Введение к работе
Актуальность работы. Наблюдаемое в настоящее время серьезное ухудшение экологического состояния водных источников связано о нарастающим объемом минерализованных стокоіі, значительная доля которых поступает с энергетических предприятий. Проблема охрани окружающей среды и рационального использования природних вод требует разработки и создания технологий с сокращенными жидкими сбросами, а в перспектива-замкнутых систем водоснабжения. Проектируемые технологии переработки стоков и минерализованных вод па обессоленную воду и технические соли базируются в 'основном на химическом, обратноосмотическом и термическом способах водоподго-товки. Накопленный отечественна опыт по созданию и эксплуатации испарительных и выпарных установок показывает целесообразность использования для этих целей термического метода. Поскольку сточные воды в большинстве своем относятся к водам сульфатно-хлорид-ного класса и характеризуются высокой жесткостью, при их глубоком концентрировании неизбежно будет достигаться пересыщение по сульфату кальция, что приведет к образованию трудно удаляемой сульфатной накипи. Поэтому, при разработке воднохимического режима на стадии проектирования технологических схем и опреснительного оборудования, работающего за "сульфатным барьером", паяю оценить ожидаемую интенсивность накипсооразования и предусмотреть мероприятия по ее снижению.
Снижение интенсивности накипеобразоваиия может быть достигнуто путем ввода реагентов либо замедляющих скорость роста отложений на теплопередающих поверхностях, либо ускоряющих процесс кристаллизации сульфита кальция в объеме. Выбор метода ограничения накипеобразоваиия связан с конструкцией аппаратов, используемых в технологической цепочке, теплотехническими параметрами и качеством питательной воды. Поэтому, оценю возможности использования тех или иных методов ограничения сульфатного накипеобразоваиия и повышение их эффективности в конкретных условиях являются актуальными задачами.
Сложность физико-химических процессов, отсутствие достаточно надежных данных по количеств», иным закономерностям кристаллизации сульфата кальцин в объеме и на поверхности, и методам ограничения требуют дальнейшего исследования этих вопросов.
Цель работы. Целью настоящей работы является изучение количественных закономерностей сульфатного накипеобразования, а такие методов его ограничения и создание на этой базе инженерных методик расчета водно-химических режимов работы теплообменного оборудования на водах, пересыщенных по сульфату кальция..
Конкретными задачами в работе являлись:
исследование интенсивности сульфатного накипеобразования, выявление лимитирующей стадии процесса и определение коэффициентов массопереноса в условиях, характерных для работы опреснительного оборудования;
уточнение термодинамических произведений растворимости и совершенствование методики расчета пересыщений растворов по сульфату кальция;
получение кинетических закономерностей кристаллизации гипса, определение основных параметров, характеризующих процесс и исследование влияния на них затравки и антинакипина;
исследование эффективности ограничения накипеобразования гипса с помощью "затравочной технологии" и дозирования антинакипинов;
разработка методики расчета интенсивности сульфатного накипеобразования в теплообменном оборудовании при различных методах его ограничения.
Научная новизна работы. Уточнены термодинамические произведения растворимости гипса, полугидрата и ангидрита. Установлены основные количественные закономерности кристаллизации гипса в объеме и на поверхности. Определены коэффициенты массопереноса. энергия активации и выявлена лимитирующая с, алия процесса. Получена зависимость констант скорости поверхностной реакции от дозы отечественного антинакипина ПЛФ-13А. Разработана методика оценки эффективности ограничения сульфатного накипеобразования с поиоишп антинакипинов и затравочных кристаллов.
Практическая ценность работа Полученные закономерности и разработанная методика оценки эффективности ограничения накипеобразования гипса с помощью "затравочной технологии" и антинакипинов могут быть использованы для анализа, корректировки и разработки водно-химических режимов действующих и проектируемых испарительных установок и другого теплообменного оборудования. Результаты р ,.)оты могут использоваться проектными организациями в качестве справочного и методического материала при разработке опреснительных установок и технологий и-донодготовки с сокращен-
-5-ными стоками.
Публикации. Ito результатам исследовании, изложенных в диссертации, опубликовано четыре статьи, выпущено девять отчетов по науно-исследовательской работе.
Апробация. По основным результатам работы сделаны доклады: .на конференции молодых ученых МЭИ, 1985 г. , на отраслевых совещаниях "Вопросы исследования, проектирования и эксплуатации дистил-.ляционних .опреснительных установок" (Шевченко, 1988 г.), "Опреснение соленых вод" (Свердловск, 1991 г.), на Международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологий" (Иваново, 1992 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы, насчитывающего 140 наименований, приложения с таблицами экспериментальных данных и актом внедрения, содержит i<39 страниц, основного текста ИЛ страниц, иллюстраций 59 страниц, таблиц 30 .
