Многоступенчатая испарительная установка.

Процесс обессоливания дистилляцией основан на выпаривании воды с последующей конденсацией пара. (применяется этот метод для опреснесния).

1-водонагреватель,2-испаритель,3- конденсатор,4- бак обессоленной воды,5- термокомпрессор.

Первичный пар, который получается в спец. водонагревательной установке 1, поступает в змеевик испарителя 2, где конденсируется, образуя практически обессоленную воду. При этом за счёт теплоты, отданной первичным паром образуется из обессоленной воды вторичный пар, который во многоступенчатых схемах используется для получения третичного пара,а он в свою очередь для получения четвертичного пара и т.д.

Многоступенчатые установки более экономичны за счёт многократного использования энергии первичного пара повышается выход обессоленной воды, т.е. в двухступенчатой установке на 1 т первичного пара получается 1,7 т обессоленной воды, в трехступенчатой на 1 т- 2,4 т обессоленной воды, в четырехступенчатой на 1 т- 3,1 т обессоленной воды. Дополнительно в многоступенчатых схемах применяют термокомпрессор 5 на линии выходы пара из испарителя.

Термокомпрессор позволяет довести температуру и давление выходного пара до уровня первичного пара и повысить выход обессоленной воды в одноступенчатой схеме до 3 т, в двухступенчатой до 5 т, в трехступенчатой до 7,5 т.

При проектировании испарительных установок, они подбираются по производительности, а выпускаются серийно промышленностью различных объемов.

 

 

Основы процесса обессоливания методом ионного обмена.

Заключается в последовательном фильтровании воды через 2 группы ионообменных фильтров. К фильтрам первой группы относятся катионитовые фильтры, загружаемые катионитом, который в цикле обессоливания должен быть только в Н-форме. При этом имеют место следущие реакции:

Н[К]+NaCl→Na[K]+HCl  (1)

Н[К]+Na₂SO₄→Na[K]+H₂SO₄    (2)

Н[К]+Сa(HCO₃)→Ca[K]₂+2H₂O+2CO₂ (3)

Н[К]+MgSO₄→Mg[K]₂+ H₂SO₄  (4)

Ко второй группе фильтров, через которые фильтруется вода, прошедщая Н-катионитовый фильтр, относится анионитовый фильтр:

a) [An]OH^-+HCl→[An] Cl+H₂O        (5)

2[An]OH^-+ H₂SO₄→[An]₂ SO₄^2-+H₂O     (6)

b) [An]₂ CO₃^2-+2HCl→2[An] Cl+ CO₂ +H₂O  (7)

[An]₂ CO₃^2-+ H₂SO₄→[An] ₂ SO₄^2-+CO₂ +H₂O     (8)

c) [An]HCO₃^-+HCl→[An] Cl+ CO₂ +H₂O   (9)

2[An] HCO₃^-+ H₂SO₄→[An] ₂ SO₄^2-+2CO₂ +H₂O  (10)

Реакции обмена, приведенные в а) протекают если анионитовые фильтры находятся в ОН-форме(регенерац р-р NaOH)

Реакция обмена протекает по б) если анионит находится в форме CO₃^2- (регенар р-р

 Na₂ CO₃), по с) если анионит находится в форме НCO₃^-(регенар р-р NaН CO₃)

Реакции б) и С) указывают на необходимость введения в технологическую схему дегазатора для удаления СО₂ При использовании анионита в форме CO₃^2- дегазатор може т быть установлен или после Н-катионитовых фильтров, или в конце технологической цепочки. Если анионит находится в форме НCO₃^-, то дегазатор устанавливается в конце технологической схемы.

 

 

Аниониты и их свойства.

Аниониты- естественные или искусственно синтезированные вещества, как правило органического происхождения, содержащие активную группу, способную обмениваться на анионы.

На стадии пуско-наладночных работ путем применения различных регенерационных растворов анионитовые загрузки могут переводится в ОН форму(регенерационный раствор NaOН), НCO₃^—форму(регенерационный раствор NaНCO₃), CO₃^—форму(регенерационный раствор Na₂CO₃)

Аниониты могут быть сильноосновными и слабоосновными. Слабоосновные способны к реакции обмена лишь в кислой среде и лишь с анионитами сильных кислот, те хлориды и сульфаты. Сильноосновные- способны к реакции обмена в любой среде, но лишь с анионитами сильных кислот угольной и кремневой кислоты.

Основные характеристики некоторых анионитов.

Наименование анионита	внешний вид, насыпная масса набухшего продукта т/м3	размер зерен, мм	обменная емкость,г-экв/м3
слабоосновные аниониты
АН-1	матовые зерна неправильной формы,0,31	0,4-2,0	Е полн=1500
АН-2Ф	красно-коричневые зерна, 0,4	0,3-0,5	Ераб=450-550
смльноосновные аниониты
ЭДЭ-10П	светло-коричневые зерна, 0,35	0,3-1,5	Ераб=800
АВ-17	прозрачно-желтые зерна,0,39	0,2-1,6	Ераб=650

Аниониты так же как и ониониты характеризуются полной и рабочей обменной емкостью Анионитовая загрузка имеет пределенную производительность, межрегенерационные переиоды, по истечению которого загрузка регенирируется в таком же режиме, как и катионитовая. При регенирации имеют место следущие реакции:

[An] Cl+NaOH→[An]OH+ NaCl

[An] SO₄+2NaHCO₃→[An]HCO₃+ Na₂SO₄