Instituto de Investigación de Física Nuclear que lleva el nombre de D.V. Universidad Estatal de Moscú Skobeltsyn M.V. La Universidad Estatal de Moscú Lomonosov (SINP MSU) propone un nuevo método de eliminación de oxígeno basado en el inicio de reacciones oxidativas en cadena de radicales en el agua. En el Instituto de Física Nuclear de la Universidad Estatal de Moscú, se han desarrollado generadores de una mezcla de ozono-hidroxilo, que permiten iniciar reacciones en cadena de radicales de oxidación de impurezas en el agua. El proceso de oxidación en cadena de una solución de fenol y fenólico. Aguas residuales*. Se propone utilizar dos procesos que conducen a la desoxigenación del agua: soplar a través del agua con un gas que no contiene oxígeno; reacciones en cadena de radicales. El diagrama de instalación se muestra en la Fig. 1.

La instalación consta de un generador de radicales, una bomba eyectora (E), un tanque de compensación y tuberías. Se supone que el caudal de agua tratada es de 50 m3 / h. 10% de agua, es decir 5 m3 / h, alimentado al eyector, que aspira la mezcla de gases del generador. Una descarga eléctrica de corona flash se quema en el generador de radicales, la corriente de descarga es de 15 mA, el consumo de energía es de 150 W. Todas las cavidades de gas de la instalación se purgan con gas natural antes de conectar la descarga. El gas se mezcla con el líquido en el eyector. El flujo de la mezcla de gas y agua del eyector ingresa al tanque de compensación, donde se mezcla con el flujo principal de agua y aceite. Se agrega aceite como material base que reaccionará con el oxígeno.

El consumo de aceite, teniendo en cuenta su solubilidad (50 mg / lo 50 g / m3) con un caudal de agua de 50 m3 / h, será de 2,5 l / h. El gas natural circula dentro de la unidad: es succionado del generador de radicales por un eyector, mezclado con agua en el eyector, separado del agua en un tanque intermedio y retroalimentado al generador de radicales a través de una tubería de retorno. El oxígeno, separado del agua y arrastrado por el gas del tanque intermedio, quema parte del gas natural en los electrodos del generador de radicales. La tasa de circulación de gas es igual a la tasa de circulación de agua a través del eyector (5 m3 / h), mientras que se consume poco gas y casi todo fluye desde el tanque intermedio de regreso al generador. El consumo de gas se compensa con la aportación de gas natural.

Para hacer esto, es posible organizar el soplado de gas a través del sistema con encendido de llama en la corriente de salida después del soplado. El volumen del tanque de compensación debe ser tal que el tiempo de retención de agua sea mayor que el tiempo de eliminación de oxígeno. Este tiempo puede ser de hasta 15 minutos (teniendo en cuenta las inexactitudes realizadas en las estimaciones numéricas), es decir. volumen del tanque - 10-15 m3. Las características aproximadas de la instalación propuesta para eliminar el oxígeno del agua son las siguientes: flujo de agua - 50 m3 / h; potencia consumida por el generador de radicales - 150 W; consumo de aceite - 2,5 l / h; consumo de gas (para oxidación y drenaje) - 500-1000 l / h; el volumen del tanque de compensación es de 10-15 m3. Las características exactas de la instalación dependen de las necesidades de los clientes.

Las constantes necesarias para el cálculo de las instalaciones deben obtenerse como resultado del trabajo de investigación y desarrollo. SINP MSU fabrica generadores de radicales con una potencia de 50 a 150 W, destinados a la oxidación de impurezas en el agua. Pueden modificarse para generar radicales orgánicos. Las bombas eyectoras también se diseñan y fabrican en SINP.

* Cabe señalar que lo más simple y manera barata La obtención de agua que no contenga oxígeno es el uso de agua de fuentes subterráneas donde no hay oxígeno. Los métodos tradicionales para eliminar el oxígeno del agua, así como el proceso de oxidación en cadena de la solución de fenol y las aguas residuales fenólicas, se analizan en el artículo "Eliminación de oxígeno del agua" en el sitio web http://depni.sinp.msu.ru/~ piskarev / en la sección "Proyectos que requieren inversión".

a veces se requiere la unión de oxígeno y dióxido de carbono. La desaireación se puede realizar de varias formas. Incluso en presencia de equipo de desaireación (desaireador), puede ser necesario reducir adicionalmente la concentración de oxígeno disuelto y dióxido de carbono utilizando .

Métodos de desaireación del agua de alimentación en salas de calderas.

... Uso de reactivos

Para unir oxígeno en el agua de alimentación y de la red, puede usar complejos, que permiten no solo reducir la concentración de oxígeno y dióxido de carbono a valores estándar, sino también estabilizar el pH del agua y evitar la formación de depósitos. Por lo tanto, la calidad requerida del agua de la red se puede lograr sin el uso de equipos especiales de desaireación.

... Desaireación química

La esencia de la desaireación química es la adición de reactivos al agua de alimentación, que permiten unir los gases corrosivos disueltos contenidos en el agua. Para calderas de agua caliente Recomendamos utilizar un reactivo complejo: inhibidor de corrosión e incrustaciones. Para eliminar el oxígeno disuelto del agua durante el tratamiento del agua. para calderas de vapor - , que a menudo le permite trabajar sin desaireación... Si el desaireador existente no funciona correctamente, recomendamos utilizar un reactivo para corregir el régimen agua-químico. Para la producción de alimentos También se recomienda utilizar el reactivo Advantage 456.

... Desaireadores tipo atmosférico con suministro de vapor

Para desairear agua en salas de calderas con calderas de vapor Se utilizan principalmente desaireadores atmosféricos de dos etapas (DSA) térmicos que funcionan a una presión de 0,12 MPa y una temperatura de 104 ° C. Dicho desaireador consiste en un cabezal de desaireación, que tiene dos o más placas perforadas, u otros dispositivos especiales, por lo que el agua original, rompiendo en gotas y chorros, cae en el tanque de almacenamiento, encontrando un vapor en movimiento a contracorriente en su camino. En la columna, el agua se calienta y la primera etapa de su desaireación. Dichos desaireadores requieren la instalación de calderas de vapor, lo que complica el circuito de calefacción de la sala de calderas de agua caliente y el circuito de tratamiento químico del agua.

... Desaireación al vacío

En salas de calderas con calderas de agua caliente, por regla general, se utilizan desaireadores de vacío, que funcionan a temperaturas del agua de 40 a 90 ° C.
Los desaireadores de vacío tienen muchas desventajas importantes: alto consumo de metal, un gran número de equipos auxiliares adicionales (bombas de vacío o eyectores, tanques, bombas), la necesidad de estar ubicado a una altura considerable para asegurar la operatividad de las bombas de reposición. La principal desventaja es la presencia de una cantidad significativa de equipos y tuberías bajo presión. Como resultado, a través de los sellos del eje de bombas y accesorios, fugas en conexiones de brida y uniones soldadas, el aire entra en el agua. En este caso, el efecto de desaireación desaparece por completo e incluso es posible un aumento de la concentración de oxígeno en el agua de reposición en comparación con la inicial.

... Desaireación térmica

El agua siempre contiene gases corrosivos disueltos, principalmente oxígeno y dióxido de carbono, que provocan la corrosión de equipos y tuberías. Los gases corrosivos ingresan al agua de alimentación como resultado del contacto con la atmósfera y otros procesos, por ejemplo, el intercambio iónico. El principal efecto corrosivo sobre el metal es el oxígeno. El dióxido de carbono acelera la acción del oxígeno y también tiene propiedades corrosivas independientes.

La desaireación (desgasificación) del agua se utiliza para proteger contra la corrosión del gas. La más extendida es la desaireación térmica. Cuando el agua se calienta a presión constante, los gases disueltos en ella se liberan gradualmente. Cuando la temperatura sube a la temperatura de saturación (ebullición), la concentración de gases disminuye a cero. El agua se libera de gases.

El subcalentamiento del agua a la temperatura de saturación correspondiente a una presión dada aumenta el contenido residual de gases en ella. La influencia de este parámetro es muy significativa. El calentamiento insuficiente del agua incluso en 1 ° С no permitirá lograr los requisitos de "PUBE" para el agua de alimentación de las calderas de vapor y agua caliente.

La concentración de gases disueltos en agua es muy baja (del orden de mg / kg), por lo que no basta con separarlos del agua, y también es importante sacarlos del desaireador. Para hacer esto, es necesario suministrar un exceso de vapor o vapor al desaireador, en exceso de la cantidad requerida para calentar el agua a ebullición. Con un consumo total de vapor de 15-20 kg / t de agua tratada, el vapor es de 2-3 kg / t. La reducción de la vaporización puede degradar significativamente la calidad del agua desaireada. Además, el tanque desaireador debe tener un volumen significativo, asegurando que el agua permanezca en él durante al menos 20 ... 30 minutos. Se necesita mucho tiempo no solo para la eliminación de gases, sino también para la descomposición de carbonatos.

Para la autoselección de reactivos

Reciba consejos sobre la selección:

Llenar

V.V. Volkov, I.V. Petrova, A.B. Yaroslavtsev, G.F. Tereshchenko

A pesar de que el contenido de oxígeno disuelto en el agua es relativamente pequeño (en condiciones normales, alrededor de 8 mg / l), en microelectrónica, ingeniería energética y Industria de alimentos se establecen requisitos bastante estrictos para reducir su concentración en las aguas de proceso a un nivel de varios μg / l. Así, por ejemplo, en la industria alimentaria, el oxígeno contenido en el agua deteriora la calidad de varios productos, en particular, provoca una disminución de la resistencia al envejecimiento de la cerveza. En la industria de la energía, para reducir la corrosión y los depósitos de sarro con el fin de aumentar la vida útil de las redes y equipos de calefacción durante 10 años o más, el contenido de oxígeno en el agua debe estar en el nivel de 5 μg / l.

Los requisitos más estrictos para la calidad del agua ultrapura los establece la industria de los semiconductores; en algunos casos, el nivel requerido no debe exceder 1 μg / l. Todas las empresas de la industria microelectrónica ya están consumiendo una gran cantidad de agua ultrapura. El agua ultrapura no se comercializa como producto comercial. En la industria microelectrónica, se produce directamente en las empresas y se transporta por tuberías a los talleres en los lugares de su uso. Hoy en día, el agua ultrapura se utiliza a menudo para enjuagar sustratos de silicio en la fabricación de circuitos integrados. La presencia de oxígeno disuelto provoca la formación de una capa de óxido en la superficie del sustrato, cuya tasa de crecimiento depende del tiempo de interacción del agua con la superficie y de la concentración de oxígeno disuelto. La formación de una capa de óxido ocurre incluso cuando se usa agua ultrapura con un bajo nivel de oxígeno disuelto de 40-600 μg / L.

La eliminación del oxígeno disuelto del agua se puede lograr mediante métodos físicos y químicos. Los métodos químicos permiten la purificación profunda del agua con reactivo a partir del oxígeno disuelto. Sin embargo, los métodos químicos tradicionales (reducción con hidrato de hidracina o sulfito de sodio a temperaturas elevadas) tienen un inconveniente importante: la introducción de impurezas (reactivos) en el agua durante el proceso de purificación.

Los métodos físicos tradicionales como la desgasificación térmica, la desgasificación al vacío o la desaireación de burbujas de nitrógeno son costosos, requieren plantas de gran tamaño y tienen una pequeña superficie activa por unidad de volumen. Además, utilizando estos enfoques, es bastante difícil reducir la concentración de oxígeno disuelto de unas pocas partes por millón a un nivel de varias partes por mil millones.

El uso de contactores de membrana permite lograr grados más profundos de purificación y tiene una serie de ventajas: un aumento significativo en el área superficial gas-líquido por unidad de volumen, altas tasas de transferencia de masa, la ausencia de dispersión entre fases y la posibilidad de escalamiento (modularidad de estructuras). Estas ventajas hacen que los métodos de membrana sean una opción atractiva sobre otros métodos físicos de eliminación de oxígeno disponibles. Por ejemplo, recientemente en las centrales nucleares de Corea del Sur (Kori y Wolsung) se instalaron nuevos sistemas de tratamiento de agua, que constan de dos módulos contactores de membrana compactos con una superficie total de 260 m 2. Esta tecnología permite reducir el contenido de oxígeno disuelto en aguas de proceso de CN a 0,39 y 0,18 mg / l, respectivamente, mediante soplado físico con un gas portador y evacuación a 50 o C.

Sin embargo, tales métodos tienen una serie de desventajas, por ejemplo, evaporación parcial del agua durante el proceso, alto consumo de gas inerte (por ejemplo, nitrógeno) o vapor, el uso de equipo adicional para crear y mantener un vacío técnico. Además, para lograr altos grados de purificación del agua a partir de oxígeno disuelto (menos de 1 μg / L), se requieren sistemas de dos etapas: una etapa preliminar: reducción a 100 μg / L y purificación final a un nivel de 1 μg / L y por debajo.

Un método químico prometedor para eliminar el oxígeno disuelto es la reducción catalítica de oxígeno con hidrógeno en un catalizador de paladio con formación de agua. Una desventaja significativa de tales métodos es la necesidad de una saturación preliminar de agua con hidrógeno. Este problema se resuelve ahora parcialmente en la industria mediante el uso de boquillas especiales o contactores de membrana. Por tanto, los métodos de eliminación catalítica existentes requieren un proceso de dos etapas: disolución preliminar de hidrógeno en agua y posterior reducción de oxígeno disuelto en agua con hidrógeno en un catalizador de paladio.

Recientemente, el Instituto Topchiev de Síntesis Petroquímica de la Academia de Ciencias de Rusia (TIHS RAS), junto con la Organización Holandesa de Investigación Científica Aplicada (TNO), desarrolló y patentó un método para aplicar paladio metálico a la superficie exterior de membranas poliméricas hidrofóbicas. La tecnología desarrollada para aplicar un catalizador de paladio a la superficie exterior de membranas porosas en forma de partículas nanométricas hizo posible combinar en un módulo las ventajas de los contactores gas-líquido altamente eficientes con una alta profundidad de purificación de agua característica de los reactores químicos (Fig. .1). Una ventaja importante de este enfoque combinado es la implementación de un proceso de una etapa para eliminar el oxígeno disuelto del agua a temperatura ambiente sin la etapa de burbujear hidrógeno en el agua.

El principio de funcionamiento es que el agua que contiene oxígeno disuelto lava la membrana desde el exterior, y el hidrógeno, utilizado como agente reductor, se suministra al interior de la membrana de fibra hueca porosa y se difunde a través de los poros de la membrana hacia el paladio exterior. Superficie plateada, donde tiene lugar la reacción de reducción de oxígeno con hidrógeno.La formación de moléculas de agua.

Figura 1. El principio de eliminación en un solo paso del oxígeno disuelto del agua en un contactor / reactor de membrana.

El método desarrollado para depositar paladio sobre la superficie exterior de las membranas poliméricas permite obtener membranas catalíticas con un contenido de paladio inferior al 5% en peso. De acuerdo con los datos de microscopía electrónica de barrido, se puede observar que el paladio se encuentra en el lado externo de la membrana (Fig.2), mientras que se demostró por análisis de difracción de rayos X, EDA y EXAFS que el paladio en la superficie de Las fibras huecas están solo en forma metálica con un tamaño de partícula de aproximadamente 10-40 nm ...

Figura 2. Superficie exterior Membranas de fibra hueca de polipropileno poroso que contienen Pd: a - microscopía óptica (aumento 70 veces), b - microscopía electrónica de barrido (aumento 8500 veces).

El método de aplicación desarrollado se adaptó con éxito al contactor de membrana comercial no separable Liqui-Cel Extra Flow (1,4 m 2; EE. UU.). Para estudiar el proceso de eliminación del oxígeno disuelto del agua, se utilizó un modo de gas, en el que se excluía por completo el soplado físico y la eliminación solo era posible debido a la reacción de reducción catalítica. Cuando se suministra hidrógeno, se observa una fuerte caída en la concentración de oxígeno en el agua a temperatura ambiente solo debido a la reacción catalítica.

Fig. 3. Dependencia de la concentración de oxígeno disuelto en agua en el tiempo del experimento en un modo de flujo continuo: 1 - helio (consumo de agua 25 l / h); 2 - hidrógeno (consumo de agua 25 l / h); 3 - hidrógeno (caudal de agua 10 l / h).

Durante las pruebas piloto de un contactor / reactor de membrana catalítica en el modo de recirculación de agua en el sistema (temperatura 20 ° C), la concentración de oxígeno disuelto en el agua se redujo en más de 4 órdenes de magnitud a un nivel de 1 μg / L y más bajo sólo debido a la reacción catalítica. Esta implementación permite eliminar el inevitablemente alto consumo de gas o vapor en comparación con el proceso tradicional de soplado físico. Los resultados obtenidos cumplen con los requisitos más estrictos de la industria de agua ultrapura en la actualidad.

Las pruebas a largo plazo (6 meses) han demostrado una alta estabilidad de la actividad catalítica de los contactores de membrana. Se ha descubierto que incluso si el catalizador está envenenado o desactivado, es posible volver a depositar paladio sobre la superficie de la membrana de un contactor / reactor de membrana en funcionamiento.

Como resultado de la investigación realizada por TIHS RAS, junto con TNO, se desarrolló un contactor / reactor de membrana catalítica que contiene un catalizador de paladio aplicado de manera especial sobre la superficie exterior de membranas de fibras huecas de polipropileno poroso. Además, la técnica está adaptada de tal manera que el proceso de aplicación se realiza sin desmontar los contactores industriales de membrana, proporcionando simplicidad y escalado de su producción al nivel requerido. El coste del proceso de deposición de paladio se puede estimar en 5-7 euros por 1 m 2 de membrana.

El método de una etapa desarrollado para eliminar el oxígeno disuelto está completamente listo para su comercialización y permite obtener agua de proceso ultrapura para diversas áreas de la microelectrónica, la energía y la industria alimentaria.

La eliminación de oxígeno del agua se lleva a cabo no solo por desorción (física), sino también por métodos químicos. La unión química del oxígeno a sustancias inertes corrosivas se lleva a cabo de varias formas, cada una de las cuales se basa en procesos redox. Dado que estos procesos también son característicos de una serie de métodos típicos de tratamiento del agua, por ejemplo, para la limpieza de contaminantes biológicos, y son importantes para evaluar la corrosión de los materiales estructurales del equipo principal y auxiliar, analizaremos sus principales disposiciones.

Las reacciones redox consisten en los procesos de oxidación (liberación de electrones a sustancias) y reducción (recepción de electrones por sustancias). Una sustancia que dona sus electrones durante la reacción se llama agente reductor y una sustancia que acepta electrones se llama agente oxidante. Algunas sustancias pueden existir en formas oxidantes y reductoras y pueden cambiar de una forma a otra, ganando electrones o perdiéndolos. A excepción del oxígeno y el hidrógeno, que son respectivamente agentes oxidantes y reductores, el resto de las sustancias, dependiendo de las condiciones, pueden ser agentes oxidantes o agentes reductores, que se caracteriza por el potencial redox del sistema de reacción o potencial redox. . El potencial redox depende de la actividad de la forma redox de acuerdo con la ecuación de Nornst:

donde n es el número de electrones que participan en la reacción redox; k es un parámetro que depende de la temperatura; E 0 es el potencial estándar que determina la igualdad de las actividades de las formas oxidante y reductora.

El potencial de oxidación-reducción sirve como medida de la capacidad de oxidación y reducción de un sistema. Los agentes oxidantes más fuertes son los iones y, utilizados para determinar la oxidabilidad del permanganato o dicromato, así como el flúor, el ozono y el cloro.

Los métodos químicos para eliminar los gases disueltos del agua consisten en unirlos a nuevos compuestos químicos. La estricta regulación del contenido de oxígeno cuando se utilizan regímenes reductores de agua en los circuitos de las centrales térmicas con calderas de tambor, en los sistemas de calefacción, determina la necesidad de utilizar no solo métodos físicos de desgasificación, sino también métodos químicos de desoxigenación adicional basados ​​en reacciones redox.

Los agentes reductores usados ​​incluyen reactivos tales como sulfito de sodio, hidrazina y grupos redox creados en polímeros insolubles en agua de alto peso molecular.

El tratamiento del agua con sulfito de sodio se basa en la reacción de oxidación del sulfito con oxígeno disuelto en agua:

2Na 2 SO 3 + O 2 2Na 2 SO 4.

La reacción avanza bastante rápido a una temperatura del agua de al menos 80 0 С y pH ≤ 8. Este método de desoxigenación se usa solo para calderas de presión media (3-6 MPa) y para el agua de reposición de la red de calefacción, ya que a una temperatura superior a 275 0 С y una presión superior a 6 MPa, el sulfito sufre hidrólisis y un proceso de autooxidación - autocuración:

Na _ {2} SO _ {3} + H _ {2} O _ {2} NaOH + SO _ {2}; 4Na 2 SO 3 Na 2 S + 3Na 2 SO 4.

Para calderas de flujo directo y calderas de tambor de parámetros altos y ultra altos, la desoxigenación del agua con hidrazina se usa en forma de hidrato de hidracina (N 2 H 4 ∙ H 2 O), que no aumenta la salinidad del agua.

N 2 H 4 ∙ H 2 O O 2 3H 2 O + N 2.

Los principales factores que determinan la velocidad de esta reacción son la temperatura, el pH del medio, el exceso de hidrazina y la presencia de catalizadores. Entonces, a una temperatura de 105 0 С, pH = 9 ÷ 9.5 y un exceso de hidracina de 0.02 mg / kg, el tiempo de unión completa del oxígeno es de 2 a 3 segundos. A pH< 7 гидразин практически не связывает кислород. При рН = 9 ÷ 11 достигается максимум скорости реакции. Органические катализаторы интенсифицируют реакцию, повышая скорость взаимодействия в 25 – 100 раз. Каталитически влияют на скорость реакции также соединения меди и некоторых других металлов.

En el agua de la caldera y en los sobrecalentadores, el exceso de hidracina se descompone para formar amoníaco:

3N 2 H 4 4NH 3 + N 2.

En presencia de óxidos metálicos, también es posible la descomposición de la hidracina con la liberación de H2:

3N 2 H 4 2NH 3 + 3H 2 + 2N 2.

Las reacciones redox se pueden llevar a cabo filtrando agua a través de sustancias de alto peso molecular insolubles en agua que contienen grupos redox capaces de oxidación y reducción reversibles. Un ejemplo de tales sustancias son los intercambiadores de iones eléctricos (EI) utilizados en esquemas de desoxigenación para agua adicional en redes de calefacción que han pasado la etapa preliminar de desaireación térmica. El EI se obtiene introduciendo un intercambiador de iones en la estructura durante la síntesis del material. En tales resinas, es posible la ocurrencia simultánea e independiente de procesos de intercambio iónico y redox. El EI se puede obtener a base de cobre y bismuto.

El factor decisivo a la hora de elegir el tipo de intercambiador de iones para empaquetar sustancias redox es la capacidad de la matriz para sujetar firmemente los compuestos aplicados. Esta capacidad depende del signo de la carga en la superficie del intercambiador de iones.

Conferencia número 10

Organización de la desoxigenación química.

La solución de sulfito de sodio para el tratamiento del agua de alimentación de calderas de media presión se prepara en un tanque protegido del contacto con la atmósfera. Se introduce una solución con una concentración de 3 a 6% en la tubería de suministro frente a las bombas utilizando dispensadores de lavado y émbolo. La dosis de sulfito de sodio para procesar 1 m 3 de agua de alimentación después de la desaireación térmica se calcula mediante la fórmula:

donde g es el consumo de sulfito técnico, g / m 3;

Concentración de oxígeno en agua tratada, g / m 3;

k es el exceso de reactivo (2-3 g / m 3);

Al organizar el tratamiento con hidracina, se deben tener en cuenta las propiedades del hidrato de hidracina. El hidrato de hidracina N 2 H 4 · H 2 O es un líquido incoloro que absorbe fácilmente oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua del aire, y es fácilmente soluble en agua. La hidracina es tóxica en concentraciones superiores al 40%, es inflamable, se suministra y se almacena como una solución al 64% en un recipiente de acero inoxidable sellado. Los vapores de hidracina causan irritación del tracto respiratorio, los órganos de la visión, las soluciones de hidracina actúan sobre la piel, por lo tanto, al manipular la hidracina, es necesario observar estrictamente las reglas de seguridad relevantes.

La dosis calculada de hidracina debe tener en cuenta no solo su consumo para la unión de oxígeno, sino también para la interacción con los óxidos metálicos. Su dosis se calcula mediante la fórmula:

g g = 3C 1 + 0.3C 2 - 0.15C 3,

donde g g es la dosis estimada de hidrato de hidracina, mg / kg;

С 1 - С 3 - concentración en el agua de alimentación, respectivamente, de compuestos de oxígeno, hierro y cobre, mg / kg.

La dosificación de hidracina se lleva a cabo en uno de dos puntos: a la succión de las bombas de alimentación o al condensado de la turbina frente al calentador. baja presión(PND). La cantidad estimada de hidracina al 100% φ, mg / kg, necesaria para la carga en el tanque de predilución, se determina a partir de la relación:

donde D es el consumo de agua de alimentación, m 3 / h;

τ es el tiempo entre recargas del tanque, h.

La capacidad del tanque de 10 m 3 para hidracina de concentración del 20% proporciona un suministro de reactivo durante aproximadamente dos meses para una central hidroeléctrica (GRES) con una capacidad de 3600 MW.

A un determinado caudal de agua de alimentación, el caudal por hora del reactivo d, kg / h, se calcula mediante la fórmula:

Normalmente, se mantiene una concentración en exceso de hidrazina en el agua de alimentación durante el funcionamiento normal de 0,03 - 0,06 mg / kg.

Consideremos la tecnología del uso de desoxigenación química usando un ejemplo de uso de un intercambiador de electroiones de óxido de hierro (EI). EI de este tipo es capaz de desoxigenar y ablandar simultáneamente el agua en circuitos con desaireación previa al vacío. La desaireación preliminar del agua asegura su calentamiento hasta 60-80 0 С y la eliminación parcial del oxígeno disuelto, lo que tiene un efecto positivo en la eficiencia del método considerado. En las condiciones de temperatura indicadas, el proceso puede basarse en diseños típicos de filtros de intercambio iónico. Cuando el contenido de oxígeno inicial del agua tratada es de hasta 1 mg / kg, el intercambiador de iones eléctrico proporciona una disminución del contenido de oxígeno a 5 - 20 μg / kg.

La presencia de hidróxido de hierro en la superficie del intercambiador de iones eléctrico también contribuye a la desferrización.

Las características tecnológicas dadas aseguran una alta eficiencia del uso de este material para desoxigenar el agua de reposición de un sistema de calefacción de tipo cerrado.

Purificación de agua por métodos de destilación.

Método de destilación.

La depuración (desalación) de aguas con alta salinidad, incluidas las aguas marinas, así como el procesamiento de soluciones de residuos altamente mineralizados con el fin de proteger el medio ambiente es la tarea científica y técnica más importante.

El tratamiento de aguas y soluciones altamente mineralizadas se puede realizar, en primer lugar, eliminando las impurezas disueltas del agua, lo que se realiza, por regla general, sin transiciones de fase del disolvente (agua) a un estado vaporoso o sólido; en segundo lugar, mediante el método de extracción de moléculas de hidrógeno de una solución, basado en un cambio en su estado de agregación (por destilación).

La primera forma de extraer sales de la solución es teóricamente más conveniente, ya que la fracción molar de impurezas disueltas, incluso altamente mineralizadas, es aproximadamente 100 veces o más menor que el número de moléculas de agua mismas. Sin embargo, las dificultades técnicas en la implementación de tal camino no permiten en todos los casos implementar económicamente esta ventaja.

Cuando se calienta soluciones acuosas Las moléculas de agua adquieren energía que excede las fuerzas de atracción molecular y se llevan al espacio de vapor. Cuando la presión de vapor saturado en el agua se vuelve igual a la presión externa, el agua comienza a hervir. Los iones y moléculas de solutos contenidos en el agua y en estado hidratado no tienen tal reserva de energía y pasan a vapor a bajas presiones en cantidades muy pequeñas. Así, organizando el proceso de ebullición de las soluciones acuosas, es posible separar el disolvente (agua) y las impurezas que contiene. La destilación (desalación térmica) se lleva a cabo en plantas de evaporación (Figura 1), en las que el agua, debido a la recepción de calor del vapor primario suministrado al sistema de calefacción, se convierte en vapor secundario, que luego se condensa.

Figura 1 - Diagrama de la planta de evaporación:

1 - línea de suministro de vapor primario; 2 - sección de calentamiento; 3 - carcasa del evaporador; 4 - línea para retirar el vapor formado (secundario); 5 - condensador; 6 - línea de drenaje de condensado de vapor primario; 7 - línea de suministro de agua de alimentación; 8 - línea de purga; 9 - línea de vaciado; 10 - línea de salida del destilado.

El vapor primario generalmente se toma de una turbina de vapor. Los contaminantes del agua permanecen en el volumen del agua evaporada y se eliminan del evaporador con el agua de purga. El destilado, el condensado del vapor secundario, contiene solo una pequeña cantidad de impurezas no volátiles que ingresan debido al arrastre de gotas del agua evaporada (concentrado).

Suponiendo como primera aproximación que la transición de impurezas al vapor secundario es cero, estimamos, en base al balance de materia en el evaporador, la concentración de impurezas en el agua del evaporador C v. Y dependiendo de la concentración de impurezas en el agua de alimentación C pv y el caudal de purga P pr. La ecuación de balance de materiales es:

R p.v C p.v = P p C n + R pr

donde Р п.в - consumo de agua de alimentación (Р п.в = Р п + Р pr);

P p - producción de vapor.

Considerando que C n = 0, (P n + P pr) C p.v = P pr C v. Y de donde.

Cuanto mayor sea la purga, menor será la concentración de impurezas en el agua del evaporador (en la purga). El coeficiente de temperatura negativo de solubilidad de las sales de dureza durante la evaporación del agua, la concentración de iones Ca 2+, Mg 2 + ,,, OH - hasta los límites que exceden el producto de solubilidad de CaCO 3, CaSO 4 y Mg (OH) 2 , es la razón de la formación de incrustaciones en las superficies de transferencia de calor en los evaporadores ... La formación de incrustaciones reduce el rendimiento de los evaporadores y empeora sus indicadores técnicos y económicos.

Las plantas de evaporación pueden ser de una o varias etapas. Si el vapor se condensa directamente en el condensador del evaporador, el evaporador es un evaporador de una etapa. En instalaciones multietapa (Figura 2), el vapor secundario de cada etapa, excepto la última, se utiliza como vapor de calentamiento para la siguiente etapa y se condensa allí.

Figura 2 - Esquema de una unidad evaporadora multietapa:

1 - línea de suministro de vapor de calefacción; 2 - 4 - evaporador, respectivamente, 1 - 3 etapas; 5 - línea de salida de vapor secundaria; 6 - condensador; 7 - línea de drenaje de condensado; 8 - línea de suministro de agua de alimentación; 9 - calentador de agua de alimentación; 10 - línea de purga.

Con un aumento en el número de etapas, también aumenta la cantidad de condensado (destilado) obtenido en la planta de evaporación a partir de una tonelada de vapor primario. Sin embargo, con un aumento en el número de etapas, la diferencia de temperatura entre el calentamiento y el vapor secundario disminuye, lo que requiere un aumento en las superficies específicas de intercambio de calor, lo que finalmente conduce a un aumento en las dimensiones generales, el consumo específico de metal y un aumento en el costo de la instalación.

Una planta de etapas múltiples se puede alimentar en paralelo con la alimentación de cada evaporador desde un cabezal común, pero más a menudo en un esquema secuencial, como se muestra en la Figura 2. En este caso, toda el agua de alimentación se suministra a la primera etapa de la planta, y luego, después de su evaporación parcial, el agua fluye a la siguiente etapa, y de esta última se descarga en el desagüe. Los sistemas de evaporación multietapa se utilizan en plantas combinadas de calor y energía con altas pérdidas totales y externas de vapor y condensado. Las plantas de evaporación monoetapa se utilizan en plantas de condensación (CES) con pequeñas pérdidas (1 - 3%) y se incluyen en los esquemas para el tratamiento de aguas residuales de plantas de tratamiento de agua con vertidos prohibidos.

En la actualidad, el destilado se produce principalmente a partir de agua que se ha ablandado previamente en filtros de intercambio iónico, pero en algunos casos se utiliza agua que se ha sometido a un tratamiento simplificado. El vapor suministrado al evaporador se llama primario y el vapor generado por el agua que ingresa al evaporador se llama secundario.

En los evaporadores de ebullición instantánea, el vapor no se genera hirviendo, sino con agua hirviendo, precalentada a una temperatura varios grados más alta que la temperatura de saturación del agua, en la cámara en la que se produce la vaporización. No requieren agua de alimentación de alta calidad, ya que el proceso de evaporación del agua durante la ebullición se lleva a cabo sin transferencia de calor a través de la superficie. Los sistemas de ebullición instantánea también se denominan instalaciones adiabáticas o de "descarga". Dado que la temperatura de saturación depende de la presión de saturación, cuando se hierve a una presión por debajo de la atmosférica, es posible organizar el funcionamiento de los evaporadores del tipo considerado a una temperatura por debajo de 100 0 C, lo que reduce la probabilidad de formación de incrustaciones.

Un evaporador flash de circulación forzada de una sola etapa funciona de la siguiente manera (Figura 3).

Figura 3 - Evaporador flash de circulación forzada de una etapa.

El agua inicial ingresa al condensador 1, después de lo cual parte de ella se dirige a la cámara de evaporación 3. La bomba de circulación 5 toma agua de la cámara de evaporación y la bombea a través del calentador 6, devolviendo el agua a través de la boquilla 2 a la carcasa del evaporador. . Cuando los gases no condensables son succionados por el eyector de vapor 8, la presión en la cámara disminuye por debajo de la presión de saturación del vapor, como resultado de lo cual se produce la evaporación desde la superficie de las gotas y el espejo. La separación de las gotas de humedad se lleva a cabo en el dispositivo 7. El destilado es bombeado del evaporador por la bomba 4, su cantidad en instalaciones de una sola etapa es aproximadamente igual a la cantidad de vapor de condensación.

Los evaporadores flash se pueden construir en un esquema de múltiples etapas, lo que proporciona un menor consumo de calor específico. En las plantas desaladoras de agua de mar, el número de etapas puede llegar hasta 30 - 40. Cuando una planta de este tipo se incluye en el circuito de calefacción regenerativa de agua de alimentación de la caldera, se realiza de acuerdo con las condiciones de un balance de calor de una sola etapa o tiene tres para cuatro etapas.

Prevención de la formación de incrustaciones en sistemas de evaporación.

La experiencia de usar evaporadores con suministro de agua salada indica serias dificultades derivadas de la rápida formación de incrustaciones en las superficies de transferencia de calor, una disminución en el coeficiente de transferencia de calor α y una disminución en la eficiencia de los evaporadores.

El crecimiento de una densa capa de depósitos cristalinos se produce a partir de una solución sobresaturada como resultado del crecimiento de los cristales existentes en la superficie (formación de incrustaciones primarias), así como por la adhesión y adsorción de partículas finas ya formadas en el agua evaporada ( formación de incrustaciones secundarias).

Como regla general, la formación de escamas de ambos tipos se produce simultáneamente. La formación de incrustaciones en la superficie se puede representar de la siguiente manera: la formación de cristales semilla en las depresiones de la microrrugosidad del metal; la aparición de formaciones como un arbusto de coral; llenando los huecos entre las ramas del "arbusto" con pequeñas partículas de la fase sólida formadas en la solución y transportadas a la superficie de transferencia de calor.

Los métodos de cálculo asociados a la evaluación de la intensidad de formación de incrustaciones aún no se han desarrollado, ya que todos los factores que inciden en este proceso están lejos de ser estudiados, en particular, es necesario conocer los valores exactos del coeficiente de actividad de los iones. del formador de incrustaciones para los parámetros reales del funcionamiento del evaporador.

Los métodos para combatir la formación de incrustaciones en los evaporadores pueden dividirse en físicos, químicos y fisicoquímicos; Además, es posible utilizar diseños y materiales especiales para evaporadores para reducir la formación de incrustaciones.

Métodos sin reactivos.

El método de estabilización por contacto fue propuesto por Langelier y se denomina así debido a la ausencia de precipitación en fase sólida en la superficie de transferencia de calor durante su uso. Se basa en el hecho de que la energía de formación de cristales en partículas de impurezas no disueltas es menor que la energía de formación espontánea de centros de cristalización. La cristalización sobre la sustancia estabilizante se produce con una sobresaturación de solución más baja. Debido a la multitud de centros de cristalización, se deposita una cantidad excesiva de agentes formadores de incrustaciones por encima de la solubilidad. Los materiales triturados se utilizan como estabilizadores: piedra caliza, mármol, arena, a través de la capa filtrante de la cual circula el agua evaporada.

La altura del filtro debe ser de 1,8 a 2 metros. La velocidad de elevación de la salmuera no debe exceder los 35 m / h para evitar el arrastre del material estabilizador. El uso de estabilización por contacto puede reducir la cantidad de incrustaciones en el evaporador en un 80 - 90%, pero es estructuralmente complejo.

El tratamiento magnético del agua consiste en bombearla a través de un aparato en el que se crea un campo magnético. Se sabe que las instalaciones están equipadas con dispositivos magnéticos, cuando el agua no es estable, es decir, sobresaturada con respecto al CaCO 3, funcionan de manera eficiente. La teoría del procesamiento magnético aún no se ha formado, pero la investigación realizada ha establecido lo siguiente. Contenida en el agua transportada por tubos de acero, productos de corrosión ferromagnética y partículas coloidales con carga eléctrica y el momento magnético se acumulan en el campo magnético creado por el aparato magnético. Un aumento en la concentración de microfase sólida en el espacio del aparato magnético promueve la cristalización de carbonato de calcio a partir de agua inestable en su volumen, como resultado de lo cual la tasa de formación de incrustaciones disminuye, pero la concentración de lodo aumenta con el calentamiento adicional y evaporación de agua sometida a tratamiento magnético. Dado que la composición química y dispersa de las impurezas naturales del agua varía según las estaciones y las regiones, y el grado de sobresaturación del agua con respecto al CaCO 3 también depende de la temperatura, la eficiencia del tratamiento magnético puede variar en un amplio rango hasta valores cero.

El tratamiento ultrasónico durante la evaporación del agua puede crear elasticidad vibraciones mecanicas ambiente de energías significativas, condiciones que conducen a una violación de la cinética de cristalización en la capa cercana a la pared. La acción de las ondas ultrasónicas sobre la superficie de calentamiento puede excitar fuerzas de flexión alternas en el límite de los enlaces cristalinos con la superficie, que finalmente provocan la descamación de las incrustaciones. El mecanismo de acción de los ultrasonidos sobre la formación de escamas no se comprende completamente.

E.F. Tebenikhin, métodos de tratamiento de agua sin reactivos en centrales eléctricas. M .: Energoatomizdat, 1985.

Conferencia número 11

Prevención de la formación de incrustaciones en evaporación

instalaciones por métodos químicos y otros.

Métodos químicos. La estabilización por acidificación se usa para prevenir la formación de carbonato de calcio e incrustaciones de hidróxido de magnesio en las superficies de transferencia de calor.

El agua natural que contiene Ca 2 + ,,, CO 2, dependiendo del estado de equilibrio del dióxido de carbono del sistema, puede ser agresiva, estable o inestable. El principal criterio para la estabilidad de tal sistema utilizado en la práctica es el "índice de estabilidad" propuesto por Langelier.

Para aguas naturales, se cumplen las siguientes proporciones iguales a pH ≥ pH fact. La diferencia entre los valores reales y de equilibrio se denota con Y y se denomina índice de estabilidad o índice de Langelier:

pH real - pH = Y.

En Y = 0 el agua es estable, en Y< 0 она агрессивна, при Y >0 el agua es inestable y propensa a la formación de sedimentos. Con tratamiento de agua estabilizado por acidificación, el índice de estabilidad es cercano a cero. Conociendo la naturaleza del cambio en el pH fact = f 1 (W) y pH = f 2 (W) con una disminución en la alcalinidad del agua como resultado de la acidificación, puede resolver estas ecuaciones en relación con A (disminución en la alcalinidad a un estado estable).

La dosis requerida, mg / kg, azufre técnico o de ácido clorhídrico se puede determinar mediante la fórmula:

donde e es la masa equivalente del ácido, mg-eq / kg;

La dosis de ácido depende de la alcalinidad del agua de alimentación, la temperatura del proceso de destilación y la velocidad de evaporación y suele ser del 70 al 90% de la alcalinidad del agua de alimentación. Una sobredosis de ácido puede corroer los materiales estructurales de la unidad evaporadora, lo que requiere un control cuidadoso del proceso de dosificación. El uso de bisulfato de sodio es similar a la acidificación, ya que como resultado de la disociación del NaHSO 4 se forman iones de hidrógeno.

Para la acidificación, se puede usar cloruro férrico, mientras que junto con el ión hidrógeno durante la hidrólisis, se forma una suspensión de hidróxido de hierro, cuyas partículas sirven como centros de cristalización para agentes formadores de incrustaciones.

Métodos fisicoquímicos. Se basan en el uso de reactivos químicos, aditivos, tensioactivos, introducidos en el agua evaporada en una cantidad tan pequeña (1 - 20 mg / kg) que su reacción con las impurezas del agua no juega un papel significativo. La eficacia de tales aditivos se debe al hecho de que, debido a su alta actividad superficial, la cristalización de los agentes formadores de incrustaciones en la superficie de calentamiento se reduce drásticamente. Los tensioactivos se adsorben en forma de una película monomolecular en la superficie de los cristales semilla, o dificultando su adhesión a la superficie.

Las fuertes propiedades estabilizantes-peptizantes, capaces de prevenir la coagulación de partículas en un amplio rango de contenido en fase sólida, son características de algunas sustancias antiincrustantes, que generalmente están presentes en el agua en forma de micelas y micromoléculas.

Además de estos reactivos, también se utilizan algunos agentes complejantes, por ejemplo, hexametafosfato de sodio Na (NaPO 3) 6 y algunos otros polifosfatos.

A alta temperatura(hasta 120 0 C) y alta dureza del agua, un buen efecto fue dado por el uso de reactivos antiincrustantes que contienen ácido poliacrílico, sales de EDTA (Trilon B), sulfonol y otros.

Además de lo anterior, las incrustaciones se eliminan (limpian) de las superficies de los dispositivos mediante un método químico que utiliza reactivos: sulfúrico, clorhídrico, limón, acético y otros.

Métodos tecnológicos para limitar la formación de incrustaciones. Se utilizan principalmente en sistemas evaporativos con secciones de calentamiento de tubos verticales. Ejemplos de métodos tecnológicos para limitar la formación de incrustaciones pueden ser el uso de un gas eliminado ordenadamente (soplado de gas) de los evaporadores para saturar el agua de alimentación con dióxido de carbono. Como se sabe, el dióxido de carbono se libera durante la descomposición térmica de los bicarbonatos en la fase gaseosa. Al mezclarlo con agua en una cantidad tal que excede el valor de equilibrio, le confiere propiedades agresivas al agua en relación con el carbonato de calcio, lo que evita su liberación en los calentadores de agua de alimentación. Hay que tener en cuenta que con un exceso de contenido de dióxido de carbono en el agua, que baja el pH, se intensifican los procesos de corrosión de los materiales estructurales.

Métodos para la obtención de vapor puro en plantas de evaporación.

La contaminación del vapor saturado con compuestos inorgánicos está asociada, en primer lugar, al arrastre de humedad (arrastre mecánico) y, en segundo lugar, a la solubilidad de determinadas sustancias en el vapor de agua. El arrastre mecánico (de gotas) es la principal contribución a la contaminación por vapor. Habitualmente, el agua evaporada se realiza en forma de gotitas que varían en tamaño de 0,5 a 3 micras, formadas cuando se destruyen las burbujas de vapor que van más allá del volumen de agua.

La eliminación de sales con vapor se intensifica cuando el agua del evaporador hace espuma, y ​​la estructura de la espuma depende de la carga y la presión en el evaporador. Cabe destacar que las regularidades del arrastre de las gotas de humedad por el vapor operan de la misma forma tanto para las plantas de evaporación como para otras unidades que producen vapor. Para garantizar una alta pureza del vapor en los evaporadores, se utilizan los siguientes: separación volumétrica en el espacio de vapor, para lo cual la altura del espacio de vapor se elige igual a al menos 1,5 metros, y para soluciones altamente espumosas - 2,5 - 3 metros; láminas perforadas frente a las tuberías de entrada de vapor para igualar las velocidades del vapor en esta zona; separadores de lamas para capturar las gotas de humedad.

Remedio efectivo Para asegurar la pureza del vapor, el vapor se enjuaga con agua de alimentación. El lavado se realiza generalmente burbujeando pequeñas burbujas de vapor a través de una capa de agua de lavado, cuyo contenido de sal es mucho menor que el contenido de sal del agua evaporada, lo que asegura una eficiencia de lavado de al menos el 90%. A altas demandas Para la calidad del destilado, el lavado a vapor se realiza con condensado externo o propio, en algunos casos se organiza un lavado a vapor en dos etapas. Las medidas consideradas permiten obtener destilado al alimentar los evaporadores con agua descalcificada que cumpla con los requisitos de la PTE de centrales y redes eléctricas, utilizada para suministro de energía sin depuración adicional como agua adicional (alimentación) para calderas de tambor. En las unidades de potencia con calderas de paso único, se requiere una purificación adicional del destilado en la BOU.

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Sección 132. Eliminación de gases disueltos del agua

Muy a menudo, en el proceso de tratamiento del agua, se requiere la eliminación de dióxido de carbono, oxígeno y sulfuro de hidrógeno. Los tres gases son gases corrosivos que provocan o intensifican los procesos de corrosión del metal. El dióxido de carbono también es corrosivo para el hormigón. La propiedad de estos gases de provocar e intensificar procesos corrosivos, así como el desagradable olor que el sulfuro de hidrógeno imparte al agua, requiere en muchos casos la más completa eliminación de los mismos del agua.

El conjunto de medidas relacionadas con la eliminación de los gases disueltos en el agua del agua se denomina desgasificación del agua.

Se utilizan métodos químicos y físicos de desgasificación del agua.

La esencia del primero es el uso de ciertos reactivos que ligan gases disueltos en agua. Por ejemplo, la desoxigenación del agua se puede lograr introduciendo en ella sulfito de sodio, dióxido de azufre o hidrazina. El sulfito de sodio, cuando se introduce en el agua, se oxida con el oxígeno disuelto en agua a sulfato de sodio:

2Na2SO3 + О2 -> 2Na2SO4.

En el caso de utilizar dióxido de azufre, se forma ácido sulfuroso:

SO2 -f H2O - "- H2SO3,

que se oxida por el oxígeno disuelto en agua a ácido sulfúrico:

2H2SO3-f O2 - * - 2H2SO4.

Un reactivo químico con el que se puede lograr

la desoxigenación casi completa del agua es hidracina.

Cuando se introduce en el agua, el oxígeno se une y se libera nitrógeno inerte:

N2H4 + O2 -> - 2H2O-f-N2.

Último metodo quimico La desoxigenación del agua es la más perfecta, pero al mismo tiempo la más cara debido al alto coste de la hidracina. Por lo tanto, este método de aplicación es principalmente para la eliminación final de oxígeno del agua después de métodos físicos de desoxigenación.

Un ejemplo de un método químico para eliminar el sulfuro de hidrógeno del agua es el tratamiento del agua con cloro:

a) con oxidación a azufre:

HJS + C12 - "- S + 2HC1;

b) con oxidación a sulfatos:

H2S + 4C12 + 4H2O -> H2SO4 + 8HC1

Estas reacciones (así como las reacciones intermedias para la formación de tiosulfatos y sulfitos) transcurren en paralelo en ciertas proporciones, dependiendo principalmente de la dosis de cloro y el pH del agua. Los métodos químicos de eliminación de gases se caracterizan por las siguientes desventajas: a) la necesidad de utilizar reactivos que complican y aumentan el costo del proceso de tratamiento del agua; b) la posibilidad de deterioro de la calidad del agua en caso de violación de la dosificación de reactivos. Como resultado, los métodos químicos de eliminación de gases se utilizan con mucha menos frecuencia que los físicos.

Los métodos físicos para eliminar los gases disueltos del agua se pueden llevar a cabo de dos maneras: 1) el agua que contiene el gas eliminado se pone en contacto con el aire si la presión parcial del gas eliminado en el aire es cercana a cero; 2) se crean condiciones para las cuales la solubilidad del gas en agua se vuelve cercana a cero.

Utilizando el primer método, es decir, aireando el agua, se suele eliminar el dióxido de carbono libre y el sulfuro de hidrógeno, ya que la presión parcial de estos gases en el aire atmosférico es cercana a cero.

Por lo general, se debe recurrir al segundo método cuando se desoxigena el agua, ya que con una presión parcial significativa de oxígeno en el aire atmosférico, el oxígeno no puede eliminarse del agua mediante aireación del agua. Para eliminar el oxígeno del agua, se lleva a ebullición, en el que la solubilidad de todos los gases en el agua cae a cero. El agua se lleva a ebullición calentándola (desaireadores térmicos) o bajando la presión a un valor en el que el agua hierva a una temperatura determinada (desgasificadores de vacío).

La eliminación de los gases disueltos del agua en el proceso de tratamiento del agua se lleva a cabo en desgasificadores. diferentes tipos, que según su diseño, la naturaleza del movimiento del agua y el aire y el entorno en el que se lleva a cabo el proceso de desgasificación, se pueden clasificar de la siguiente manera:

1) desgasificadores de película, que son columnas, cargadas

cableado con uno u otro accesorio (madera, anillos Rashig, etc.),

a través del cual el agua fluye hacia abajo en una fina película. La boquilla se utiliza para crear

superficie de contacto desarrollada de agua y aire bombeado

ventilador contra el flujo de agua;

2) desgasificadores de burbujas, en los que me muevo lentamente por la cama

se sopla aire comprimido a través del agua;

3) desgasificadores de vacío, donde se utilizan dispositivos especiales

(bombas de vacío o eyectores de chorro de agua) crea tal presión

una condición en la que el agua hierve a una temperatura determinada.

En la técnica de tratamiento de agua, se utilizan principalmente desgasificadores de película y desgasificadores de vacío (o térmicos) para desoxigenar el agua. Los desgasificadores de burbujas se utilizan como excepción debido al costo operativo relativamente alto (consumo de energía para la compresión de aire).

Al diseñar desgasificadores, se deben determinar los siguientes valores: el área de la sección transversal del desgasificador, el flujo de aire requerido, el área de superficie del empaque requerida para lograr el efecto de desgasificación deseado.

El área de la sección transversal de los desgasificadores debe determinarse de acuerdo con la densidad de riego permisible del empaque, es decir, consumo de agua por 1 m2 del área de la sección transversal del desgasificador. Con la eliminación profunda de dióxido de carbono del agua (hasta 2-3 mg / l) en desgasificadores cargados con anillos Raschig (25X25X3 mm), la densidad de riego permitida por boquilla es de 60 m3 / (m2 "h), el consumo de aire específico es 15 m3 / m3; en desgasificadores cargados con una boquilla de madera hecha de tableros, respectivamente 40 m3 / (m2 "h) y 20 m3 / m3 / m3; al desoxigenar agua en desgasificadores de vacío, la densidad de riego permisible del empaque es de 5 m3 / (m2 "h).

El área de superficie requerida de las boquillas cargadas en el desgasificador se determina mediante la fórmula dada en el § 131. Los métodos para determinar las cantidades restantes incluidas en esta fórmula también se indican allí. Los valores de K se encuentran para cada tipo de desgasificador según las gráficas correspondientes1.