Введение к работе
з
Актуальность темы: Современные тепловые электростанции (ТЭС) являются крупнейшими промышленными водопользователями. В России доля электроэнергетики в общем потреблении воды промышленностью по данным РАО «ЕЭС России» составляет около 70%. Одним из основньж потребителей являются установки по подготовке обессоленной добавочной воды котлов.
На отечественных ТЭС для этой цели в основном применяется химическое ионообменное обессоливание. Аналогичная ситуация имеет место и на других промышленных предприятиях при производстве обессоленной воды. Термическое и мембранное обессоливание воды используется значительно реже. Как показал анализ лигературньж данньж, обусловлено это тем, что при суммарном содержании анионов сильных кислот в исходной воде до 2-2,5 мг-экв/л химическое обессоливание предпочтительнее по технико-экономическим показателям. В нашей стране большинство природных вод относится именно к этой категории. Поэтому в настоящее время и в перспективе основным методом обессоливания воды на отечественных ТЭС и других предприятиях останется химическое обессоливание.
Основным недостатком данной технологии является необходимость периодической регенерации ионитов. Образующиеся при этом сточные воды помимо компонентов исходной воды содержат в значительных количествах серную кислоту, едкий натр и продукты их реакции. Эти сточные воды обычно смешивают, нейтрализуют, разбавляют до ПДК и сбрасывают, что оказывает негативное воздействие на окружающую среду, ухудшает условия работы других предприятий.
Другой путь - обработка сточных вод химобессоливающих установок (ХОУ) и направление их на подготовку подпиточной воды теплосети. Однако существующие технологии обработки таких сточных вод обычно связаны с использованием большого количества дорогостоящей соды. Кроме того, при соизмеримой производительности ХОУ и ВІТУ теплосети это приводит к значительному увеличению минерализации сетевой воды, что ухудшает водно-химический режим работы теплосети
Перечисленные обстоятельства подтверждают актуальность разработки технологии обработки и утилизации сточных вод ХОУ, р^птяпй ука?анныхнелпстат-
J»0G НАЦИОНАЛЬНАЯ I
ков 1 «МСЛИОТеКА I
Появление на отечественном рынке большого количества высокоэффективных карбоксильньж слабокислотньж катеонитов, в том числе предназначенных для нейтрализации сточных вод ХОУ, значительно повысило перспективность решения поставленной задачи
Цель работы
-
Разработать технологию умягчения и частичного обессоливания сточных вод ХОУ с использованием карбоксильньж катионигов и известкования в аппарате специальной конструкции
-
Определить оптимальные условия использования современных карбоксильньж катионигов в различных режимах работы при обработке сточных вод ХОУ
3 Разработать и исследовать схемы умягчения и обессоливания сточных вод ХОУ и выделения минеральньж и органических примесей в виде, пригодном для полезного использования или длительного хранения
Научная новизна
1 Исследована работа современных карбоксильньж слабокислотньж катиони-тов при регенерации сточными водами Н-катионигньж фильтров ХОУ стехиомет-рическим и избыточным количеством кислоты
2. Исследована прямоточная и противоточная технологии водород-
катионирования щелочной смеси частично умягченньж и обессоленньж кисльж и
щелочных сточных вод ХОУ.
-
Уточнено влияние концентрации ионов натрия на основные характеристики работы фильтра, загруженного карбоксильным катионитом.
-
Установлено, что использование кисльж сточных вод для регенерации карбоксильньж катионигов вместо раствора кислоты незначительно сказывается на технологических показателях работы катионигов
-
Показано, что обработка сточных вод ХОУ с использованием карбоксильньж катионигов и известкования позволяет снизить общее содержание примесей в сточных водах до количества, равного или несколько ниже их общего количества, поступившего с исходной водой на обессоливание.
6 Разработаны и исследованы схемы глубокого умягчения и частичного обессоливания сточных вод ХОУ, позволяющие упростить их утилизацию и концен-
5 трирование вплоть до выделения всех компонентов в твердом виде. На основе выполненных исследований разработана методика расчета таких схем.
Достоверность изложенных в диссертации основных научных и практических положений обеспечивается обоснованностью использованных методик и результатами экспериментальных исследований, применением штатных методов химического анализа, а также использованием расчетно-теоретических методик, разработанных ведущими специалистами и организациями.
Практическая ценность работы
Результаты исследований, а также разработанные автором схемы могут быть использованы при создании малоотходных ХОУ как на существующих производствах в процессе их реконструкции, так и при сооружении новых.
Апробация работы
Результаты работы докладывались на 6 конференциях и семинарах:
5-ой Межд. науч.-техн. конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 1999 г.); Межд. науч.-пракг. конференции «Экология энергетики-2000» (г. Москва, МЭИ, 2000 г.); 7-ой Межд. науч.-техн. конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2001 г.); Межд. науч.-пракг. конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии». XI Бернадосовские чтения, (г. Иваново, 2003г.); 2-ой Нижневолжской науч.-практ конференции «Ресурсо-энергосбережение и эколого-энергетическая безопасность промышленньж городов» (г. Волжский, 2004 г.); заседании кафедры ТЭС МЭИ.
Публикации. Основное содержание работы отражено в 7 публикациях, в том числе в одном патенте РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа включает 125 страниц основного машинописного текста, 34 рисунка, 7 таблиц, 9 страниц приложений, библиография содержит 111 наименований.
