ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОЛЕСОДЕРЖАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СТОКОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ



 

Цель работы– определить электропроводность химических стоков, по найденной электропроводности раствора определить его солесодержание.

Теоретическое обоснование работы

Стоки от химводоочистки, образующиеся при работе водоподготовительных установок и конденсатоочисток имеют отклонения в показателе водородных ионов (рН), выходящие за пределы оптимальных для природных вод (6,5-8,5), содержат большое количество грубодисперсных примесей и солей. Например, на ТЭЦ мощностью 2400 МВт суммарная производительность химводоочистки составляет 2000 т/час. В результате этого процесса сбрасывается со сточными водами 2,0-2,5 т/час различных солей.

Воды ионообменной части ВПУ насыщены солями, состав которых складывается из концентрата природных "собственных" солей, извлеченных из воды в процессе очистки на ВПУ и предназначенной для нагрева и парообразования, "дополнительных" солей, входящих в состав реагентов, используемых в технологии очистки.

Современные исследования показывают, что выделяются три основных уровня экологической защиты гидросферы от солевых загрязнений.

Первый уровень - защита водоемов от локальных залповых солевых нагрузок. Этот уровень, защиты реализуется разбавлением и рассредоточением сточных вод, хотя общее количество сбрасываемых солей в итоге остается без изменений. Для большинства водоемов защита по этому уровню может оказаться достаточной, так как ПДК по хлоридам и сульфатам весьма велики. Эта же задача решается при использовании минерализованных стоков для смыва золы и шлака и транспортировке их по системе ГЗУ на золоотвалы. Эффективность этого мероприятия будет высокой при эксплуатации системы ГЗУ по оборотному циклу. В этом случае экологические проблемы могут решаться без затрат на переработку и утилизацию сточных вод. К этому же уровню защиты следует отнести возможность передачи в теплосеть не только собственных, но и в некоторых схемах водоподготовки дополнительных солей, а также рассеи­вание солей о брызгоуносом бессточных градирен.

Второй уровень защиты водоемов, который заключается в максимальном ограничении сброса дополнительных солей, осуществляется совершенствованием технологии водоприготовления и внедрением технологических процессов с минимальным расходом реагентов. Это достигается использованием установок ионного обмена, электродиализа, обратного осмоса, термических методов на аппаратах, использующих воду ухудшенного качества. На этом уровне предусматривается возможность восстановления и повторного использования реагентов в схемах известкования, натрий- и водородкатионирования. В этих схемах предотвращается сброс не только дополнительных солей, но и осаждаемой части собственных солей, содержащихся в воде.

Третий уровень экологической защиты предусматривает полное прекращение сброса минеральных солей (включая и собственные) в водоемы. Этот уровень рекомендуется в практике в строго регламентированных случаях после осуществления всех мероприятий второго уровня.

 

Оборудование и техническое оснащение лабораторной работы

Лабораторная установка представляет собой стенд для измерения электропроводности растворов. Измерение электропроводности может проводиться для шести различных растворов электролита, посредством последовательного установления переключателя «Растворы» от положения 1 до положения 6. Измерение параметров электрической цепи на клеммах электродов осуществляется при помощи мультиметра.

 

 
 

1-стенд для измерения электропроводности растворов; 2- переключатель «Растворы»; 3-исследуемые растворы; 4-мультиметр

 

Рисунок 5.1 – Схема лабораторной установки

Содержание лабораторной работы

Электролитами называются вещества, которые в расплавленном или растворённом состоянии проводят электрический ток. Электролитами являются водные растворы солей, кислот и оснований, молекулы которых под действием растворителя диссоциируют на ионы:

 

(5.1)

Количественно процесс диссоциации характеризуется некоторыми величинами, например степенью электрической диссоциации α и константой электролитической диссоциации, К.

Число показывающее, какая часть растворённого электролита находится в растворе в виде ионов, называется степенью электролитической диссоциации и выражается в процентах.

Электролит считается сильным, если значение α > 30 %, и слабым, если α < 30 %.

Сильные электролиты диссоциируют практически полностью. В растворах слабых электролитов имеются и молекулы и ионы растворённого вещества. Следовательно, диссоциация слабых электролитов представляет обратимый процесс, в результате которого устанавливается равновесие, подчиняющееся закону действующих масс.

Константа равновесия в таких случаях называется константой электролитической диссоциации. Эта величина есть отношение произведения концентрации ионов к концентрации недиссоциированных молекул. Чем больше способность электролита к диссоциации, тем больше значение константы.

Растворы электролитов являются проводниками второго рода, перенос электричества у них осуществляется за счёт ионов. Способность электролита пропускать электрический ток можно характеризовать его электропроводностью. Электропроводность рассматривается как величина обратная сопротивлению. За единицу электропроводности в системе СИ принят сименс (См = 1/Ом).

Электропроводность растворов электролита определяется количеством ионов, которые перейдут через площадь поперечного сечения раствора в единицу времени. Это количество в основном зависит от числа ионов, находящихся в растворе в единице объёма (от концентрации), скорости их перемещения, заряда ионов, температуры раствора.

Так с увеличением концентрации раствора электролита электропроводность его растёт и достигает при некоторой концентрации максимального значения, а затем начинает падать. Такая зависимость объясняется тем, что при малых концентрациях растворов электролитов число ионов в единице объёма раствора мало и, т. к. ток переносится ионами, мала электропроводность раствора. По мере увеличения концентрации раствора растёт число ионов в единице объёма раствора и соответственно растёт и электропроводность. Однако, при достижении определённой концентрации раствора электропроводность начинает падать, потому что у сильного электролита возникает влияние межионнных сил, в результате чего усиливается торможение ионов, а у слабых – уменьшается степень диссоциации.

 

Порядок выполнения работы

1. В исследуемые растворы поместить угольные электроды.

2. Установить переключатель «Растворы» в положение 1 и к клеммам электродов подключить мультиметр.

3. Включить стенд в работу и снять показания прибора (в качестве амперметра и вольтметра).

4. Посредством последовательного установления переключателя «Растворы» от положения 1 до положения 6 произвести измерение параметров электрической цепи на клеммах электродов всех растворов.

5. Произвести расчет электропроводности по формуле:

 

(5.2)

 

6. По полученным значениям электропроводности определить солесодержание раствора по рисунку 5.1.

 

 

 

5. Контрольные вопросы:

  1. Что такое электролиты?
  2. Что такое степень электрической диссоциации и константа электролитической диссоциации?
  3. Опишите процесс электропроводности в жидкостях.

Литература

1. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник под общей редакцией Григорьева Г.А. и Зорина В.М. – М., Энергоиздат, 1982 г.

2. Жабо В.В. Охрана окружающей среды на ТЭС и АЭС. - М., Энергоатомиздат, 1992 г. - 240 с.

 





Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.107.166 (0.009 с.)