Производство неорганических веществ ВОДА В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Производство неорганических веществ ВОДА В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Роль воды: В технологических процессах: • растворитель твердых, жидких и газообразных веществ; • среда для осуществления физических и механических процессов (флотация, транспортировка твердых материалов в виде пульпы и др. ); • промывная жидкость для газов; • экстрагент и абсорбент различных веществ. В энергетических потоках: • Теплоноситель (в виде горячей воды и пара) • Хладоагент для охлаждения аппаратуры. В материальных потоках: Сырьё и реагент для производства различной химической продукции (например, водорода, ацетилена, серной и азотной кислот и др. )

Источники воды Масштабы потребления воды химической промышленностью зависят от типа производства и колеблются в широких пределах. Расходные коэффициенты по воде (в м 3 на тонну продукции) составляют: для азотной кислоты 200, вискозного волокна 1200, аммиака 1500, синтетического каучука 1600, капронового волокна 2500. Общее количество воды на Земле составляет 1, 4· 1018 тонн Общие запасы пресной воды (ледники, озёра, реки…) - 2, 5 -3% Доступные запасы пресной воды 0, 2 -0, 4% Схемы водооборота (в зависимости от изменений, которые претерпевает вода в процессе производства): 1. Вода только нагревается и должна быть перед возвратом охлаждена в градирнях или бассейнах; 2. Вода только загрязняется и должна быть перед возвратом очищена в специальных очистных сооружениях; 3. Вода нагревается и загрязняется.

Классификация вод По происхождению: Атмосферные Поверхностные, в т. ч. морские Подземные По степени минерализации: Пресные <1 г/л Солоноватые 1 -3 г/л Засоленые 3 -10 г/л Солёные >10 г/л По р. Н: Щелочные >11 Слабощелочные 8 -10 Нейтральные 7 Слабокислые 4 -6 Кислые <4 По жёсткости: Очень мягкие <1, 5 Мягкие 1, 5 -3 Умеренно жёсткие 3 -6 Жёсткие 6 -9 Очень жёсткие >9

Основные примеси 1. Газы (O 2, CO 2, H 2 S) – коррозионная активность 2. Взвешенные вещества – невозможность питьевого и энергетического применения 3. Органика – влияет на органолептические свойства 4. Ионные примеси (карбонатные/гидрокарбонатные, хлоридные, сульфатные) – невозможность питьевого, технологического и энергетического применения 5. Биологические загрязнения (гидробионты, гидрофлора, бактерии, вирусы) – невозможность питьевого, технологического и энергетического применения

Показатели качества 1. 2. 3. 4. Физические Химические Бактериологические Биологические Требования к качеству определяются целью использования. Вода бывает: хозяйственно-питьевая для охлаждения для паро-силового оборудования технологическая сельско-хозяйственного назначения

Методы очистки воды Выбор метода определяется требованиями к качеству и группами примесей Группы примесей: 1. Взвешенные вещества и бактерии 2. Гидрофильные/гидрофобные коллоиды, ВМС, ПАВ 3. Молекулярные растворы 4. Электролиты

Очистка воды Методы очистки воды Осветление Обеззараживание Физические способы Умягчение Химические способы Физико-химические способы Дегазация Обессоливание Дистилляция Вымораживание Термообработка Фосфатный Известково-содовый Ионный обмен Физические способы Химические способы Физико-химические способы Дистилляция Обратный осмос (гиперфильтрация) Ионный обмен Электродиализ

Диаграмма выбора метода обессоливания (опреснения) воды

Химическое умягчение воды Фосфатный метод: 3 Ca. SO 4 + 2 Na 3 PO 4 = 3 Na 2 SO 4 + Ca 3(PO 4)2 Известково-содовый: устранение временной жесткости Ca(HCO 3)2 + Ca(OH)2 = 2 Ca. CO 3 + 2 H 2 O устранение постоянной жесткости Ca. SO 4 + Na 2 CO 3 = Ca. CO 3 + Na 2 SO 4

Обессоливание воды Водозабор Катионитовый фильтр 1 ступени Отстойник грубой очистки Анионитовый фильтр 1 ступени Смесителькоагулятор Дегазатор Катионитовый фильтр 2 ступени Промежуточный накопитель Анионитовый фильтр 2 ступени Осветлитель Катионитовый фильтр 3 ступени Фильтр Анионитовый фильтр 3 ступени