Курсовая работа: Очистка охлаждающей воды на тепловых и атомных электростанциях
Немаловажную роль в технологии очистки воды на ТЭС и АЭС играют процессы удаления растворенных газов как методом десорбции (термическая деаэрация), так и с использованием окислительно-восстановительных процессов (химическое обескислороживание воды, обескислороживание на редокситах).
Природная вода, разделяемая условно на атмосферную (дождь, туман, снег), поверхностную (реки, озера, пруды), подземную (артезианские скважины, шахтные колодцы) и соленую (моря, океаны), всегда содержит различные примеси. Характер и количество содержащихся в воде примесей определяют качество воды, то есть характеризуют возможность использования ее для различных целей в промышленности и в быту. Примеси поступают в воду, находящуюся в природном круговороте, из окружающей ее среды.
Таким образом, разработка технологии водоподготовки является актуальной задачей проектирования.
1 Аналитический обзор
1.1 Характеристика выбранного технологического процесса
Выбираем цех водоподготовки. Основой этого цеха является водоподготовительная установка (ВПУ).
Водоподготовительная установка НВ АЭС предназначена для глубокого обессоливания исходной воды реки Дон, с целью получения химобессоленной воды в соответствии с показателями качества, предусмотренными соответствующей нормативно-технической документацией.
Химобессоленная вода используется при заполнении первых и вторых контуров после остановов (если при останове требовалось дренирование оборудования), для восполнения потерь теплоносителя второго контура, регенерации и отмывок систем очистки станционных вод, приготовлении растворов реагентов, а также при протекании технологических циклов вспомогательных систем АЭС.
1.2 Анализ литературных источников по выбранной проблеме
Обессоливание природной воды включает в себя два основных процесса: предварительную обработку с целью удаления механических примесей и последующую очистку ее методом ионного обмена.
При предварительной очистке (предочистке) воды осуществляется первый этап приготовления добавочной воды для питания паровых котлов, испарителей и других генераторов пара – удаляются из воды содержащиеся в ней грубодисперсные (взвешенные), коллоидные примеси, а также некоторая часть растворенных (ионных) примесей. Оставшиеся в воде после предочистки вредные примеси – преимущественно ионного характера – удаляются в процессе второго этапа обработки (обычно умягчения) и ионитного либо термического обессоливания воды.
Удаление примесей в процессе предочистки осуществляется: добавлением осадительных реагентов с окончательным осветлением воды в механических фильтрах или простым отстаиванием.
Продукты обработки воды (отходы) представляют собой твердые вещества, практически нерастворимые в воде, получаемые в виде водных суспензий (шламов).
Реагенты, используемые при предварительной очистке: сода, известь, едкий натр, коагулянты, флокулянты.
Известкование воды применяется для снижения щелочности, жесткости, сухого остатка воды, ее осветления, снижения концентрации соединений железа, органических соединений. Известкование заключается в дозировании в обрабатываемую воду суспензии извести, при гашении которой происходит гидратация CaO:
CaO + H2 O = Ca(OH)2
Следующая стадия реакции – диссоциация Ca(OH)2 :
Ca(OH)2 ®Ca2+ + 2OH-
и связывание растворенного в воде углекислого газа с образованием бикарбонатных и карбонатных ионов:
CO2 + OH- ®HCO3 - ,
HCO3 - +OH- ® CO3 2 - + H2 O
Карбонатные ионы взаимодействуют с присутствующими в растворе Ca2+ , и при повышении произведения растворимости CaCO3 , образующийся карбонат кальция выпадает в осадок:
CO3 2 - + Ca2+ ® CaCO3 ¯
Если извести дозируется больше, чем расходуется на связывание CO2 и взаимодействие с HCO3 - , повышается произведение растворимости Mg(OH)2 с выпадением его в осадок и снижением магниевой жесткости воды:
Mg2+ + 2OH- ® Mg(OH)2 ¯
Для скорейшего осаждения выпадающих в осадок CaCO3 и Mg(OH)2 в известкованную воду дозируют коагулянт (чаще сернокислое закисное железо FeSO4 ). При коагуляции в условиях известкования воды:
4FeSO4 + 4Ca(OH)2 + 2H2 O + O2 ® 4Fe(OH)3 + 4CaSO4
Доза вводимого коагулянта определяется экспериментально и составляет 0,25 – 0,75
мг-экв/л.
Итак, предварительную очистку осуществляют коагуляцией воды или очисткой ее в механических фильтрах.