 |
Вода в химической промышленности.
|
|
|
|
Вода применяется в качестве:
- сырья – из воды получают водород, применяемый в органическом синтезе (получение спиртов, анилина, моющих средств)
- химического реагента для получения кислот, щелочей, оснований, органических продуктов в реакциях гидратации и гидролиза
- растворителя твердых, жидких и газообразных веществ
- для получения водных взвесей (пульпы, шликера и т.д.)
- для промывки твердых и газообразных материалов от загрязнения
- тепло-ихладоносителя для проведения экзо и эндотермических процессов
В целях экономии применяют так называемую оборотную воду, т.е. многократно использованную и возвращенную в производство.
Основной источник воды для промышленности это природные воды. Они подразделяются на атмосферные (осадки), поверхностные (реки, озера, моря) и подземные (колодезные, ключевые, артезианские).
В природных водах содержатся взвешенные грубодисперсные и коллоидные частицы (песок, глина), в ней растворены газы и соли, также в ней могут находится бактерии, грибки и другие микроорганизмы. Присутствие в технической воде тех или иных примесей может вредно влиять на отдельные реакции, вызывать коррозию аппаратуры, способствовать образованию накипи, стать причиной засорения трубопроводов и т.д.
общее содержание солей (сухой остаток)
жесткость
прозрачность
окисляемость
реакция воды
От взвешенных примесей воду очищают отстаиванием или фильтрацией – обычно через слой песка или гравия. Примеси органических веществ находятся в воде в коллоидном состоянии. Для их удаления добавляют специальные вещества – коагулянты (например, сульфат алюминия). Они способствую слипанию мелких частиц в более или менее крупные. Образуются хлопья, которые выпадают в осадок. Выпавший осадок затем отфильтровывают.
|
|
|
Умягчение воды. Различают физические, химические и физико-химические способы.
1) Дегазация – это удаление из воды растворенных газов СО2 и О2. Газы, содержащиеся в воде, представляют опасность из-за образования воздушных пробок, которые могут привести к нарушению техпроцесса, вызвать коррозию аппаратов и трубопроводов. Дегазацию проводят химическим и физическим способами (удаление газов при нагревании).
2) Обеззараживание – для бытовых целей. Обеззараживание проводят хлорированием, озонированием.
Физические основы охлаждения.
Охлаждение — процесс понижения температуры материалов путем отвода от них теплоты.
Для охлаждения газов, паров и жидкостей до 15...20 °С в химической технологии используют воду и воздух. Для охлаждения продуктов до низких температур используют низкотемпературные хладагенты — холодильные рассолы, хладоны (фреоны),аммиак, диоксид углерода и др.
Охлаждение водой осуществляется в теплообменниках, в которых теплоносители разделены стенкой либо обмениваются теплотой при смешивании.
Для охлаждения применяется обычная вода температурой 15...25 °С либо артезианская температурой 8...12 0С. С целью экономии свежей воды часто для охлаждения используют оборотную воду, охлажденную за счет ее испарения в градирнях. Оборотная вода имеет температуру, достигающую летом 30 °С.
Охлаждение воздухом проводят естественным и искусственным способами. При естественном охлаждении горячий продукт охлаждается за счет потерь теплоты в окружающее пространство. Наиболее эффективно естественное охлаждение в зимнее время при низкой температуре воздуха.
Воздух в химической промышленности.
Воздух в химической промышленности
Воздух применяю в качестве сырья, реагента, а также для энергетических целей.
|
|
|
Химический состав воздуха: N2-78,10;O2- 20,93; Ar – 0,94; CO2 – 0,03, незначительные количества Не, Ne, Кr,Xe, H2, CH4, O3, NO.
Кислород воздуха часто применяют в качестве окислителя при обжиге сульфидных руд (получение цветных металлов), серного колчедана (производство серной кислоты), при неполном окислении углеводородов в производстве спиртов, альдегидов, кислот.
В качестве сырья воздух используют для получения азота (при получении аммиака), кислорода (для кислородной плавки металлов, в доменном процессе) и инертных газов.
Энергетическое применение воздуха связано прежде всего с использованием кислорода как окислителя для получения тепловой энергии при сжигании различных топлив. Воздух является хладо-и теплоносителем в теплообменных процессах.
Физические основы конденсации.
Конденсация — переход вещества из паро - или газообразного состояния в жидкое путем отвода от него теплоты. Конденсация происходит в конденсаторах.
.
Конденсацию можно проводить при отводе теплоты от конденсируемых веществ с помощью охлаждающего теплоносителя, отделенного стенкой, либо при непосредственном смешивании конденсируемых паров с охлаждающим теплоносителем — водой. В первом случае имеет место поверхностная конденсация, во втором — конденсация смешением.
Принципы водоподготовки.
Процессы подготовки воды представляют собой целый спектр различных технологий и физико-химических методов. Выбор метода водоподготовки зависит от цели использования очищенной воды – отдельная технология требуется для очистки питьевой воды, иная технология подходит для подготовки охлаждающей воды, воды для питания котлов или технологической воды.
Методы подготовки воды:
• коагуляция, флокуляция, седиментация – устранение мутности и коллоидных веществ
• фильтрация – механические фильтры для отделения грубых загрязнений, песчаные фильтры
• мембранные процессы – ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос
• ионообменные технологии – смягчение, ликвидация NO3 – деалкализация, производство деминерализованной воды
• адсорбция – ликвидация мышьяка, активированные угли для устранения неприятного запаха и привкуса
• дегазация воды – снижение содержания кислорода, CO2, радона (преимущественно в грунтовой воде)
• оксидация, редукция – устранение Fe, хлорирование для дезинфекции.
|
|
|
Сфера использования
• очистка питьевой воды в городах – реконструкция, интенсификация
• подготовка чистой воды – электротехника, фармацевтика, пищевая промышленность, вода для питания котолов
• очистка грунтовых вод – там, где нет возможности присоединения к общей водопроводной сети
• промывочная вода – стекольные заводы, автомобильная промышленность, электротехническая промышленность, производство пластика
• охлаждающая вода
|
|
|
