Ю.В.Карпович , И.Г.Крутько
Донецкий национальный технический университет
Снижение накипеобразования в теплообменной аппаратуре – первостепенная задача для технологических процессов коксохимического производства. При нарушении теплообмена затрудняется охлаждение коксового газа в первичных газовых холодильниках, что приводит к потерям химических продуктов и перерасходу электроэнергии для расхода газа.
Природные воды, используемые в качестве охлаждающего агента в теплообменной аппаратуре, вызывают образование на поверхности нагрева солевых отложений, состоящих преимущественно из карбоната кальция. Это обусловлено распадом солей карбонатной жесткости при нагревании воды с потерей углекислоты и выпадением в осадок карбоната кальция. Интенсивность образования осадка зависит от температуры нагрева и количества бикарбонатов в воде.
Для предупреждения отложений карбоната кальция на коксохимических предприятиях испытано много различных способов обработки охлаждающей воды: подкисление серной кислотой; фосфатирование; обработка фенольными водами, содержащими хлорид и сульфат аммония. В настоящее время для предотвращения накипеобразования в оборотных системах водоснабжения все большее применение находят фосфорорганические соединения. Эффективным соединением данного класса является оксиэтилидендифосфоновая кислота.
Для обеспечения эффективного управления кристаллизацией малорастворимых солей в водной системе оксиэтилидендифосфоновой кислотой предлагается производить предварительное умягчение подпиточной воды. В качестве реагентов для умягчения воды рекомендуют различные вещества: соляную кислоту, серную кислоту, сульфат аммония, хлорид аммония и др.
Однако все эти способы не обеспечивают безнакипного режима работы теплообменной аппаратуры.
Образование карбонатных отложений трудно предотвратить потому, что в условиях производства техническая вода, поступающая на пополнение циклов, характеризуется высокой общей (8-15 мг-экв/л) и карбонатной (5-7 мг-экв/л) жесткостью.
Надсмольная вода газосборникового цикла является одним из наиболее вредных сбросов в фенольную канализацию. Высокое содержание в ней органических и минеральных примесей осложняет работу биохимустановки (БХУ). Поэтому эта вода, минуя БХУ, поступает на тушение кокса.
При взаимодействии компонентов воды с раскаленным коксом в атмосферу выбрасываются вредные вещества в виде паров и продуктов разложения солей связанного аммиака и других примесей (аммиак, хлористый водород, роданиды, цианиды, фенолы и др.), коксотушильное оборудование подвергается интенсивной коррозии.
Между тем, надсмольная вода благодаря присутствию в ней минеральных и органических соединений может быть использована для стабилизационной обработки оборотной охлаждающей воды. Надсмольная вода представляет собой концентрированный раствор хлористого аммония (до 50 г/л), в ней присутствуют также органические основания, фенолы и др.
Вследствие наличия в надсмольной воде органических веществ она обладает способностью снижать коррозионную активность водной системы.
Предотвращение образования карбонатных отложений при использовании смеси технической и надсмольной воды объясняется в основном протеканием обменной реакции между бикарбонатом кальция и солями аммония с образованием хлорида кальция. Взаимодействием связанных солей аммония с бикарбонатом кальция соли временной жесткости переводятся в соли постоянной жесткости, не кристаллизующиеся в теплообменной аппаратуре.
В то же время присутствие в оборотной системе связанных солей аммиака способствует растворению старых карбонатных отложений.
Оценку устойчивости бикарбонатных водных растворов и определение эффективности обработки технической воды надсмольной водой проводили в лабораторных условиях. Определенный объем технической воды с добавкой надсмольной воды и без нее выпаривали при 80°С до достижения необходимой кратности упаривания. Далее систему анализировали на содержание ионов кальция и магния, после чего рассчитывали количество кальция, выпавшего в осадок.
Методика эксперимента заключается в следующем. В несколько стаканов приливали по 400 мл технической воды. Содержимое первого стакана выпаривали без какой-либо обработки. В остальных стаканах воду предварительно умягчали надсмольной водой в количестве 5, 10, 15% от объема взятой технической воды.
Результаты лабораторных исследований представлены в таблице.
Таблица – Результаты стабилизационной обработки технической воды
№ опыта |
Коэффициент упаривания |
Кол-во надсмольной воды, % от объема технической воды |
Выпадение (+) Са, растворение (-) Са, мг-экв/л |
1 |
1,8 |
0 |
+3,0 |
2 |
1,5 |
5 |
-2,5 |
3 |
1,4 |
10 |
-4,7 |
4 |
3,7 |
0 |
+14,0 |
5 |
3,9 |
5 |
+4 |
6 |
3,8 |
10 |
-0,6 |
7 |
3,8 |
15 |
-2,1 |
Как видно из таблицы, высокая жесткость технической воды (8 мг-экв/дм³) обусловила интенсивное накипеобразование в первом и четвертом стаканах (опыт 1 и 4).
При вводе соответствующего объема надсмольной воды в техническую (опыт 2,3,6,7) наблюдается эффект ингибирования солеотложений, который снижается при росте коэффициента упаривания.
Лабораторные исследования подтвердили возможность применения надсмольной воды в качестве ингибитора отложения карбонатных солей при соблюдении оптимальных концентраций.
Другие работы по теме:
Питьевая вода
Вода является основной средой, в которой протекают многочисленные химические реакции и физико-химические процессы обмена веществ. Организм строго регулирует содержание воды в каждом органе, каждой ткани.
Влияние РоАЭС на водные ресурсы
Во время половодья исключительно редко возможно переполнение водоема-охладителя и сброс воды в Цимлянское водохранилище, не приводящий к дополнительному химическому, радиационному и тепловому загрязнению Цимлянского водохранилища.
Устройство Подводных лодок
Лунин Александр Сергеевич 7 класс «Б» 05.04.2000 Подводные лодки. По закону Архимеда на любое тело, погружённое в жидкость действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, которую это тело вытесняет.
Определение характеристик движения воды по трубопроводу
Определение числовых значений объёмного, массового и весового расхода воды, специфических характеристик режима движения, числа Рейнольдса водного потока, особенности вычисления величины гидравлического радиуса трубопровода в условиях подачи воды.
Анализ условий работы первичного газового холодильника
Для охлаждения прямого коксового газа после газосборников и для облегчения последующих технологических процессов применяют первичные газовые холодильники (ПГХ). Они бывают различных конструкций: непосредственного действия, трубчатые с вертикальным и горизонтальным расположением труб.
Подготовка природного газа к переработке
Процесс и типичная схема установки низкотемпературной сепарации. Основные факторы, влияющие на процесс, основные недостатки и достоинства установок. Особенности функционирования жалюзийных, центробежных, сетчатые сепараторов и фильтров-сепараторов.
на тему
Атмосферные осадки, содержащие загрязняющие вещества промышленного происхождения, которые вымываются из атмосферы
Новое состояние воды
Открыто новое состояние воды, в котором она не замерзает даже при температуре, близкой к абсолютному нулю, а также обладает иными необычными свойствами.
Качество горячей воды
Значение и роль для здоровья населения обеспечения жилых и общественных зданий горячей водой. Особенности устройства систем горячего водоснабжения. Требования к водоподготовке, эксплуатации и порядок контроля качества, безопасности и безвредности воды.
Толстой Большая медведица
Лев Николаевич Толстой Большая Медведица (Ковш) Толстой Лев Николаевич Большая Медведица (Ковш) Лев Николаевич Толстой Большая Медведица (Ковш) С английского
Самый памятный день лета
Автор: Сочинения на свободную тему За это лето я побывала в разных городах и даже странах! Но больше всего мне понравилось на юге в Турции. Этот шум моря и отблеск воды на солнце...Горячий песок,голубое небо...Привкус солёной воды во рту...И маленькие бычки которые аккуратно касаются твоих ног...
Толстой Течение воды
Лев Николаевич Толстой Течение воды Толстой Лев Николаевич Течение воды Лев Николаевич Толстой Течение воды Однажды ученики Конфуцы застали его у реки. Учитель сидел на берегу и пристально смотрел на воду, как она бежала. Ученики удивились и спросили: "Учитель, какая польза смотреть на то, как текут воды? Это дело самое обыкновенное, оно всегда было и будет".
Анализ стихотворения Тютчева Ф.И. Весенние воды
Анализ стихотворения Тютчева Ф.И. "Весенние воды" Автор: Тютчев Ф.И. Стихотворение «Весенние воды» можно отнести к пейзажной лирике Тютчева. Оно было написано в 1830 году. В этом произведении описывается чудесный период ранней весны, пробуждение природы от зимнего сна, наступление радостных весенних дней
Битва под Жёлтыми Водами
Битва под Жёлтыми Водами Битва под Жёлтыми Водами (укр. Битва під Жовтими Водами, польск. Bitwa pod Żуłtymi Wodami) — первая крупная битва восстания Хмельницкого, произошедшая между 29 апреля и 16 мая 1648 года в урочище Желтые Воды, недалеко от современного города Жёлтые Воды Днепропетровской области Украины.
Источники загрязнения и методы подготовки природного газа
Источники загрязнения Источниками загрязнения являются не желательные примеси, например вода, диоксид углерода(“кислый газ”) и сероводород(высокосернистый газ). Природный газ называется малосернистым, если он не содержит обнаруживаемых количеств сероводорода. Как диоксид углерода, так и сероводород, соединяясь с водой, образуют кислоты, которые вызывают коррозию деталей газопровода.
Воды суши
Text Graphics Воды суши Выполнила ученица 10Э Куликова Ольга Graphics Воды суши К водам суши относят воды рек,озёр,водохранилищ и болот,а также подземные воды.Много воды сосредоточено также в ледниках. Graphics
Характеристика сточных вод
В процессе коксования угольных шихт наряду с другими летучими продуктами образуются фенолы. Простейшим из фенолов, гидроксильное производное бензола, является фенол С6Н6О.
Уровень воды в озёрах
Изменение количества осадков и температуры воздуха приводит к тому, что имеют место колебания уровня воды в озерах относительно "нормы".
Влияние света на образование триоз в листьях ячменя
Исследуется влияние условий освещения на образование триоз в листьях ячменя. Показано стимули-рующее действие света и экзогенного субстрата – 1% ного раствора глюкозы – на накопление триоз в зеленых листьях ячменя.
Вода
Функции воды. Свойства воды.
Древесная смола
Древесная смола, сложная смесь орг. соединений (мол. м. 60-8000), образующаяся при пиролизе древесины.
Нерест жемчужных гурами
Родина жемчужных гурами (Trichogaster leeri Вleeker) - водоемы тропических стран Индии и Индонезии. Как правило, это густозаросшие водоемы с прозрачной водой.
Понижение жесткости воды вымораживанием
Для успешного разведения многих видов рыб совершенно необходима мягкая вода. Так как аквариумист-любитель почти никогда не может достать подходящую по качеству воду из естественных водоемов, он вынужден сам заниматься снижением жесткости воды.