Введение к работе
Актуальность геш. Проблемы повышения качества очистки вода до гребований ГОСТ 2874-82 и исключения влияния на организм человека продуктов реакций традиціїошшх окислителей, таких как хлор и его про-ізводшіе, используемых в существующих с.істемах водоочистки, обуславливают і. j3BiiTiie систем водоочистки, псполъзуюпих зкологачески чистые і более эффективные окислители, такие как озон.
Применение озона в качестве окислителя позволяет в одно и то де зромя обеззараживать воду, разрушать фитопланктон, уничтожать привкусы и загахи, окислять железо, марганец и другие примеси.
Озонаторные устаїгзки функщюнируют на водопроводішх станциях 5олее, чем 30 стран. Озонирование используют в настоящее время около 2000 водопроводных станций Франции, США, Японии, Германии, Пївейцарші, Австрии, Канады, СИГ.
Для озонаторннх установок, эксплуатируемых в СНГ, характерен высокий удельный расход электроэнергии на производство I кг 0^ (18-30 иВт'ч).
Расширение внедрения озона, как окислителя, в системах водоочистки СНГ обуславливает разработку оптимального технологического процесса озонирования воды и снижение энергозатрат к . получение I кг. Од з условиях крупного производства озона.
Снижение затрат мопет бить достигнуто:
оснащением озонаторов источниками питания средає:і Частоти: -,00-1000 Гц;
использованием в качестве сырья для производства озона сухого технического їсислородп;
возвращением не преобразованного в озон кислорода в контур для производства озона.
Для этого необходимо проведение теоретических и экспериментальных исследований по разделению озоно-кислородных смесей, установлеїшю оптимальных параметров процессов накопления и выдачи озона, исходных данных для расчета адсорберов озона.
Цель работы. Разработка низкотемпературной адсорбционной технологии на к пленил 'озона на отєчествеїшом промышленном силикагеле КСС-4С и выдачи озона потребителю в требуемых количествах, а такне определение сорбционных хараг.терпстш:, необходимых для установлення оптимальных параметров адсорбциошю-десорбциопных процессов и расчета адсорбера-накопителя озона.-
Дія выполнения этой цели необходимо было осупсствнть:
поиск оптимальных условий предварительной обработки силикагел
разработку экспериментальной установки для исследования низко температурных процессов адсорбции и десорбции озона;
экспериментальное определение изотермы адсорбции озона при температуре минус 70 С;
определение закономерностей установления адсорбционного равне весия в широком интервале расходов озоно-кислородной сыесп и коиценї раций озона в озоно-кислородной смеси;
определение закономерностей десорбции озона;
определение и исследование зависимости эффективного коэффициента диффузии от расхода озоно-кислородной смеси и концентрации оао-на в озоно-кислородной смеси:
определение и исследование зависимости кинетического коэффициента массообмена от расхода озоно-кислородной смеси и концентрации озона в озоно-кислородной смеси.
Научная новизна. _ - Разработан оригинальный способ предварительной обработки си-лшеагеля, используемого для накопления озона.
- Експериментально определена изотерма адсорбции озопа на сили-
кагелє КСС-4С при тешіепатуре минус 70 С.
- .Впервые экспериментально определены кинетические кривые установления адсорбционного равновесия в широком интервале расходов и концентраций озона в озоно-кислородной смеси.
- Впервые экспериментально определены кинетические кривые десох
юга озона.
Практическая ценность полученных в диссертации результатов заш чается в разработке способа получения озоносодержащих смесей, предус матривавдего возвращение не преобразованного в озон кислорода в контур для производства озона путем использования низкотемпературной aj сорбции озона.на отечественном промышленном сшшкагеле, а также в or. ределешш параметров, необходимых для выполнения расчета адсорберов озока.
Апробация работы.
Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на:
семинаре "Внедрение мероприятий по повышению эффективности ре ботн очистных сооружений и установок, ирполъзование очищенных сточнь вод для нужд народного хозяйства", Севастополь, 1989;
осенней сессии Ленинградского научно-исследовательского центр экологической безопасности АН СССР, Ленинград, 1989;
годичной сессии Научного совета ЛИ СССР по адсорбции. Москва, 1990;
Всесоюзной научно-технической конференции "Холод - народному хозяйству", Ленинград, 1991;
ХУП-ХХ научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, инженеров п аспирантов по итогам научно-исследовательской работа за 1987-1990 годи, Ленинград, ЛТИХП, I988-I99I.
Пу блика щи. По материалал диссертации опубликованы тезиси док- . лада на Всесоюзной научно-технической конференции "Холод - народному хозяйству" (Ленинград, 1991). На заявку №. 4933285/26-037242 "Способ получения озона" получено решение патентной экспертизы о выдаче патента .
На запзіту выносятся следующие положения:
-
Способ предварительной обработки силикагеля, используемого для адсорбции озона.
-
Экспериментальная установка для исследования низкотемпературных процессов адсорбции и десорбции озона.
-
Экспериментально полученная изотерма адсорбции озона па сп-лнкагеле КСС-4С при температуре минус 70 С.
-
Впервые экспериментально полученные для широкого интервата расходов озопо-кислорэдной смеси (20-84 л/ч) кинетические кривые установления адсорбционного равновесия при температуре минус 70 С и концентрациях озона в озоно-кислородной смеси 20-70 г/м .
-
Впервые экспериментально полученные кинетические кривые де-сорбіппі озона.
-
Впервые экспериментально полученные для шрокого интервала расходов озопо-кигпородной смеси и концентраций озона в озоно-кислородной смеси эффективные коэффициенты диффузии озона и кинетические коэффициенты вїгутридиффузяонного массообмена твердой фазы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и основных выводов, изложенных на 85 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 22 таблицы и список литературы нз 71 наименования.