязняют их. Способы очистки и обезвреживания сточных вод подразделяются на механические, физико-химические, химические и биологические.
Механические способы очистки сточных вод от механических примесей заключаются в их отстаивании и фильтрации.
Физико-химические методы основаны на применении средств флотации, экстракции и адсорбции вредных примесей, отгонки их с водяным паром.
Химические методы основаны на использовании очистительно-восстановительных, электрохимических процессов, реакций нейтрализации и переводу вредных веществ в неактивную безвредную форму.
4.4 Рациональное использование воды
Вода - один из основных видов естественных ресурсов, необходимых для развития промышленности. Растут потребности в воде. Расход воды, например, на современных химических предприятиях составляет несколько миллионов кубических метров в сутки, Завод капронового волокна расходует столько воды, сколько потребляет ее город с населением 120 тыс. человек, а мощный электрохимический комбинат по производству продуктов хлорорганического синтеза по потреблению воды эквивалентен городу с населением 800 тыс. человек. Наряду с этим химические предприятия являются источником сильно загрязненных стоков. Поэтому необходимо обеспечить снижение удельного потребления воды, организацию оборотного водоснабжения на всех крупных предприятиях, широко применять воздушное охлаждение взамен водяного, которое в некоторых производствах, например, аммиака и серной кислоты, позволяет уменьшить расход воды в 15-20 раз.
Рациональное комплексное использовани