2. Технологическая схема теплоэлектроцентрали
3. Топливно-транспортный цех
4. Мазутное хозяйство. Цели и задачи
5. Виды топлива. Энергетическая ценность. Влияние состава топлива на производительность ТЭЦ. Охрана окружающей среды и обеспечение заданных технологических параметров топочного устройства
6. Химический цех. Процессы водоподготовки
7. Осветление и умягчение воды
8. Принцип действия коагулянта и флокулянта
9. Ионообменная очистка вод
10. Общие сведения о ТЭЦ-2
11. Технологическая схема водоподготовки на ТЭЦ-2
теплоэлектроцентраль коагулянт флокулянт
1. Общие сведения о ТЭЦ
Тепловая электростанция (ТЭС) — энергопредприятие, предназначенное для преобразования химической энергии органического топлива (каменного угля, мазута, природного газа, сланцев и др.) в электрическую энергию. Тепловые электростанции в свою очередь подразделяются на теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и на государственные районные электрические станции (ГРЭС).
ТЭЦ является энергетическим предприятием, предназначенным для выработки и отпуска производственным и коммунально-бытовым потребителям двух видов энергии: тепловой — в виде горячей воды или водяного пара — и электрической. ГРЭС является энергетическим предприятием, предназначенным для отпуска только одного вида энергии — электрической. Поскольку на ТЭЦ вырабатывается два вида энергии, а на ГРЭС — один, технологический процесс и соответственно оборудование на ТЭЦ сложнее, чем на ГРЭС. Промышленные и отопительные котельные предназначены для теплоснабжения соответственно промышленных и коммунально-бытовых потребителей тепловой энергией, получаемой за счет сжигания в котлоагрегатах органического топлива.
2. Технологическая схема теплоэлектроцентрали
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)- электрические станции с комбинированной выработкой электрической энергии и тепла. Они характеризуются тем, что тепло каждого килограмма пара, отбираемого из турбины, используется частично для выработки электрической энергии, а затем у потребителей пара и горячей воды.
Рассмотрим принципиальную технологическую схему ТЭЦ (рис.1), характеризующую состав ее частей, общую последовательность технологических процессов.
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема ТЭЦ
В состав ТЭЦ входят топливное хозяйство (ТХ) и устройства для подготовки его перед сжиганием ( ПТ).
Топливное хозяйство включает приемно-разгрузочные устройства, транспортные механизмы, топливные склады, устройства для предварительной подготовки топлива (дробильные установки).
Технологический процесс устройства ленточного фундамента
... заглубленный ленточный фундамент. Мелкозаглубленный и заглубленный ленточный монолитный фундамент представляют собой горизонтальную жесткую железобетонную раму, которая ... как правило, на пучинистых грунтах. Также устройство заглубленного фундамента необходимо, если в доме планируется ... работ. Промышленные здания и сооружения передают нагрузку от своей массы, включая полезную нагрузку, через фундаменты ...
Продукты сгорания топлива — дымовые газы отсасываются дымососами (ДС) и отводятся через дымовые трубы (ДТр) в атмосферу. Негорючая часть твердых топлив выпадает в топке в виде шлака (Ш), а значительная часть в виде мелких частиц уносится с дымовыми газами. Для защиты атмосферы от выброса летучей золы перед дымососами устанавливают золоуловители (ЗУ).
Шлаки и зола удаляются обычно на золоотвалы. Воздух, необходимый для горения, подается в топочную камеру дутьевыми вентиляторами. Дымососы, дымовая труба, дутьевые вентиляторы составляют тягодутьевую установку станции (ТДУ).
Перечисленные выше участки образуют один из основных технологических трактов — топливно-газовоздушный тракт.
Второй важнейший технологический тракт паротурбинной электростанции- пароводяной, включающий пароводяную часть парогенератора, тепловой двигатель (ТД), преимущественно паровую турбину, конденсационную установку, включая конденсатор (К) и конденсатный насос (КН), систему технического водоснабжения (ТВ) с насосами охлаждающей воды (НОВ), водоподготовительную и питательную установку, включающую водоочистку (ВО), подогреватели высокого и низкого давления (ПВД и ПНД), питательные насосы (ПН), а также трубопроводы пара и воды.
В системе топливно-газовоздушного тракта химически связанная энергия топлива при сжигании в топочной камере выделяется в виде тепловой энергии, передаваемой радиацией и конвекцией через стенки металла трубной системы парогенератора воде и образуемому из воды пару. Тепловая энергия пара преобразуется в турбине в кинетическую энергию потока, передаваемую ротору турбины. Механическая энергия вращения ротора турбины, соединенного с ротором электрического генератора (ЭГ), преобразуется в энергию электрического тока, отводимого за вычетом собственного расхода электрическому потребителю.
Тепло проработавшего в турбинах рабочего тела можно использовать для нужд внешних тепловых потребителей (ТП).
Потребление тепла происходит по следующим направлениям:
1. Потребление для технологических целей;
2. Потребление для целей отопления и вентиляции жилых, общественных и производственных зданий;
3. Потребление для других бытовых нужд.
В состав ТЭЦ входят следующие подразделения, которые на конкретных ТЭЦ выделены в цехи, отделения или участки (в данных рекомендациях условно все подразделения рассматриваются на уровне цеха): топливно-транспортный, котельный, турбинный, химический, ремонтно-строительный, ремонтно-механический, электроцех, цех тепловой автоматики и измерений.
3. Топливно-транспортный цех
Назначение цеха — прием и хранение топлива, перелив жидкого топлива в баки, обеспечение котельного цеха топливом, зачистка мазутных баков, баков с дизельным топливом, сбор проливов мазута, транспортные и хозяйственные работы. На некоторых ТЭЦ цех осуществляет сбор и сдачу металлического лома, накапливаемого на территории.
Для разгрузки и складирования топлива на балансе цеха может числится авто- и железнодорожный транспорт.
Для хранения мазута предназначены специальные резервуары и баки объемом от 100ч500 м3 до 1850ч10000 м3. Эти емкости должны подвергаться зачистке с периодичностью 1 раз в 5 — 10 лет каждая.
Понятие и виды топлива
... лигроин, керосин, соляровое масло и отходы - мазут, которые используют в промышленности. Целью данного реферата является разобрать сущность топлива, его разновидности, его применение, а также рассмотреть ... в природе, и искусственным, получаемым переработкой естественного. Топливо состоит из горючей и негорючей частей. В твердом топливе горючая часть содержит пять элементов: углерод, водород, серу, ...
На отдельных ТЭЦ в состав цеха включают установку очистки поверхностных стоков от взвешенных веществ и нефтепродуктов.
Образование отходов в цехе обусловлено выполнением операций, связанных с зачисткой мазутных баков, решеток фильтров очистки мазута, переливом мазута и масла в емкости, использованием масел, регенерацией фильтров очистки природного газа, очисткой поверхностных сточных вод, а также эксплуатацией транспортных средств.
4. Мазутное хозяйство. Цели и задачи
Основное назначение мазутного хозяйства ТЭЦ — обеспечение бесперебойной подачи к котлам подогретого и отфильтрованного мазута в необходимом количестве и с соответствующим давлением и вязкостью. Необходимое количество мазута определяется нагрузкой котлов. Давление в линиях подачи мазута и его вязкость определяются режимами форсунок.
Работа котельных на мазуте осуществляется очень редко (в периоды ограничения потребления газового топлива), поэтому его обновление растягивается на длительное время. При длительном хранении мазут постепенно ухудшает свои качества и создает дополнительные технические сложности эксплуатационному персоналу.
Так как мазут топливо достаточно дорогостоящее, крупные электростанции работает на газе, а жидкое топливо — мазут используется как резервное. Режим работы мазутного хозяйства предусмотрен как аварийно-растопочный, при ограничении подачи газа, во время аварийной ситуации на газовом оборудовании растопка котлов производится топочным мазутом.
Мазутное хозяйство предназначается для следующих работ:
- приём железнодорожных цистерн с мазутом;
- разогрев вагонов-цистерн;
- слив мазута из цистерн;
- хранение мазута в резервуарах;
- подготовка и обработка мазута перед подачей его к насосам и форсункам;
- учёт потребляемого мазута;
- Мазутное хозяйство может работать в двух режимах — в холодном или горячем резерве.
Холодный резерв — это, когда оборудование мазутонасосной остановлено и лишь, в зависимости от продолжительности простоя, периодически включается схема внутренней циркуляции для поддержания температуры в резервуарах мазута в пределах от 300 С до 800 С.
Горячий резерв — мазутопроводы заполнены мазутом и осуществляется постоянный проток мазута подогретого до Т = 750 до 800 С по главному напорному мазутопроводу, мазутному кольцу котельного отделения, трубопроводу рециркуляции (возврата) в зависимости от выбранной схемы.
Выбор схемы мазутоснабжения котельной находится в зависимости от ряда местных условий: рельефа территории, ёмкости резервуаров, способа подачи мазута из топливохранилища к форсункам котельной и других.
При разогреве мазута в открытом расходном баке во избежание вспенивания его температура не должна превышать 900 С. Подогрев мазута, подаваемого в форсунки, производится в отдельно стоящих подогревателях. Подачу топлива из складских резервуаров к форсункам, как правило, рекомендуется осуществлять с непрерывной циркуляцией мазута. При этом часть мазута, не менее 50% от расхода на все рабочие котлы, возвращается в резервуары и служит для разогрева мазута в них.
Рис.2. Классификация мазутных хозяйств по назначению.
Основное мазутное хозяйство сооружается на тепловых станциях, для которых мазут является основным видом сжигаемого топлива, а газ сжигается как буферное топливо в период сезонных его избытков.
Резервное создаётся на тепловых станциях, где основным топливом является газ, а мазут сжигается в период его отсутствия (как правило, в зимнее время).
Аварийное мазутное хозяйство предусматривается на станциях, для которых основной и единственный вид топлива — газ, а мазут используется только при аварийном прекращении его подачи.
Растопочное мазутное хозяйство имеется на всех электростанциях, использующих твёрдое топливо при камерном способе сжигания. Мазут служит для растопки и подсвечивания факела в топках котлов. В случае установки на таких электростанциях газомазутных пиковых водогрейных котлов их мазутное хозяйство объединяется с растопочным.
5. Виды топлива. Энергетическая ценность. Влияние состава топлива на производительность ТЭЦ. Охрана окружающей среды и обеспечение заданных технологических параметров топочного устройства
Основными видами топлива, используемого на теплоэлектроценталях, являются природный газ, каменный уголь и мазут. В настоящее время стоимость 1 тонны каменного угля в большинстве случаев является самой низкой по сравнению с мазутом и газом.
Удельная теплота сгорания угля в сравнении с другими веществами
|
Вещество |
Удельная теплота сгорания, МДж/кг. |
|
|
Порох |
2,9 — 5,0 |
|
|
Торф |
8,1 |
|
|
Дрова (березовые, сосновые) |
10,2 |
|
|
Уголь бурый |
15,0 |
|
|
Метанол |
22,7 |
|
|
Спирт этиловый |
25,0 |
|
|
Уголь каменный |
29,31 (7000 ккал/кг) |
|
|
Уголь древесный |
31,0 |
|
|
Мазут |
39,2 |
|
|
Нефть |
41,0 |
|
|
Дизельное топливо |
42,7 |
|
|
Керосин |
43 |
|
|
Бензин |
44,0 |
|
|
Этилен |
48,0 |
|
|
Пропан |
47,54 |
|
|
Метан |
50,1 |
|
|
Водород |
120,9 |
|
Главными проблемами при сжигании органического топлива является загрязнение окружающей среды окислами азота, серы, золой. Также велико влияние ТЭЦ на парниковый эффект вследствие выбросов углекислого газа.
Показатели загрязнений окружающей среды зависят от вида применяемого на ТЭЦ топлива. Очевидно, что для оценки экологичности теплоэнергетики важное значение имеет структура топливного баланса тепловых электростанций. В топливном балансе ТЭЦ во всем мире в целом доминирующее положение занимает уголь. Так, уголь составляет свыше 70% топлива, потребляемого в электроэнергетике в странах-членах организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР).
Хотя в России угля сжигается меньше, чем природного газа, именно уголь, при существующих способах его сжигания, определяет в основном негативные экологические эффекты. Кроме того, сжигаемый на тепловых электростанциях России энергетический уголь как правило имеет низкое качество: высокая зольность и влажность угля при практическом отсутствии обогащения вызывают значительные технические и экологические трудности при его сжигания в котлах.
На долю ТЭЦ в России приходится примерно 14% объема загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от промышленных предприятий и транспорта.
Ключевыми направлениями в России по снижению выбросов в атмосферу являются:
Ш Повышение энергоэффективности предприятий теплоэнергетики.
Ш Расширение использования возобновляемых источников энергии.
Ш Улучшение качества сжигаемого топлива (например, сжигание угля и мазута с низким содержанием серы) и использование экологически более чистого вида топлива.
Ш Применение новых технологий сжигания органического топлива.
Ш Использование технологических методов подавления образования оксидов азота в топках котлов.
Ш Очистка дымовых газов от загрязняющих веществ.
Ш Снижение неконтролируемых выбросов.
Особое внимание уделяется борьбе за сокращение основных видов загрязняющих веществ: оксидам азота, диоксиду серы и золе. В частности, для снижения выбросов оксидов азота могут применяться как технологические мероприятия, так и различные технологии очистки дымовых газов. В качестве основного способа снижения выбросов NOx предусматриваются технологические методы подавления образования оксидов азота. Сущность технологических методов подавления образования оксидов азота заключается в организации процесса сжигания топлива в топках таким образом, чтобы снизить скорость протекания реакций образования NOx и создать условия для реакций по разложению уже образовавшихся NOx. На интенсивность образования оксидов азота влияют в основном два фактора: избытки воздуха и уровень температур в топке котла. Технологические методы направлены на воздействие на указанные факторы.
Технологии подавления образования оксидов азота различаются в зависимости от типа сжигаемого топлива и конструктивных особенностей котлов. Поскольку комбинация различных методов подавления образования оксидов азота позволяет достигнуть более высоких показателей эффективности, в случае необходимости следует применять указанные методы в сочетании друг с другом.
В настоящее время на ТЭЦ могут быть применены две технологии:
— Технология селективно-каталитического восстановления (СКВ) до молекулярного азота в присутствии катализаторов. Установки СКВ встраиваются в газовый тракт котлов или устанавливаются после золоочистки с предварительным подогревом дымовых газов.
Технология селективно-некаталитического восстановления (СНКВ) до молекулярного азота. Установки СНКВ обеспечивают эффективность очистки до 40-50%.
Основными мерами снижения выбросов твердых частиц в атмосферу, осуществляемыми на ТЭЦ, следующие:
1. Замена существующих типов золоуловителей с низкой степенью улавливания (батарейные циклоны, мокрые золоуловители старых конструкций) на более эффективные (электрофильтры, эмульгаторы и др.).
2. Реконструкция электрофильтров и модернизация мокрых золоуловителей с целью повышения их эффективности.
3. Строительство новых типов электрофильтров ЭГА и ЭГБ с увеличенной площадью активного сечения, применение новых режимов электропитания и встряхивания полей, автоматизацией процессов золоулавливания.
4. Интенсификация процессов улавливания в мокрых золоуловителях с коагуляторами Вентури путем перевода их на режим интенсивного орошения.
5. Изменение топочного режима котла.
6. Химический цех. Процессы водоподготовки
Жидкость, используемая в теплоэнергетике, подлежит обязательному очищению как перед ее применением, так и после него. Прохождение через очистительные сооружения позволяет защитить трубы и котлы от возникновения коррозий, образования накипи, а также обеззаразить стоки для дальнейшего их возврата в окружающую среду. Только специалист сможет определить этапы и что применяется для водоподготовки на ТЭЦ после полного химико-биологического анализа. Это позволит выявить необходимость использования определенных реагентов и составить оптимальную схему очистительного сооружения.
На сегодняшний день цель реконструкции системы химической водоподготовки ТЭЦ заключается в получении более качественного сырья при минимальной затрате средств. Учеными предлагаются новые способы фильтрации жидкости, применение безопасных окислителей и нейтрализаторов.
Назначением химического цеха является обеспечение качества технической воды, исходной воды, забираемой из водотоков (водоемов), для подготовки растворов и использования их в системе очистки котлов и поверхностей нагрева, для обеспечения очистки сточных вод от взвешенных веществ и качества очистки стоков на выпусках в открытые водные объекты.
Химическая очистка воды осуществляется в несколько ступеней и включает предварительное ее осветление в осветлителях с применением коагулянта и флокулянта, пропускание через механические катионитовые и анионитовые фильтры. Материал загрузки механических фильтров — кварцевый песок, антрацит; ионитовых фильтров -сульфоуголь (СК-01, СК-2), катиониты КУ-2 и КУ-2-8 в Na-форме, анионит АВ-17-8 и др.
7. Осветление и умягчение воды
Перед тем, как вода поступит в осветлители, необходимо пропустить её через песколовки. В основном на ТЭЦ используются горизонтальные песколовки, которые рассчитаны на задержание песка размером 0.25 мм, что составляет 65% всего количества песка в сточных водах (рис.3).
Рис. 3. Схема горизонтальной песколовки
Далее очищенная от крупного песка вода поступает в отстойники-осветлители, представляющие собой железобетонный резервуар с коническим днищем для вывода выпадающего осадка.
Широко применяют отстойник-флокулятор. Внутри отстойника имеется камера флокуляции, в которую через центральную трубу поступает сточная вода. В камере флокуляции происходит эжекция воздуха, частичное окисление органических веществ, хлопьеобразование и сорбция загрязнений. В отстойной зоне вода проходит через слой взвешенного осадка, где задерживаются мелкодисперсные примеси. Выпавший осадок удаляется под действием гидростатического напора.
Рис.4. Схема осветлителя
Далее чтобы избежать быстрого износа оборудования, необходимо избавиться от жесткости воды. Наиболее эффективным способом борьбы с высокой жесткостью является применение автоматических фильтров-умягчителей. В основе их работы лежит ионообменный процесс, при котором растворенные в воде «жесткие» соли заменяются на «мягкие», которые не образуют твердых отложений.
На электростанциях с открытой системой теплоснабжения согласно схеме рис. 4 вода подвергается содоизвесткованию и коагуляции в осветлителе и собирается в бак осветленной воды, откуда насосами подается на механический фильтр и далее сверху и снизу на двухпоточно-противоточный водород-катионитный фильтр, глубокоумягченная вода отбирается из средней дренажной системы.
Рис. 4. Схема умягчения с утилизацией стоков (ТЭЦ с открытой системой водоснабжения)
1 — осветлитель обессоливающей установки; 2 — бак осветленной воды; 3 — насос осветленной воды; 4 — двухпоточно-противоточный водород-катионитный фильтр; 5 — бак отработавшего раствора кислоты и взрыхляющих вод обессоливающей установки; 6 — насос перекачки отработавших вод в осветлитель; 7 — декарбонизатор; 8 — бак декарбонизированной воды; 9 — насос декарбонизированной воды; 10 — исходная вода; 11 — умягченная вода на обессоливание; 12 — взрыхляющие воды обессоливающей установки; 13 — раствор кислоты;14 — шлам; 15 — растворы соды, извести и коагулянта
8. Принцип действия коагулянта и флокулянта
Осветление — это устранение мутности воды путем снижения в ней содержания взвешенных примесей. Мутность природной воды, особенно поверхностных источников в паводковый период, может достигать 2000-2500 мг/л (при норме для воды хозяйственно-питьевого назначения не более 1,5 мг/л).
Взвешенные в воде примеси обладают различной степенью дисперсности — от грубых, быстро оседающих частиц до мельчайших, образующих коллоидные системы. В табл. 1. приведены скорости осаждения частиц различной степени дисперсности при температуре 100 °С.
табл.1. скорость осаждения частиц различной степени дисперсности.
|
Диаметр частицы, м |
Наименование частицы |
Скорость осаждения, мм\с |
Время осаждения на глубину 1 м |
|
|
10-2 |
Крупный песок |
100 |
10 с |
|
|
10-3 |
Мелкий песок |
8 |
2 мин |
|
|
10-4 |
Ил |
0,154 |
2 ч |
|
|
10-5 |
Глина |
0,00154 |
7 дней |
|
Тонкодисперсные коллоидные частицы, обладая одноименным электрическим зарядом, взаимно отталкиваются и вследствие этого не могут укрупняться и выпадать в осадок. Одним из наиболее широко применяемых на практике способов снижения в воде содержания тонкодисперсных примесей является их коагулирование с последующим осаждением и фильтрованием. Сущность процесса коагулирования заключается в следующем.
В исходную воду вводят специальные вещества, называемые коагулянтами. Особенность этих веществ заключается в том, что они имеют противоположный по отношению к коллоидным частицам заряд. При добавлении в воду коагулянтов происходит постепенное снижение электролитического потенциала отдельных коллоидных частиц. Под действием сил молекулярного притяжения эти частицы начинают слипаться, укрупняться и выпадать в осадок. Коагуляция завершается образованием видимых невооруженным глазом хлопьев и отделением их от жидкой среды. Оседающие хлопья при движении адсорбируют на своей поверхности взвешенные примеси. Таким образом, по мере осаждения хлопьев происходит постепенное осветление воды. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий А2(SО4)3, железный купорос FеSО4 и хлорное железо FеСl3.
Необходимая для осветления воды доза коагулянта зависит от ее мутности, водородного показателя и времени отстаивания; на практике подбирается опытным путем и чаще всего составляет 60-120 мг/л. Коагулянт вводят в обрабатываемую воду в виде раствора. Сухой коагулянт вначале растворяют в специальных емкостях, а затем дозируют в обрабатываемую воду. Для улучшения эффекта осветления и уменьшения расхода коагулянта его следует хорошо и быстро (в течение 1-3 мин) перемешать с водой. Для этого применяются специальные смесительные устройства. Из смесителей вода поступает в камеры реакций, где в течение 20-40 мин происходит процесс хлопьеобразования.
Однако же в мировой практике реагентной очистки воды наметилась тенденция перехода от использования традиционных коагулянтов(сульфатов и хлоридов аляминия и железа) к современным флокулянтам, которые до сих пор применялись в сочетании с названными коагулянтами и, как правило, использовались для снижения дозы последних.
К флокулянтам относятся природные и синтетические водорастворимые органические полимеры неионногенного, катионного, анионного и амфотерного типов, которые способствуют эффективному отделению дисперсной твердой фазы от жидкой, то есть воды.
Неионногенные полимеры — полимеры, содержащие неионногенные группы, например, -ОН(крахмал, оксиэтилцеллюлоза и др.).
Анионные — полимеры, содержащие анионные группы -СООН; SO3H; HSO4(активная кремниевая кислота, полиакрилат натрия и т.д.).
Катионные — полимеры, содержащие катионные группы — Np, -NH(полиэтиленимин и др.).
Амфотерные — полимеры, содержжащие одновременно анионные и катионные группы(полиакриламид, белки и др.).
Процесс флокуляции следует рассматривать как образование хлопьев при взаимодействии компонентов двух разнородных систем: макромолекул растворимых полимеров(флокулянтов) и частиц коллоидных растворов и суспензий с четкой поверхностью раздела фаз.
Флокуляция обусловлена сорбцией одной и той же макромолекулы на двух или более частицах с образованием между ними «мостиков», что и приводит к возникновении в дисперсии крупных, быстро седиментирующихся агрегатов.
Дозы флокулянтов значительно ниже доз коагулянтов.
Скорость и эффективность процесса флокуляции зависят от состава сточных вод, их температуры, интенсивности перемешивания и последовательности введения коагулянтов и флокулянтов.
Минимизация доз химических реагентов при переходе на использование флокулянтов, частично или полностью исключает многие проблемы, обусловленные применением коагулянтов:
- § Уменьшаются затраты на доставку и хранение реагентов;
- § Повышаются эксплуатационные характеристики оборудования, сооружений и коммуникаций за счет снижения коррозионного действия реагентов;
- § Снижаются затраты на хранение и переработку меньшего количества образующегося осадка;
- § Исключается попадание в водопровод и водоемы токсичного алюминия, улучшаются условия труда рабочих.
9. Ионообменная очистка
Ионообменный метод очистки воды применяют для обессоливания и очистки воды от ионов металлов и других примесей. Сущность ионного обмена заключается в способности ионообменных материалов забирать из растворов электролита ионы в обмен на эквивалентное количество ионов ионита.
Очистку воды осуществляют ионитами — синтетическими ионообменными смолами, изготовленными в виде гранул размером 0,2…2 мм. Иониты изготовляют из нерастворимых в воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион (катион или анион), который при определенных условиях вступает в реакцию обмена с ионами того же знака, содержащимися в воде. Различают сильно- и слабокислотные катиониты (в Н+- или Na+- форме) и сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН- или солевой форме), а также иониты смешанного действия. Основополагающим фактором кинетики процесса является скорость ионообмена между ионами воды и омываемой частицей смолы. На наружной поверхности омываемой частицы образуется неподвижная водяная пленка, толщина которой зависит от скорости потока очищаемой воды и размеров зерна смолы. Ион, который стремится попасть внутрь частицы смолы, в функциональную группу, должен диффундировать из воды через пленку, пройти через граничную поверхность частицы и внутри смолы в растворе набухания устремиться к ассоциации с функциональной группой. Диффузия ионов через пленку является важнейшим этапом процесса.
Избирательное поглощение молекул поверхностью твердого адсорбента происходит вследствие воздействия на них неуравновешенных поверхностных сил адсорбента.
Ионообменные смолы имеют возможность регенерации. После истощения рабочей обменной емкости ионита он теряет способность обмениваться ионами и его необходимо регенерировать. Регенерация производится насыщенными растворами, выбор которых зависит от типа ионообменной смолы. Процессы восстановления, как правило, протекают в автоматическом режиме.
Метод ионного обмена основан на применении катионитов и анионитов, сорбирующих из обрабатываемых сточных вод катионы и анионы растворенных солей. В процессе фильтрования обменные катионы и анионы заменяются катионами и анионами, извлекаемыми из сточных вод. Это приводит к истощению обменной способности материалов и необходимости их регенерации.
Наибольшее практическое значение для очистки сточных вод приобрели синтетические ионообменные смолы — высокомолекулярные соединения, углеводородные радикалы которых образуют пространственную сетку с фиксированными на ней ионообменными функциональными группами. Пространственная углеводородная сетка называется матрицей, а обменивающиеся ионы — противоионами. Каждый противоион соединен с противоположно заряженными ионами, называемыми анкерными. Реакция ионного обмена протекает следующим образом:
RSO3H + NaCl = RSO3Na + HCl,
при контакте с катионитом, где R — матрица, Н — противоион, SO3 — анкерный ион;
ROH + NaCl = RCl + NaOH,
при контакте с анионитом.
В зависимости от вида и концентрации примесей в воде, требуемой эффективности очистки используют различные схемы ионообменных установок.
10. Общие сведения о ТЭЦ-2
Барнаульская ТЭЦ-2 — крупное энергетическое предприятие в Барнауле. Барнаульский филиал ОАО «Кузбассэнерго». Оно находится в Октябрьском районе города. Основной задачей на данное время является снабжение электроэнергией и теплом почти половины города Барнаула — в основном центральной части.
В 1950 году Советом Министров СССР было принято решение о строительстве в Барнауле ТЭЦ-2. В 1955 году были введены 3 первых котла производительностью по 170 тонн пара в час и 3 турбины суммарной мощностью 75 МВт.
В 1990-х годах часть котлов были переведены на природный газ.
В настоящее время на предприятии работает около 1000 человек.
11. Технологическая схема водоподготовки на ТЭЦ-2
Водоподготовка на ТЭЦ-2 представляет собой очищение речной воды, которая идет для подпитывания турбин.
Вначале сточные воды посредством насосов поступают в турбинный цех, где разогреваясь до 300 С, поступают далее в химический цех. В химическом цеху сточные воды проходят очиску:
В механических фильтрах осветветленная вода сначала поступает в:
Обессоленная вода снова поступает в турбинный цех.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kontrolnaya/teploelektrotsentrali/
1. Справочник химика-энергетика / Под ред. СМ. Гурвича, т.1. Водоподготовка и водный режим парогенераторов. М.: Энергия, 1972. 456 с.
5. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов тепловых электростанций. Учебник для вузов / Л.А. Рихтер, Э.П. Волков, В.Н. Покровский. Под ред. П.С. Непорожнего. М.: Энергоиздат, 1981. 296 с.
3. 19. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1971. 456 с.
4. Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. М.: Стройиздат, 1980. 128 с.
5. Гольстрем В.А., Иваненко А.С. Справочник энергетика промышленных предприятий. Киев: Техника, 1987. 463 с.
6. Сборник удельных показателей образования отходов производства и потребления. М. ГК РФ по охране окруж. среды, 1999.
7. Безопасное обращение с отходами. Сборник нормативно-методических документов. СПб.: РЭЦ Петрохим-технология, Фирма «Интеграл», 2000 г., 461 с.
8. Лазуткина Ю.С., Сомин В.А., Полетаева М.А., Горелова О.М., Сартакова О.Ю. Методические указания к лабораторной работе “Осаждение взвешенных частиц в песколовках и отстойниках” по курсу “Технология водоподготовки и очистка сточных вод” для студентов специальностей 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» очной и заочной форм обучения/Алт.гос.техн.ун-т им. И.И.Ползунова. -Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010.-16 с.
9. О.Ю. Сартакова, О.М. Горелова, М.А. Полетаева, В.А. Сомин, Ю.С. Лазуткина. Изучение процессов коагуляции и флокуляции. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Технология водоподготовки и очистки сточных вод» для студентов специальности 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» / АлтГТУ им. И.И.Ползунова. — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. — 13 с.
