«Суды дайындаудың физикалық-химиялық тәсілдері»

Мазмұн

2 Дәрістер

Дәріс 1

1. Кіріспе. Энергетикада суды қалай қолданады.

2. Қақ түзілу.

3. Судың сапасы.

4. Таза суды дайындау

4. Суды өңдеу.

Көрсетілген қағидалар келесіде анықталады. Қазіргі кездегі ТЭС және АЭС қондырғылары жоғарғы жылу күшін түсіріуде эксплуатацияланады, ол қызу беткейінде қақтың қалыңдығының қатты шектелуін олардың металының жұмыс компаниясы мерзіміндегі температуралық режим жағдайы боиынша талап етеді. Ондай қақтар электростанциялар циклдеріне сонымен қоса сумен түсетін қоспалардан түзіледі, сондықтан ТЭС және АЭС су жылу тасымалдаушысының жоғарғы сапасын қамтамасыз ету маңызды міндет болып саналады. Жоғарғы сапалы сулы жылу тасымалдауышты пайдалану таза бу алу, қазандық, турбина және конденсат-қанықтырғыш тракт қондырғысының конструктивті материалдар коррозиясының жылдамдығын минилизациялау сұрақтарын шешуді жеңілдетеді.

Электр және жылу энергиясын өндірген кезде пайдаланатын судың сапасына әр түрлі талаптарды қанағаттандыру үшін табиғи суды арнайы физика-химиялық өндеу қажеттілігі туындайды. Бұл су негізінен алғашқы шикізат болып табылады, ол қажетті өңдеуден (тазалаудан) кейін келесі мақсаттарда қолданады:

а) алғашқы зат ретінде қазандықтан, бугенератордан, қайнаған типтегі ядерлы ректордан, буланудан бу түзілгіштерде буды ал үшін;

б) жұмысын бітірген бу турбинасындағы будың конденсациясы үшін;

в) ТЭСжәне АЭС-ң әр түрлі аппаратары мен агрегаттарын суыту үшін;

г) жылу жүйелері мен ыстық сумен қайту жүйесінде АЭС және ВВЭР бірінші контурында жылу тасымалдаушы ретінде ;

Электрстанцияларда пайдаланатын таза суды дайындау үшін табиғи суды тазалаумен қоса сол уақытта пайда болатын ағынды жуынды суды әр түрлі әдістермен утилизациясымен байланысты комплексті сұрақтарды шешу қажет. Мұндай шешім ішетін және өндірістік сумен қамтудың табиғи көздерін ластаудан қорғаудың іс шарасы болып саналады.

Суды өндеудің әдісін тандау, әр түрлі әдістерді қолдану кезінде технологиялық процестің жалпы схемасын құру судың сапасына қойылатын талаптарды анықтау негізінен алғашқы су құрамына, электр станцияларының типімен оның параметірлері негізінен қолданатын қондырғылар (бу қазандықтары, турбина), жылуфикция мен ыстық сумен қамту жүйесіне байланысты.

Суды өндеуді терминалық әдісің қолдану кезінде , әдістің үнемділігі станция схемасына тұзсыздандыру қондырғысы қалай қосылған , сонымен қоса қондырғы сипаты мен параметірлеріне байланысты.

Суды не үшін тазалайды?

Қақ түзілуден қалай қорғануға болады?

Судың сапасы қандай болу қажет?

Таза суды қалай дайындайды?

Суды қалай өңдейді?

2 Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. «Водоподготовка» -М., «Энергия», 1973. –б. 416.

3 Фрог Б.Н., Левченко А.П. «Водоподготовка» Учебн. Пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996. –б. 680.

Дәріс 2

1. Судың тазалау процесі.

2. Суды тазартудың технологиясы

3. Суды тазалау әдістері

4. Коагуляция процесі

Суды алдын-ала тазарту.

Табиғи сулардың құрамында әр түрлі дәрежедегі дисперсті қоспалардың болуы оны бірнеше сатылы тазалау қажеттілігін тудырады. Бірінші сатыда судан колоидты және қатты дисперсті заттар жойылады, келесі сатыда ионды дисперсті заттар мен еріген газ жойылады.

Суды өңдеу технологиялық әдістерінің тандалған реттілігінің жүйелі тәсілі тазалаудың әртүрлі сатыларының техника-экономикалық көрсеткіштерінің оптимизациясы, жеке аппараттар жұмысының автоматизациясы және жалпы су дайындайтын қондырғы жұмысының тұрақтылығын жоғарылату мүмкіндігімен байланысты. Мысалы, табиғи судың құрамындағы органикалық заттар ВПУ анион алмасу бөлігінің нашарлауын тудырады (аниониттер қартаюы, регенерация кезінде сілтілер шығынының жоғарылауы) ал темір қосылыстары ВПУ да қолданылатын аппараттарда мембраналардың улану себебі болуы мүмкін. Қосымша судың колоидты және қатаң дисперсті заттардан эфективті емес тазалау қызудың бетінде қақтың түзілуінің және турбиналардың ағатын бөлігінің элементтерінің коррозиясының себептерінің бірі болып табылады, бұл алдынғы тазалау деп аталатын судың колоидты және қатаң дисперсті қоспаларынан тазалаудың бірінші сатысының маңыздылығын сипаттайды.

Алдын ала тазалау арнайы әдістер арқылы іске асады, оларды реализациялау нәтижесінде арнайы реагенттерді дозалау кезінде кейбір қоспалар судан 0.1-1 мм көлемінде мақта түрінде бөлінеді. Суды алдын ала тазалануының негізгі технологиялық процестері коллоидты қоспалардың коагуляциясы (іріленуі) және әктену болып саналады, олар көбінесе бір жарықтандыру аппаратында суммарлық технологиялық эфектісін жақсарту және ақша шығындарын төмендету мақсатында жиналады. Қатаң дисперсті қоспалардан жарықтандырудан кейін су қосымша тазалау фильтрационды әдіспен жүргізіледі.

Сол арқылы коагуляция процесінде түзілетін (немесе әктенумен біріккен коагуляция) алғашқы қатаң дисперсті қоспалар мен әктен суды тазалау екі сатылы жарықтандыру кезінде жарықтандырғышта тұндыру және фильтрлеу жолымен қол жеткізіледі.

Нәтижесінде жарықтандырғыш құрамында өлшемі 8-12 мг/дм³ төмендейді, ал жарықтандырғыш фильтрінде 1 мг/дм³ қалдық мәнінен төмен жарықтандырғышта тұнып үлгерген жіңішке дисперсті өлшем жойылады. Коагуляция және жарықтандыру процестерін суммарлық реализациясы судың тұнықтығының жоғарылауы мен оның түсізденуі, құрамындағы кремнің және қышқылданудың коллоидты заттардың 50-70% есебінен төмендеуіне әкеледі.

Егер суды ауыр ГДП – н тазарту ауырлық күші әсерімен, уақытты бөлшектер көлемі мен массасымен анықталатын қарапайым тұндрумен жүзеге асырылса, онда коллоидты қоспалар оның ерекше қасиеті есебінен (агрегаттық төзімділік ) судан тек коагуляция әдісімен бөлінуі мүмін.

Материал немесе организм	Бөлшек диаметрі мм	Тұну уақыты	Материал немесе организм	Бөлшек диаметрі мм	Тұну уақыты
Гравий	10	1с	Балшық	0.01	2сағат
Құм	1	10с	Бактерия	0.001	8тәулік
Ұсақ құм	0.1	2мин	Коллодты көлем бөлшегі	0.0001	2жыл

Коагуляция – судан келесіде бөлінумен қатаң диперсті макрофаза түзілуімен молекулярлы тартылу күшінің әсерімен коллоидты бөлшектер жабысудың физика–химиялық процесі. Суды дайындау тәжірибесінде коагулция негізінде суды коллоидты заттардан сонымен бір уақытта қатты дисперсті қоспалардан және өңделетін суға арнайы реагент – коагулянтты дозалау жолымен суды түссіздендірумен тазалауды түсінеді.

2. Суды тазартудың технологиясы туралы айтып бер.

3. Суды тазалау әдістері қандай болады?

4. Коагуляция процесі дегеніміз не?

2 Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. «Водоподготовка» -М., «Энергия», 1973. –б. 416.

3 Фрог Б.Н., Левченко А.П. «Водоподготовка» Учебн. Пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996. –б. 680.

Дәріс 3

1. Ион алмасу технологиясы

2. Иониттер құрылымы

3. Иониттерді алу тәсілі

4. Ионның көлем элементтерінің құрылымы
Суды дайындаудың соңғы стадиясы, яғни ерігіш қоспаларды толығымен жою оның иондық құрылымының өзгерісімен байланысты. Ол ионалмасу технологиясы мен сонымен бірге мембраналық немесе термиялық тәсілдермен іске асырылады. Иондық алмасудың маңызы арнайы материалдардың, иониттердің керекті бағытта өңделетін судың иондық құрамын өзгерту қабілеттілігі. Иониттар ерімейтін жоғарғы молекулалық заттар және онда арнайы функционалдық топтардың болуы иондық алмасу реакциясына қабілеттілігін көрсетеді. Заряд белгісі бойынша катиониттер және аниониттер деп бөлінеді. Иониттер ерімейтін қатты негіз, яғни матрицадан тұрады. Олар стиролдан -СН =СН₂ және дивенилбензолдан тұрады. СН₂-СН- - СН-СН₂ . матрицаны суға салғанда мұздың полярлық молекулалары әрекеттесіп көлемін 1,1 -2 –ге дейін өзгертеді. Ол синтез аяқталғаннан кейін және матрица ионитқа айналған соң әрекеттеседі. Иондардың өзара диффузиясына мүмкіндік береді. Кейбір типтегі иониттерді поликонденсация әдісімен алады. Содан соң механикалық ұсатылады, соның нәтижесінде осындай иониттер түйіршіктері дұрыс формада болады. Алынған матрицаны химиялық реагенттермен өңдеп арнайы функционалдық топтарды оған жабыстырады. Олар бензолдық сақинадағы сутегі иондарын алмастырады, ерітіндіде дисоциациялануға қабілетті болады.

Матрицада белгіленген ион зарядтың белгіленуін көрсетеді және ол потенциал түзгіш деп аталады. Әдетте белгіленген иондағы матрица R символымен, ал қарсы иондарды химиялық символдармен белгілейді. Осындай символдар пайдаланылатын типтік катиондік алмасу реакциясы келесідей жазылады. 2RNa +Ca²⁺ + 2 Cl(R₂Ca+2Na⁺+2Cl^- ерітіндіден катионит тат түзгіш кальций ионын Na⁺ ионына айырбастап бойына сіңіреді, сол сияқты аниониттағы анион алмасу реакциясын жазуға болады.

2-сурет. Ионның көлем элементтерінің құрылымы

1-матрица; 2-потенциал түзуші ион;

3-дифузиялық қабат; а – катионит; б-анионит

1. Ион алмасу технологиясы туралы айтып бер.

2. Иониттер құрылымы қандай?

3. Иониттерді алу тәсілдерін ата.

4. Ионның көлем элементтерінің құрылымын айтып бер.
Қолданылған оқулықтар
1 Гурвич С.М. «Водоподготовка» М. –Л., Госэнергоиздат, 1961 –б 240.

2 Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. «Водоподготовка» -М., «Энергия», 1973. –б. 416.

3 Фрог Б.Н., Левченко А.П. «Водоподготовка» Учебн. Пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996. –б. 680.