Вода в химической промышленности кратко

Обновлено: 07.07.2024

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Вода в химической промышленности

Использование воды, свойства воды Химическая промышленность - один из крупных потребителей воды. Вода используется почти во всех химических производствах для разнообразных целей. На отдельных химических предприятиях потребление воды достигает 1млн м3 в сутки. Превращение воды в один из важнейших элементов химического производства объясняется:

наличием комплекса ценных свойств (высокая теплоемкость, малая вязкость, низкая температура кипения); доступностью и дешевизной (затраты исключительно на извлечение и очистку); не токсичностью; удобством использования в производстве и транспортировке.

В химической промышленности вода используется в следующих направлениях:

1. Для технологических целей в качестве:

растворителя твердых, жидких и газообразных веществ; среды для осуществления физических и механических процессов (флотация, транспортировка твердых материалов в виде пульпы); промывной жидкости для газов; экстрагента и абсорбента различных веществ.

2. Как теплоноситель (в виде горячей воды и пара) и хладагента для обогрева и охлаждения аппаратуры.

3. В качестве сырья и реагента для производства различной химической продукции (водорода, ацетилена, серной и азотной кислот.).

Воды морей и океанов - источники сырья для добычи многих химических веществ: из них извлекаются NaС1, МgСl, Br, I и др. продукты. Так например, содержание элементов в водах океана составляет: К-3.8 *10-2%, V- 5*10-8%, Аu -4*10-10%, Аg -5*10-9%. Приняв массу воды на планете-1.4 *1018, получим соответственно содержание в ней Аu-5.6 * 106т.

Масштабы потребления воды химической промышленностью зависят от типа производства. Так, расходный коэффициент по воде (м3/т продукции) составляет: для азотной кислоты - 200, аммиака- 1500, синтетического каучука-1600. Например, завод капронового волокна расходует такое же количество воды, как город с населением 400тыс. человек. Общее количество воды на Земле составляет 1.386 *1018м3

Природную воду принято делить на 3 вида, сильно различающихся по наличию примесей:

Атмосферная вода - вода дождевых и снеговых осадков, содержит минимальное количество примесей, главным образом, растворенные газы СО2, О2 а в промышленных районах N0х, SОх. Почти не содержит растворенные соли.

Поверхностная вода - речные, озерные, морские, содержат различные минеральные и органические вещества, природа и концентрация которых зависят от климата, геоморфологических и гидротехнических мероприятий.

Подземная вода — вода артезианских скважин, колодцев, ключей, гейзеров. Для них характерно высокое содержание минеральных солей, выщелачиваемых из почвы и осадочных пород и малое содержание органических веществ.

Морская вода представляет многокомпонентный раствор электролитов и содержит все элементы, входящие в состав литосферы.

Вода, используемая в химической промышленности должна удовлетворять по качеству определенным требованиям. Качество воды определяется совокупностью физических и химических характеристик, к которым относятся: цвет, прозрачность, запах, общее солесодержание, жесткость, рН, окисляемость. Для промышленных вод важнейшими из этих характеристик являются солесодержание, жесткость, рН, содержание взвешенных веществ.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Вода в химической промышленности

Вода – важнейший элемент химического производства 1. Обладает комплексом ценных свойств (высокая теплоемкость, малая вязкость, низкая температура кипения). 2. Доступна и дешева (затраты исключительно на извлечение и очистку). 3. Не токсична. 4. Удобна в использовании на производстве и при транспортировке.

1. Для технологических целей в качестве: растворителя твердых, жидких и газообразных веществ; среды для осуществления физических и механических процессов (флотация, транспортировка твердых материалов в виде пульпы); промывной жидкости для газов; экстрагента и абсорбента различных веществ.

2. Как теплоноситель (в виде горячей воды и пара) и хладагента для обогрева и охлаждения аппаратуры. 3. В качестве сырья и реагента для производства различной химической продукции (водорода, ацетилена, серной и азотной кислот.).

Воды морей и океанов - источники сырья для добычи многих химических веществ: из них извлекаются NaCl, MgCl2, Br, I и др. продукты.

Содержание элементов в водах океанов К-3.8 *10-2% V- 5*10-8% Au –4*10-10% Ag –5*10-9%

Расход воды от типа производства: азотной кислоты-200 м3/т, аммиака- 1500 м3/т, синтетического каучука-1600 м3/т, завод капронового волокна расходует такое же количество воды, как город с населением 400тыс. человек

Природная вода атмосферная поверхностная подземная

Требования к качеству воды цвет Прозрачность Запах общее солесодержание жесткость рН окисляемость

Жёсткость воды -свойство воды, обусловленное присутствием в ней солей Са и Мg. Жёсткость воды временная постоянная (устранимая (некарбонатная) карбонатная) Сумма постоянной и временной жёсткости называется общей жёсткостью

Классификация по жёсткости мягкая (Са и Мg до 3 мгэкв/л), умеренно-жесткая(3-6 мгэкв/л) жесткая (более 6 мгэкв/л).

По солесодержанию природные воды делятся на: пресные (с/с менее 1г/кг) солоноватые (с/с от 1 до 10 г/кг) соленые (с/с более 10г/кг)

Схемы водооборота в производстве 1) Вода только нагревается и должна быть перед возвратом охлаждена в бассейне или градирне. 2) Вода только загрязнена и должна быть перед возвращением очищена в специальных очистных сооружениях. 3) Вода нагревается и загрязнена.

Схема охлаждения оборотной воды

Промышленная водоподготовка - комплекс операций, обеспечивающих очистку воды – удаление из нее вредных примесей, находящихся в молекулярно-растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии.

Стадии водоподготовки очистка от взвешенных веществ отстаиванием и фильтрованием умягчение, в отдельных случаях - обесцвечивание нейтрализация дегазация обеззараживание

Коагуляция – высокоэффективный процесс разделения гетерогенных систем, в частности, выделение из воды мельчайших глинистых частиц и белковых веществ. Al2 (SO4) 3 +6 H2O = 2 Al (OH) 3 +3 H2O H2SO4 + Ca (HCO3) 2 = CaSO4 +2H2O +2 CO2 Дегазация – удаление из воды растворенных газов СО2 + Са ( ОН)2 = СаСО3 +Н2О,

Умягчение - обработка воды для понижения ее жесткости, т.е. уменьшения концентрации ионов кальция и магния различными физическими, химическими и физико-химическими методами. Са(НСО3)2 = СаСО3 + Н2О +СО2. 3СаSO4 + 2 Na3PO4 = 3Na2SO4 + Ca3 (PO4) 2 Са(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 +2 H2O СаSO4 + Na2CO3 = Ca CO3 +Na2SO4

Обессоливание Катионирование Na2(Кат) + Са(НСО3)2= Са(Кат) 2 +Na2CO3 Анионирование Ан(ОН)+ НСl +Н2О ↨↔(Ан)Сl +Н2О где: (Кат) и (Ан) – не участвующая в обмене матрица ионита.

Са(Кат) + 2 NaCl = Na2(Кат) + CaCl2 и (Ан)Cl + KOH = (Ан)ОН + КСl

Электродиализ -процесс диализа под воздействием электрического поля.

Схема обессаливания воды

Краткое описание документа:

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Сейчас обучается 922 человека из 80 регионов

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 28 человек из 18 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 613 082 материала в базе

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Оставьте свой комментарий

27.01.2015 3525
PPTX 573.8 кбайт
57 скачиваний
Рейтинг: 5 из 5
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Паклина Татьяна Дмитриевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

ГИА для школьников, находящихся за рубежом, может стать дистанционным

Время чтения: 1 минута

Время чтения: 2 минуты

Новые курсы: преподавание блогинга и архитектуры, подготовка аспирантов и другие

Время чтения: 16 минут

Онлайн-тренинг: нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни

Время чтения: 2 минуты

Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

Россияне ценят в учителях образованность, любовь и доброжелательность к детям

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Вода выполняет важную роль в химической промышленности в быту и в народном хозяйстве. Это связано с : свойств воды, ее доступностью, удобством применения. Использование воды в химической промышленности разнообразно по функциям, которые она выполняет. В ряде производств вода является сырьем и реагентом, непосредственно участвующим в основных химических реакциях, например в производстве водорода, серной, азотной и фосфорной кислот,. Будучи универсальным растворителем и одним из наиболее распространенных катализаторов, вод, дает возможность осуществлять многие химические реакции с большой скоростью в растворах или в присутствии следов воды. Во многих производствах химической, металлургической, пищевой и легкой промышленности вода используется как растворитель твердых, жидких и газообразных веществ. Часто ее применяют для перекристаллизации, для очистки газообразных, жидких и твердых продуктов от примесей. Применяют воду и при различных мокрых способах подготовки сырья: флотации, гравитационного обогащения, пульпирования сыпучих материалов. В некоторых производствах вода образуется вследствие основных химических реакций: надсмольная вода при полукоксовании и коксовании; древесины, торфа, сланца, различных видов углей; вода выделяется при сжигании водородсодержащих топлив и разложении кислородсодержащих органических веществ, при окислении аммиака. Во всех перечисленных примерах вода непосредственно выполняет технологические функции. В значительно больших объемах вода используется как теплоноситель, т, е. в теплотехнических целях. Это объясняется большой теплоемкостью воды, ее доступностью и безопасностью в применении. Водой охлаждают реагирующие массы, нагретые в результате экзотермических реакций, газообразные и жидкие конечные продукты. Водяным паром или горячей водой нагревают взаимодействующие вещества для ускорения реакций или компенсации затрат теплоты при эндотермических процессах, для перевода материалов из одного агрегатного состояния в другое. Теплообмен между веществами и водой может быть осуществлен при их непосредственном соприкосновении. В громадных количествах воду используют как теплоноситель ТЭЦ, АЭС, промышленные и коммунальные котельные.

Химическая промышленность — крупнейший потребитель воды. Современные химические комбинаты расходуют миллионы кубических метров воды в сутки. Поэтому химические предприятия и нефтехимические заводы строят рядом с водными источниками.

Природная вода, будучи хорошим растворителем многих веществ, всегда содержит различные примеси. По происхождению природные воды делят на три вида, сильно различающиеся по со держанию и характеру примесей.

Атмосферная вода — вода атмосферных осадков — содержит относительно небольшое количество примесей, преимущественно в виде растворенных газов: кислорода, оксида углерода, оксида азота, особенно в летнее время, сероводорода, кислородных соединений серы, органические вещества, пыль. Атмосферная вода почти не содержит растворенных солей.

Поверхностные воды — речные, озерные, морские — содержат, кроме примесей, присутствующих в атмосферной воде, самые разное образные вещества от ничтожных количеств до полной насыщенности. Почти всегда можно обнаружить гидрокарбонаты кальция, магния, натрия, калия, а также сульфаты и хлориды. В морской воде присутствуют почти все элементы периодической системы Д. И. Менделеева, включая драгоценные и радиоактивные. Во всех поверхностных водах содержатся органически вещества, живые микроорганизмы, в том числе и болезнетворные

Подземные воды — воды артезианских скважин, колодцев, ключей, гейзеров, так же как и поверхностные воды, содержат разнообразные минеральные соли, состав которых зависит от характер горных пород и почв, через которые просачиваются атмосферные и поверхностные воды. Благодаря высокой фильтрующей способности почв и горных пород подземные воды в отличие от поверхностных имеют высокую прозрачность и характеризуются отсутствием органических примесей и бактериальной загрязненности.

В зависимости от назначения используемая вода — это питьевая и промышленная, качество которой регламентируется соответственно ГОСТ. Промышленная вода может быть питательной (используется для различных технологических целей) и оборотной. Оборотной водой называется вода, которая после использования, например в теплообменниках, и последующего охлаждения вновь возвращается в производственный цикл.

Качество воды определяется ее физическими и химическими характеристиками в зависимости от присутствия тех или иных примесей и оценивается следующими показателями: прозрачность, цвет, запах, жесткость, окисляемость, реакция воды и общее солесодержание.

Прозрачность воды измеряется толщиной слоя воды, через который можно различать визуально или с помощью фотоэлемента изображение перекрестья или определенного шрифта. Прозрачность воды зависит от присутствия в ней грубодисперсных механических взвесей и коллоидных частиц. Эти примеси засоряют трубопроводы и аппараты, соответственно снижая их производительность, образуя пробки, которые могут вызвать аварию. Коллоидные частицы засоряют диафрагмы электролизеров, вызывают вспенивание воды и перебросы в котлах и аппаратах.

Жесткость воды — различают временную, постоянную и общую жесткость. Временная (устранимая кипячением) жесткость обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, которые при кипячении воды переходят в нерастворимые карбонаты, выпадающие в виде плотного осадка (накипи).

Постоянная жесткость обусловлена присутствием в воде других солей кальция и магния, не удаляемых из воды при кипячении. Сумма временной и постоянной жесткости называется общей жесткостью, измеряемой в миллиграмм-эквивалентах ионов кальция или магния в 1 л воды. Жесткость воды равна 1 мг-экв, если в 1 л е содержится 20,04 мг ионов кальция или 12,16 мг ионов магния. Жесткость воды очень важная характеристика. При нагревании воды до кипения гидрокарбонаты кальция и магния разрушаются, образуя на стенках сосудов нерастворимую накипь. Малорастворимые сульфаты кальция и магния при кипячении в осадок не выпадают, однако при испарении больших количеств воды быстро образуют перенасыщение растворов и на стенках сосудов выпадают в виде плотного слоя накипи с низкой теплопроводностью. Поэтому чем толще слой накипи на нагреваемых поверхностях паровых котлов или теплообменников, тем ниже их производительность и экономичность.

Общее солесодержание характеризуется наличием в воде минеральных и органических примесей. Общим солесодержанием, или сухим остатком, называют массу вещества, полученную в результате испарения воды и высушивания остатка при 105—110°С до постоянной массы. Сухой остаток измеряется в миллиграммах на литр.

Окисляемость воды обусловлена присутствием в воде органических примесей и определяется массой перманганата калия (в мг), израсходованного при кипячении 1 л воды с избытком КМпО₄ в течение 10 мин.

Реакция воды •— степень ее кислотности или щелочности, характеризуемая величиной рН. При рН 6,5—7,5 вода считается нейтральной, при рН > 7,5 —• щелочной. Реакция природных вод близка к нейтральной. Большой вред промышленному оборудованию приносит растворенный в воде газ (0₂ и СО₂), вызывающий коррозию металлических поверхностей.

Природную воду без предварительной очистки обычно использовать нельзя. Улучшение качества воды, поступающей из водоисточника, для производственных целей называется водоподготовкой. Водоподготовка представляет собой комплекс операций по очистке воды от вредных примесей, находящихся в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Выбор метода водоподготовки определяется как характером присутствующих в воде примесей, так и теми требованиями, которые предъявляются к потребляемой воде.

Водоподготовка питьевой воды. К питьевой воде предъявляются особые требования в отношении мутности, вкуса, запаха, химической и бактериальной загрязненности, которые регламентируются ГОСТ. Общее число бактерий в 1 мл воды не должно быть больше 100, а кишечных палочек в 1 л воды — не более 3. Вода рек и озер обычно не удовлетворяет этим требованиям, поэтому вода перед подачей в питьевую водопроводную сеть очищается на водоочистных станциях. Водоподготовка питьевых вод — непрерывный процесс, состоящий из четырех стадий: отстаивания, коагуляции, фильтрации и обеззараживания. Водозабор осуществляют непосредственно из водоема или чаще через промежуточный колодец (грубый отстойник), в который вода поступает самотеком. В отстойнике вода проходит с небольшой скоростью, освобождаясь от грубодисперсных взвешенных частиц путем простого отстаивания. Водозаборное устройство снабжено предохранительной сеткой, предотвращающей попадания в систему крупных предметов, в том числе и рыбы. Легкая взвесь осаждается очень медленно, а коллоидные частицы, содержащиеся в воде (глина, кремниевая кислота, гуминовые кислоты), методами осаждения и фильтрования не отделяются. Поэтому воду из водозабора первого подъема подают в смеситель (коагулятор), в который одновременно поступает раствор электролита А1₂ (SO₄)₃, FeSO₄ или других соединений, называемых коагулянтами. Коагуляция - высокоэффективный процесс разделения гетерогенных систем. Физико-химическая сущность этого процесса в упрощенном виде состоит в том, что электролит в очень разбавленных растворах гидролизуется с образованием положительно заряженных частиц, которые, адсорбируясь на поверхности отрицательно заряженных коллоидных частиц, нейтрализует их заряды. Это приводит к слипанию (укрупнению) частиц, способных к осаждению. Чем выше заряд иона коагулянта (А1 3 +, Fe 8 +), тем меньше расход электролита на коагуляцию.

Образовавшиеся в процессе коагуляции хлопья твердых частичек с большой поверхностью слипаются с легкой взвесью, адсорбируют на поверхности органические красящие вещества и тем самым осветляют воду. Для интенсификации процесса коагуляции часто применяют дополнительные реагенты — флокулянты, ускоряющие процессы хлопьеобразования и осаждения. В качестве флокулянтов используют активированную кремниевую кислоту, химически модифицированные природные высокомолекулярные вещества, олеат натрия и синтетические полимерные материалы. Из смесителя вода поступает в отстойник , в котором завершается коагуляция (флокуляция) и выпадают в осадок крупные частицы. Отстойники представляют собой большие непрерывно действующие бетонированные резервуары с системой перегородок, увеличивающих время пребывания воды в отстойнике. Но полное осветление ее достигается после фильтрации через песчаные фильтры открытого типа , в которых вода фильтруется под давлением (столб воды высотой до 2 м), со скоростью около 0,1 м/ч. Фильтрующим материалом является слой кварцевого песка до 1 м с диаметром зерен 0,5—1 мм, поддерживаемый нижним слоем гравия. Основная масса загрязнений отлагается на поверхности песка, создавая фильтрующую пленку. По мере работы фильтра эта пленка утолщается, качество очистки воды повышается, но скорость фильтрации снижается. Обычно водоочистные станции обслуживают несколько фильтров, часть которых останавливается для очистки. Хотя коагуляция, осаждение и фильтрация уменьшают микробную загрязненность, часто она после этих операций превышает допустимые нормы. Поэтому осветленная вода из фильтра направляется в аппарат на обеззараживание — удаление из нее микроорганизмов и бактерий путем хлорирования, озонирования, кипячения и т. д. Для хлорирования воды используют хлор или гипохлорит кальция. При обработке воды гипохлоритом кальция образуется сильный окислитель — атомный кислород, который убивает микроорганизмы и окисляет органические примеси.

При хлорировании воды избыток хлора удаляют добавлением к ней аммиака или сульфита натрия. В последние годы питьевую воду обеззараживают озоном, получаемым действием тихого электрического разряда на воздух, обогащенный кислородом. При обработке воды озон разлагается с выделением атомного кислорода. Эта вода в отличие от хлорированной не имеет запаха хлора. Для обеззараживания воды также используют фторирование, ультрафиолетовые лучи, ультразвуковые колебания, ионы серебра. После обеззараживания очищенную питьевую воду насосом второго подъема подают в водонапорную башню , которая поддерживает постоянное давление воды в водопроводе.

Химическая промышленность - один из крупных потребителей воды. Вода используется почти во всех химических производствах для разнообразных целей. На отдельных химических предприятиях потребление воды достигает 1млн м 3 в сутки. Превращение воды в один из важнейших элементов химического производства объясняется:

• наличием комплекса ценных свойств (высокая теплоемкость, малая вязкость, низкая температура кипения);

• доступностью и дешевизной (затраты исключительно на извлечение и очистку);

• удобством использования в производстве и транспортировке.

В химической промышленности вода используется в следующих направлениях:

1. Для технологических целей в качестве:

- растворителя твердых, жидких и газообразных веществ;

- среды для осуществления физических и механических процессов (флотация, транспортировка твердых материалов в виде пульпы);

- промывной жидкости для газов;

- экстрагента и абсорбента различных веществ.

2. Как теплоноситель (в виде горячей воды и пара) и хладагента для обогрева и охлаждения аппаратуры.

Воды морей и океанов - источники сырья для добычи многих химических веществ: из них извлекаются NaС1, МgСl, Br, I и др. продукты. Так например, содержание элементов в водах океана составляет: К-3.8 *10-2%, V- 5*10 -8 %, Аu -4*10 -10 %, Аg -5*10 -9 %. Приняв массу воды на планете-1.4 *10 18 , получим соответственно содержание в ней Аu-5.6 * 10 6 т.

Масштабы потребления воды химической промышленностью зависят от типа производства. Так, расходный коэффициент по воде (м 3 /т продукции) составляет: для азотной кислоты - 200, аммиака- 1500, синтетического каучука-1600. Например, завод капронового волокна расходует такое же количество воды, как город с населением 400тыс. человек. Общее количество воды на Земле составляет 1.386 *10 18 м 3

Природную воду принято делить на 3 вида, сильно различающихся по наличию примесей:

Атмосферная вода - вода дождевых и снеговых осадков, содержит минимальное количество примесей, главным образом, растворенные газы СО₂, О₂ а в промышленных районах N0х, SОх. Почти не содержит растворенные соли.

Жесткостью называется свойство воды, обусловленное присутствием в ней солей Са и Мg. В зависимости от природы анионов различают временную жесткость (устранимую, карбонатную), удаляемую при кипячении - Жв и постоянную (некарбонатную) - Жп. Сумма Жв и Жп называется общей жесткостью воды

Принята следующая классификация по жесткости: мягкая (Са и Мg до 3 мгэкв/л), умеренно- жесткая(3-6 мгэкв/л) и жесткая (более 6 мгэкв/л).

В зависимости от солесодержания природные воды делятся на пресные (с/с менее 1г/кг), солоноватые (с/с от 1 до 10 г/кг) и соленые (с/с более 10г/кг.

Окисляемость воды обусловлена наличием в воде органических примесей и определяется количеством мг перманганата калия, израсходованного при кипячении 1л воды.

РН воды характеризует ее кислотность щелочность.

Водооборотные циклы химико-технологических производств являются важным фактором рационального использования водных ресурсов. В этих циклах осуществляется многократное использование воды без выброса загрязненных стоков в водоемы, а потребление свежей воды для ее восполнения ограничено только технологическими превращениями и естественными потерями. В химических производствах используется 3 схемы водооборота в зависимости от технологических изменений, которые вода претерпевает в процессе производства.

Вода только нагревается и д.б. перед возвратом охлаждена в бассейне или градирне.

Вода только загрязнена и д. б. перед возвращением очищена в специальных очистных сооружениях.

Вода нагревается и загрязнена. Это комбинация 1 -го и 2 -го типа ВОЦ.

Промышленная водоподготовка

вода химический коллоидный водоподготовка

Вредное влияние примесей, содержащихся в промышленной воде, зависит от их химической природы, концентрации, дисперсного состояния, а также технологии конкретного производства использования воды. Все вещества, присутствующие в воде, могут находиться в виде истинного раствора (соли, газы, некоторые органические соединения в коллоидном состоянии) и во взвешенном состоянии (глинистые, песчаные, известковые частицы).

Растворенные в воде вещества образуют при нагревании накипь на стенках аппаратуры и вызывают коррозионное разрушение ее. Коллоидные примеси вызывают загрязнение диафрагмы электролизеров, вспенивание воды. Грубодисперсные взвеси засоряют трубопроводы, снижают их производительность, могут вызвать их закупорку. Все это вызывает необходимость предварительной подготовки воды, поступающей на производство- водоподготовку.

Промышленная водоподготовка представляет собой комплекс операций, обеспечивающих очистку воды - удаление из нее вредных примесей, находящихся в молекулярно-растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Основные операции водоподготовки: очистка от взвешенных веществ отстаиванием и фильтрованием, умягчение, в отдельных случаях - обесцвечивание, нейтрализация, дегазация и обеззараживание.

Процесс отстаивания позволяет осветлять воду вследствие удаления из нее грубодисперсных веществ, оседающих под действием силы тяжести на дно отстойника. Отстаивание воды проводится в непрерывно- действующих отстойных бетонированных резервуарах. Для достижения полноты осветления и обесцвечивания декантируемую из отстойника воду подвергают коагуляции с последующим фильтрованием.

Коагуляция - высокоэффективный процесс разделения гетерогенных систем, в частности, выделение из воды мельчайших глинистых частиц и белковых веществ. Осуществляют коагуляцию введением в очищаемую воду небольших количеств электролитов Al₂(S0₄)₃> FеS0₄ и др. соединений, называемых коагулянтами. Физико-химическая сущность этого процесса в упрощенном виде состоит в том, что коагулянт в воде превращается в агрегат несущих заряд частиц, которые взаимодействуя с противоположно заряженными частицами примесей, обуславливают выпадение нерастворимого коллоидного осадка. Так, А1₂(Б0₄)₃ в результате гидролиза и взаимодействия с солями кальция и магния, растворенными в воде, образует хлопьевидные положительно заряженные частицы А1(0Н)₃

Взаимодействие положительно заряженных частиц гидроокиси алюминия и несущих отрицательный заряд примесей приводит к быстрой коагуляции. Одновременно идет процесс адсорбции на поверхности осадка органических красящих веществ, в результате чего вода обесцвечивается. Обеззараживание воды обеспечивается ее хлорированием или озонированием. Дегазация — удаление из воды растворенных газов достигается химическим способом, при котором газы поглощаются химическими реагентами, например, в случае диоксида углерода:

или физическими способами - термической деаэрацией на воздухе или в вакууме. Одной из основных и обязательных операций водоподготовки технологической воды является ее умягчение.

Схема промышленной водоподготовки

Умягчением называется обработка воды для понижения ее жесткости, т.е. уменьшения концентрации ионов кальция и магния различными физическими, химическими и физико-химическими методами.

При физическом методе воду нагревают до кипения, в результате чего растворимые гидрокарбонаты кальция и магния превращаются в их карбонаты, выпадающие в осадок:

Этим методом удаляется только временная жесткость.

К химическим методам умягчения относятся фосфатный и известково-содовый, заключающийся в обработке тринатрийфосфатом или смесью гидроксида кальция и карбоната натрия. В первом случае протекает реакция образования нерастворимого трикальцийфосфата, выпадающего в осадок:

Во втором случае протекают две реакции. Бикарбонаты кальция и магния реагируют с гидроксидом кальция, чем устраняется временная жесткость: Са(НС0₃)₂ + Са(0Н)₂ = 2 СаС0₃ +2 Н₂0 , а сульфаты, нитраты и хлориды - с карбонатом натрия, чем устраняется постоянная жесткость:

Обессоливание применяется в тех производствах, где к воде предъявляются особо жесткие требования по чистоте, например, при получении полупроводниковых материалов, химически чистыхреактивов, фармацевтических препаратов. Обессоливание воды достигается методом ионного обмена, дистилляцией, электродиализом.

Читайте также: