Термиялық тазалау

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны:

I
Кіріспе
3
II
Негізгі бөлім
5
1
Термиялық тазалау туралы негізгі мәліметтер
5
2
Дистелдеу әдісі
8
3
Физикалық әдістермен булағыш қондырғыларда қақтануды болдырмау
11
3.1
Булағыш қондырғыларда химиялық, құрылымдық және технологиялық әдістермен қақтануды болдырмау
13
4
Электр станциялардың ағынды сулары және оларды зиянсыздандыру технологиялары
15
5
Буландырғыштар және бу түрлендіргіштерде буды тазалау
18
III
Қорытынды бөлім
20
IV
Пайдаланылған әдебиеттер
21

Кіріспе

Қазіргі кезде су жылу тасымалдығыш ретінде көптеген өндіру орындарында қолданылады. Оның бір себебі ретінде судың табиғатта көп таралуы және де оның молекулалына байланысты термодинамикалық құрамының қолайлы болуы.
Су сақталатын орын негізінен Жердегі мұхиттар болып табылады. Онда барлық судың 98%-ы сақталған. Мұхит сулары құрамында 35 гдм3 еріген тұздар болады, олардың негізгілері нартий және хлор иондары болып табылады. Тұздылығы 1 гдм3-тан аз суға бар болғаны оның 1,7%-ы ғана келеді. Бірақ адамдар қолданатын су тазалаудан өтпей жылу эектр қондырғыларында жылу тасымалдағыш ретінде қолданылмайды. Себебі қазіргі дамыған ЖЭС және АЭС-ы құрамында бар болғаны 0,1 - 1,0 мгдм3 қоспалар бар және содан аспайтын өте жоғары деңгейде тазаланған суды қолданады.
Электр және жылу энергиясын өндіру кезінде судың сапасының жақсы болуын қанағаттандыру үшін табиғи суды арнайы физика-химиялық өндіру қажеттігі туындайды. Бұл су өндірілгеннен (тазаланғаннан) кейін негізгі қорек көзі болып табылады және келесідей мақсаттарда қодланылады: а) бу генераторларынан, буландырғыштардан, қайнағыш ядролық реакторлардан және котельдерден бу алу үшін негізгі қоректік зат ретінде; ә) ЖЭС және АЭС-дегі әртүрлі қондырғы және аспаптарды суыту үшін; б) бу турбиналарында пайда болған буды конденсациялау үшін; в) жылу жүйесінде және ыстық су жүйелерінде жылу тасымалдағыш ретінде.
ЖЭС және АЭС-те бу өтетін жолдарда жылу тасымалдағыштың ластануының бірнеше түрі бар. Олар: бу және конденсаттың ішкі және сыртқы жоғалуын болдырмау үшін циклға берілетін қосымша су қоспаларынан; жылу алмастырғыштағы су немесе кондесатордағы салқындатқыш судың бу конденсатындағы сорылу; ЖЭО-ның ішкі бу тұтқышынан қайтқан ластанған конденсат қоспалары; жылу тасымалдағышқа таралған, конструкциялық материалдардың коррозиялық заттары. Суда еріген қоспалар энергетикалық құрылғылардың жұмыс істеуінде елеулі роль атқарып, оның жұмыс істеуіне айтарлықтай кедергі келтіреді. Бұл кедергілер негізінен жылу қондырғыларында коррозияның және қақ қабаттарының пайда болуына байланысты болады. Қазіргі таңда котельдерде таза бу алу үшін арнайы бөлгіш құралдар, сатылы буландыру және басқа да әдістер қолданылады. 25-50 °С де жұмыс істейтін жылу алмастырғыш қондырғыларда негізгі компоненті кальций карбонаты (СаСО3) болатын төмен температуралы тұнба пайда болады. Осындай қақ тұнбалары жылу алмастырғыштардың жылу шығарғыштығын төмендетеді. Және де құбырлардағы су жылдамдығының жоғалуына алып келеді.
Ауыз суын табиғи суларды тазарту арқылы алады, ол үлкен қалаларды сумен қамтудың ең басты мәселесі. Ол үшін табиғи суды алдымен тұндырып, содан кейін сүзгіден өткізіп алып, зиянды бактериялардан тазарту үшін хлорлау және озондау өдістері колданылады. Осы үрдістердің барлығы сумен жабдықтау стансаларында арнайы қондырғыларда жүргізіледі. Мұнан басқа ірі өндіріс орындарының өндірісте қолданған суларын да тазартпай ағын суға жіберуге болмайды, сол үшін қатаң экологиялық шектеу қойылып, үнемі тексеру жүргізіледі. Соңғы кездері суды тазарту үшін ион алмастырғыш шайырлар да кеңінен қолданыла бастады.
Дистильденген су -- айдау арқылы тазартылған су, ол кұрамы бойынша жаңбыр суына жақын болады. Дистильденген су арнайы зерттеу жұмыстарында, дәрі-дәрмек өндірісінде және автокөліктердің аккумуляторларына электролиттер дайындауда қолданылады.
Өмір бойына ластанған суға тап болған адам оны ішу үшін суды қандай тәсілмен сүзу керек екендігін ойластыра бастады. Бұдан шығу жолын судың өзі көрсетті. Судың жоғары температура кезінде буға айналу қасиеті бар. Осындай тәсілмен судың құрамында бар көптеген өзге бөлшектерден бөлу шешілді. Бұндай суды тазалау үрдісі дистиляция, ал құралдың өзі дистилятор деп аталды.
Тазартылған су толық сүзілген сұйықтық болып саналады. Бұнда қоспалардың, тұздар мен қатты бөлшектердің ең аз мөлшері ғана бар. Дегенмен тазартылған суда қосымша құрауыштар толық жоқ деп айтуға болмайды.
Судың өзге құрауыштармен тез өзара қарым-қатынасқа түсу қасиеті бар. Ал бұл суды дистиллятор арқылы айдағанда, осы металдар атомы ең кішкентай мөлшерде суға түсуі мүмкін. Дегенмен бұл судың таза болуына кедергі келтірмейді. Су жүз пайыз ешқандай қоспасыз болуы үшін суды деиондайтын арнайы қондырғылар пайдаланылады. Сондай-ақ өте таза суды дистиллятордан бірнеше рет өткізу арқылы да алуға болады. Солайша бидистиллят алынады.
Әдеттегідей, өнеркәсіпке немесе медицинаға алады. Осылай тазартылған су негізінде кейбір дәрілер жасалады. Ал кішкентай электр өткізу қабілетінің арқасында дистиденген су өндірісте таптырмайтын зат. Дистелденген суды адам үшін тұрақты түрде қолдануға қатысты әр жақты пікірлер бар.
Көптеген адамдар дистилденген су адам ағзасы үшін пайдалы емес, өйткені ол пайдалы құрауыштардан толық тазартылған деген пікірде. Дистилденген су ағзадан минералдық құрауыштар мен витаминдерді алып шыққандықтан денсаулыққа зиян келтіретіндігін куәландыру да жүргізілген.
Дегенмен бұл ұйғарымдары даулауға және дистилденген суды қорғауға дайын адамдар да бар. Өйткені дистилденген судың зияндылығы туралы еш жерде ғылыми дәлелденген жоқ. Шындығында да ол өз құрамы бойынша ерекшеленеді, бірақ қарапайым сумен де минерал тапшылығын толықтыру қиын. Ал дистилденген су ең болмағанда ауру қоздырғыш бактериялардан сақтай алады.

1. Термиялық тазалау туралы негізгі мәліметтер

Термиялық тазалаудың негізінде булану кезінде қоспалардың концентрациясы жатыр. Сонымен қоса алынатын қосымша су будың конденсаты болып табылады. Булану процесі жүретін қоспа концентрациялары бар қондырғыларды буландырғыш деп атайды (1-сурет). Қоспа концентрацияларында булану құбыр жүйелерінде (жылыту секциясында) және қысымының төмендеуі нәтижесінде қайнаған су көлемінде жүреді. Буландырғыштарды беттік типтегі және жылдам қайнайтын деп бөліп қарастырамыз. Беттік типтегі буландырғыштар жылуэлектр станцияларында кең түрде таралған және де олар қосымша су алу үшін қолданылады. Мұндай буландырғыштарда қыздырғыш бетінде қақтар пайда болмауы үшін арнайы химиялық өңделген (жұмсартылған) және деаэрацияланған қоректік су қолданылады. Суды беттік типтегі буландырғышқа жібермес бұрын жұмсарту әдетте екі сатылы алдын-ала әктеу және коагуляциялау әдісі арқылы немесе H-Na катиондау әдісімен жүргізіледі. Қоректік суды қыздыру және одан бу алу үшін буландырғышқа бір турбинадан (бастапқы бу) бу шығарылады. Буландырғышта алынған бу қайталама бу деп аталады. Циклдың қосымша суын алуда буландырғыш қолдану кезінде қайталама бу жылу алмастырғышқа (буландырғыш конденсаты) бөлінеді. Және ол сол жерде конденсацияланып циклға түседі.

1-сурет. Қарапайым буландырғыш қондырғы
1- бірінші ретті судың келуі; 2- жылытқыш секция; 3- буландырғыш корпусы; 4-екінші ретті будың әкетілуі; 5- конденсатор; 6- конденсаттың әкетілуі; 7- ауыз суын әкелу; 8- төгу; 9- босату; 10- дистиляттың әкетілуі.
Жылдам қайнайтын буландырғыштардың қоректік суына аз дисперсті табиғи бор және құрылыстық гипстердің қоспалары қосылуы мүмкін. Су қайнағанда оның көлемінде қоспаларды тұндыру үшін затравка соңғы роль атқарады. Мұндай буландырғыштарда қайталама будың пайда болуы су көлеміне бастапқы бү тускенде, осы көлемдік қысымдары тең болғанда температурасы қанығу температурасынан жоғары болғанда жүзеге асады. Судың кеңеюі пайда болатын қайталама будың көлемі конденсаторға (буландырғыш конденстаоры) түседі де сонда конденсацияланады. Осындай тәжірибелі-өндіруші қондырғы ұзақ уақыт бойы Марыйлық ГРЭС-те (Түрікменстан) жұмыс істеп өте жоғары тиімділік көрсетті. АҚШ-да жылдам қайнайтын буландырғыштар 1125МВт қуатпен қосымша су дайындау үшін қолданылады.
Беттік типтегі буландырғыштар бір сатылы және көп сатылы (2-сурет) болады. Көп сатылы беттік типтегі буландырғыштарда алдыңғы буландырғыштардың қайтымды буының конденсациясы келесі буландырғыштардың бетіне (жылыту секциясына) барып сол булндырғыштың жылытқышы болып табылады. Осының әсерінен алынатын қайтымды будың саны бір жылыту шығыны есебінен көбейеді.

2-сурет. Көп сатылы буландырғыш қондырғылардың құрылысы:
а) бойлық орналасқан конденсатормен; б) көлденең орналасқан конденсатормен; 1-буландыру камерасы; 2-конденсатор құбырлары; 3-дистиллят жинағы; 4-сепаратор.

Соңғы жылдары буландырғыштар жылу электр станцияларында қалдық суларды құрамындағы қоспаларды концентрациялай отырып, халық шаруашылығында қолдануға қолайлы болатындай етіп тазалау үшін қолданылады.
Термиялық талдау - затта температураны бағдарламалы өзгерту шартымен өтетін физика химиялық және химиялық процестерді зертгеудің тәсілі. Талданылатын заттан бөлініп алынған үлгіні қыздырған кезде әр түрлі физикалық, физика-химиялық процестер жүруімен қатар жылудың сіңірілуі немесе бөлінуі, үлгі салмағынын өзгеруі мүмкін. Үлгіні бір қалыпты қыздырғандагы температураны өлшеп, оның эталонның температурасымен салыстырып, туындаған экзо- не эндотермиялық эффектілерді анықтайтын тэуелділікті алады. Бұл әдісті дифференциалдық термиялық талдау деп атайды. Үлгінің массасын температураға тәуелді функция ретінде белгілей отырып, белгілі физикалық, және химиялық процестерді қалыптастыруга мүмкіндік беретін термогравиметрлік қисықты алады. Мұны термогравіметрлік талдау әдісі дейді. Мұндай қисықтың дифференциалды жазылуын дифференциалды термогравиметрлік талдауға жатқызады.
Таза қосылыстарды осы әдіс бойынша талдаған кезде, ол зерттелінетін үлгіні жеткілікті сипаттайтын нәтижелерді береді. Жекеленген қоспаларды арнаулы тәсілдер бойынша талдағанда, оларды құрамындагы жай заттарға боліп, тазартуға болады.
Шоқтықтын пішіні мен орналасуына жылудың берілуі, жылыту жылдамдығы, пештің түрі, үлгіге арналган ұяшықтың табиғаты мен кұрылымы, үлгінің табиғаты, өлшемі ықпал етеді. Мұнымен қатар маңызды параметрлердің қатарына тіркейтін қондыргының инерциялылығы, пештегі атмосфера, термопардың орналасу орны сияқтылар да жатады. Ал талданатын үлгінің табиғатынан басқа тығыздығы, жылу еткізгіштігі, бөлінетін газдың ерігіштігі, түрлеріндегі жылу, үлгіні қыздырғандағы көлем көбею дәрежесі, бірден булану мен ыдырау қабілеті және тағы басқа сияқты маңызды сипаттамалары болады.
ДТТ және ТГТ кисықтарына тәжірибе кезінде көптеген факторлар әсер етеді, сондықтан да олар түрлі оптикалық спектрлердегі нәтижені нактылы қайталай бермейді. Демек, әр түрлі аспаптарда жазылған кисықтар өзара ұқсас бола бермейді.
Термогравиметрия сандық талдау әдісі ретінде жиі пайдаланылады. ТГА немесе ДТГТ қиcықтарындағы әр түрлі түзу сызықты бөліктер әуелде алынған үлгінің аралық және соңғы өнімінің термиялық тұрактылығын анықтауға, кұрамдас бөліктердің сандық катынасын білуге мүмкіндік береді.
Таза үлгінің массасы мен оған сәйкес әрбір бөліктің массасын біле отырып, берілген сатысындағы қоспаның немесе қосылыстың кұрамын есептеуге болады. Үлгінің белгілі құрамы бойынша берілген температуралық бөлік үшін, белгілі температуралық аралықта қыздырғанда байқалатын салмақтың кемуі мен әуелгі материалдағы заттың саны арасындағы тәуелділікті анықтайды. Бұл әдіс талдаулық шөгіндіні күйдіру, температура аралығын анықтау және гравиметрлік түрді алу үшін үлкен де маңызды мәлімет береді. ТГТ автоматты түрде гравиметрлік талдау, талдамдық реагенттердің термиялық тұрақтылығы мен тазалығын айқындау, күрделі қоспа құрамын білу, затты ауада, ауасыз жағдайда. инертті ортада қыздырып зерттеу үшін қолданылады. Термоталдауда соңғы кезде дериватограф деп аталатын жана аспап жиі қолданылуда және оның атына орай осылайша, яғни дериватографиялық талдау әдісі деп аталатын әдіс пайда болды (латынның derivatus - ауытқыған, бұрылған. гректің grapho - жазамын деген сөздерінен шыққан).
Физикалық-химиялық түрлену нәтижесінде жүретін жылу эффектілерінің өзгеруімен бір мезгілде не үлгі массасының өзгеруі, не заттағы кұбылысты нақтылы сипаттайтын басқа өлшемдер тіркеледі.
Дериватографтын сезімталдығы темиератураның өзгеру жылдамдығына, үлгінің массасы мен агрегаттық күніне. Бөлшектердің өлшеміне (дисперстілігіне), температура мен оны ұстайтын қурылғы түрі мен өлшеміне, атмосфераға тәуелді.
Дериватографиялық жылу эффектілері 0,05-0,1 кДжмоль, ал салмақ өзгеруі 0,2-0,3% арасындағы дәлдікпен елшенеді. Дериватография заттардың түрлену ретін айқындауға, аралық өнімдердің саны мен құрамын анықтауға мүмкіндік береді. Онымен құймаларды, минералдарды, өсімдіктерді, биологиялық және химиялық заттарды. полимерлерді, лактарды, бояуларды, көмірді, тыңайтқыштарды және т.б. зерттеуге болады. Дериватографияны фазалық, құрылымдық, аллотроптық, изомерлік түрлендірулерді. термиялық. ыдырауды, реакция түрлерін зерттеу үшін кеңінен пайдаланады.

2. Дистилдеу әдісі

Ең алғаш дистилдеу туралы мәліметтер I ғасырдағы Александриядағы (Египет) грек алхимиктерінің еңбектерінде көрсетілген. XI ғасырда Авицендерде дистилляция әдісі эфир майын алу тәсілі ретінде көрсетілген.
Жоғары тұзды суды теңізді қоса алғанда, тазалау (тұщыландыру), сондай-ақ жоғары минералды төгінді ерітінділерді қайта өңдеу қоршаған ортаны қорғау мақсатында және бағалы компоненттерді қайта пайдалану үшін бөлу маңызды ғылыми-техникалық проблема. Жоғары минералды сулар мен ерітінділерді өңдеу мынадай жағдайларда жүзеге асырылуы мүмкін. Біріншіден, суда ерітілген қоспалар жою арқылы жүзеге асырылады, әдетте ол, фазалық ауысуларынсыз еріткішт (су) бу тәрізді немесе қатты күйге айналдырады; екіншіден, ерітіндіден H2O молекулаларын алу әдісі, олардың агрегаттық күйіне өзгертуге (дистилляция әдісімен) негізделген.
Су ерітінділерін қыздырғанда су молекулалары молекулярлық тартылыс күшінен асатын энергия алады және ол бу кеңістігіне шығарылады. Н2О қаныққан будың қысымы сыртқы қысыммен теңескен кезде, су қайнай бастайды. Судағы және гидратты күйде жүрген ерітілген заттардың иондары мен молекулалары мұндай энергияға ие болмайды. Сондықтан олардың аз мөлшері буға айналады. Осылайша, су ерітінділерін қайнату процесі арқылы еріткіш (су) пен ондағы қоспаларды бөлуге болады. Дистилдеу (термиялық тұзсыздандыру) буландыру қондырғыларында жүзеге асырылады. Онда су, жылу берілетін қыздырғыш жүйесі есебінен бастапқы будан қайталама буға айналады, содан кейін конденсатталады. Бастапқы бу әдетте бу турбинасынан алынады. Суды ластайтын заттар буланатын су көлемінде қалады және буландырғыштан үрлеме су арқылы шығарылады. Дистиллят - қайталама бу конденсаты - құрамында буланатын судың (концентрат) тамшылауы әсерінен түсетін тек аз ғана ұшпайтын қоспалар бар.

3-сурет. Жүйелі түрде қоректендірілетін үш сатылы қондырғылар схемасы:
1 - желі келтіру греющего бу; 2, 3, 4 - буландырғыш тиісінше 1...3-ші сатысы; 5 - қайталама бу бұру желісі; 6 - конденсатор; 7 - линия конденсатты; 8 - қоректік су жеткізу желісі; 9 - қоректік су жылытқыш; 10 - үрлегіш желі

Көпсатылы қондырғыларды қоректендіру параллель сызбадағыдай әрбір жалпы коллектор буландырғышы қорегі бойынша жүзеге асырылуы мүмкін, бірақ жиі - жүйелі түрдегі схема арқылы (3-суретте көрсетілгендей) қоректендіріледі. Сонымен қоса ТПЕ 4.8.37 талабына сәйкес келуі қажет барлық қоректік суды бірінші сатыға береді, содан кейін ішінара буланудан кейін су келесі сатыға ағады. Мұндай концентрация схемасы кезінде қайнатылған судағы ерітілген барлық заттардың, соңғы сатысынан басқа, төмен сатыда қоректендіру ұлғайту есебінен үрлеу кезінде қандай да бір мәні айдалады. Сол уақытта айдалатын суда жылу жоғалту азаяды. Көп сатылы буландырғыш қондырғылары, әдетте, үлкен ортақ және сыртқы бу шығынды және конденсатты ЖЭО-да пайдаланылады. Бір сатылы буландырғыш қондырғылар аз шығындар (1-3 %) кезінде КЭС-те қолданылады және ағызуға тыйым салынған кезінде ағынды суларды қайта өңдеу ВПУ схемаларына қосылады.
Беттік типті буландырғыштар бір немесе көп сатылы болуы мүмкін. Көпсатылы беттік типті буландырғыштарда алдыңғы буландырғыштардағы екінші ретті будың конденсациясы келесі буландырғыш бетінде жүреді, сондай - ақ екінші ретті бу келесі үшін қыздырғыш болып табылады. Мұның есебінен қыздырғыш бу шығынының бірлігіне қатысты алынатын екінші ретті бу мөлшері ұлғаяды. Тез қызатын көпсатылы буландырғыштарда бірінші саты аумағында буланбаған су екінші саты аймағына түседі және т.с.с.
Жылдам қайнатушы булағыш қондырғылар үшін, сондай-ақ, адиабаталық немесе "флеш" деп аталатын, қоректік судың жоғары сапасы талап етілмейді, өйткені бұл қондырғыларда судың булану процесі қайнау кезінде беті арқылы жылу берілмеу кезінде жүзеге асырылады. Камерада судың қайнауы, қанығу температурасынан бірнеше градусқа дейін асатын оны алдын-ала жылыту температурасында булану есебінен жүреді. Өйткені қанығу температурасы тікелей қанығу қысымына тәуелді, онда атмосфералық қысымнан төмен (вакуумда белгілі бір тереңдікке) қысым кезінде қайнатуды жүзеге асыру кезінде кемінде 100 °С төмен температура кезінде қарастырылып отырған типтегі буландырғыштар жұмысын ұйымдастыруға болады, накипеобразования ықтималдығы азаяды.

4-сурет. Жылдам қайнайтын бір сатылы буландырғыш

Мәжбүрлі айналымы бар жылдам қайнайтын бір сатылы буландырғыш (4-сурет) келесі түрде жұмыс істейді. Бастапқы су конденсаторға (1) түседі, одан кейін оның бір бөлігі булану камерасына (3) жіберіледі. Циркуляциялық насос (5) әлгі суды булану камерасынан алады және сопло арқылы суды буландырғыш корпусына (2) қайтара отырып, жылытқыш (6) арқылы таратады. Конденсатталмайтын газдар сору кезінде бу эжекторы (8) арқылы камерадағы қысымның будың қанығу қысымынан төмендеуі айқындалады, салдарынан тамшы мен айналар бетінен булану жүреді. Ылғал тамшы бөлу (7) құрылғыда жүзеге асырылады. Буландырғыштан дистиллятты суды шығару сорғымен (4) жүзеге асырылады. Бір сатылы қондырғыларда оның саны шамамен конденсатталатын бу қыздырғыш санына тең.

3. Физикалық әдістермен булағыш қондырғыларда қақтануды болдырмау

Тұзды немесе тұздалған суларды қолданғанда ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.