SU977407A1 - Способ термического ум гчени вод с повышенным содержанием сульфата кальци - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам термического ум гчени  природных и сточных вод, содержание сульфата кальци  в которых близко к насыщению, и может.быть использовано дл  -ум гчени  обработанных известью морских и сернокислых сточных вод промыиленных предпри тий.

Известен способ термического ум г чени  вод, содержащих сульфат кальци , включающий обработку воды известью , нагревание до 130-170°С, осаждение сульфата кальци  и удаление его из воды 1. Основным недостатком этого способа в рассматриваемых услови х  вл етс  значительный расход тепла, так как дл  предотвращени  образовани  отложений сульфата кальци  на теплопередающих поверхност х исходную воду натревают до- температуры не выше 40-7Cffc а последующий нагрев до 130-170 С осу ществл етс  смешением с паром, расход которого оказываетс  значительным . При этом конденсат пара смешиваетс  с ум гченной водой и тер етс . Соответственно увеличиваетс  количество ум гченной воды и общее количество содержащегос  .в ней сульфата кальци . При упаривании термоум гченной

воды в процессе снижени  ее давлени  и температуры концентраци  сульфата кальци  возрастает, что снижает эффект ум гче,ни  .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату  вл етс  способ тер-. мического ум гчени  вод с повышенным содержанием сульфата кальци , вклй10 чающий ступенчатое смешивание охлажденной термэум гченной воды с. исходной , нагревание смеси вначале за счет тепла ум гченной воды, а затем пара, фильтрацию нагретой смеси че15 рез слой ангидрита сульфата кальци  и ее Осветление 12.

Недостаток способа состоит в относительно высоком расходе тепла на смешивающий нагрев воды перед терми20 ческим ум гчением и потере конденсата греющего пара. Последнее приводит к увеличению общего количества сульфата кальци , уносимого с ум гченной водой.

25

Цель изобретени  - повышение степени удсшени  сульфата кальци , снижение расхода тепла на ум гчение и потерь конденсата хреющего пара..

. Поставленна  цель достигаетс  тем,

30 что при ступенчатом смешивании охлажленной воды с исходной и нагревании смеси теплом ум гченной воды с последующей фильтрацией нагретой смеси через слой ангидрида сульфата кальци  фильтрацию нагретой смеси ведут ступенчато при температуре на  ервой ступени,110, на второй 130 и на третьей 150°С, а пар подают в пос ледний по ходу ум гчаемой воды тепло обменник. Осажденный сульфат кальци  отдел ют от воды в последней ступени ум гчени  и подают в первую ступень. На фиг. 1 приведена схема установки дл  ум гчени  вод с повышенным содержанием сульфата кальци . Исходную воду, подаваемую по трубопроводу 1, смешивают с ум гченной водой, подаваемой по трубопроводу 2. смесь подогревают в теплообменнике 3, смешивают с ум гченной водой,, подаваемой по трубопроводу 4, подогревают в теплообменнике 5. Затем смесь подают в деаэратрр 6, где деаэрируют за счет тепла ум гченной воды, подаваемой по трубопроводу 7. Деаэрированную воду насосом 8 подают JB термо ум гчитель 9 и пропускают через слой ангидрита сульфата кальци . При этом часть сульфата кгшьци  выпадает на присадке и его содержание в воде ста новитс  ниже растворимости полугидра . та, Частично ум гченную воду и избыто ное количество кристаллов ангидрита вывод т из термоум гчител  и нагрева ют в теплообмен.нике 10 до насыщени  по полугидрату. Насыщенную воду внов пропускают через слой ангидрита. После термоум гчител  11 вода наг реваетс  сначала в теплообменнике 12 а затем в теплообменнике 13 за счет тепла пара или гор чей воды, подавае мым по трубОпроводу 14. Нагретую до насыщени  по полугидрату воду подают в термоум гчитель 15, где пропускают через слой ангидрита, отдел ют от осадка и по трубопроводу 16 последовательно пропускают через все теплообменники . Часть этой воды смешивают с исходной водой дл  ее разбавлени , Охлажденную термоум гченную воду по трубопроводу 17 возвращают в технологический цикл. Наиболее мелкие частички ангидрита из термоум гчител  15 по трубопроводу 18 подают в дфаэратор б, откуда они вместе с поступают в термоум гчитель 9, увеличива  э.ФФект термического ум гчени . Постепенно эти частички обрастают и укрупн ютс . Наиболее круп ные кристаллы ангидрита вывод т из нижней части термоум гчителей и по- дают на переработку или захоронение. Температура предварительного нагрева 110°С выбрана в св зи с тем, чт при более низкой температуре кристал лизаци  ангидрита сульфата кальци  протекает очень медленно, а при более высокой температуре сильно возрастает расход термоум гченной воды на разбавление исходной. Так, по прототипу дл  обеспечени  безнакипного нагрева 1 м исходной ВО.ДЫ до 110°С необходимо добавить около 0,6 м термоум г|Ченной воды, а дл  дальнейшего нагрева 130С необходимо еше 1,32 м ум гченной воды. Увеличение количества термоум гченной воды приводит к увеличению количества ум гчаемой воды и расходу пара. При пропускании воды, насыщенной по полугидрату, через слой ангидрита, имеющего наинизшую растворимость, начинаетс  кристаллизаци  последнего и содержание сульфата кальци  в воде уменьшаетс , что позвол ет снова нагревать ее косвенным путем без образовани  отложений сульфата кальци . Постепенное подмешивание ум гченной воды к исходной по мере ее охлаждени  позвол ет уменьшить количество тепла, передаваемого в теплообменниках , так как в этом случае только в последнем из них протекает вс  вода, поступающа  на термическое ум гчение. В результате обща  поверхность теплообмена уменьшаетс . Пример. Сточные воды сернокислотного травильного отделени  завода по обработке цветных металлов в количестве 100 нейтрализуют известью при 10°С, После удалени  осадка концентраци  сульфата кальци  в воде находитс  на уровне растворимости дигидрата и составл ет 1,92 г/кг. Дл  повторного использовани  этой воды дл  отмывки изделий содержание сульфата кальци  не должно превышать О,5 г/кг. Температура термического ум гчени  выбрана равной 150°С. Исходную воду нагревают до 70°С и смешивают с 22,2 муч ум гченной воды. В результате прлучают 122,2 м/ч смеси с температурой 71,1°С и содержанием сульфата кальци  1,62 г/кг. Эту воду нагревают до 99°С, смешивают с 37 м/ч у 4 гченной воды и получают 159,2 воды с концентрацией сульфата кальци  1,3 г/кг и температурой 100,5°С. Эту смесь нагревают до 110°С и пропускают через слой ангидрита . При этом концентраци  сульфата кальци  снижаетс  за счет криста.ллизации до 0,85 г/кт-,Полученную воду нагревают до 130°С/пропускают через слой ангидрита, довод т концентрацию сульфата кальци  до 0,5 г/кг,нагревают до 130°С, пропускают через слой ангидрита , довод т концентрацию сульфата кальци  до 0,5 г/кг, нагревают до 150°С, снова пропускают через слой ангидрита и довод т концентрацию сульфата кальци  до 0,25 г/кг. Ум гченна  вода охлаждаетс  в теплообменниках ,отдава  тепло ум гчаемой воде, 59,2 м/ч ее смешиваетс  с исходной водой, а 100 после охлаждени  до 16 С с содержанием сульфата кальци  0,25 г/кг возвращаетс  в травильное отделение.

Режим работы установки приведен на фиг.2,где крива  а - растворимость дигидрата;б - полугидрата;в - ангидрита сульфата кальци , а .ломана  крива  Г характеризует изменение составаЮ

обрабатываемой воды в процессе еб нагрева и разбавлени . Точка А соответствует состо нию исходной воды после известковани  и отделени  осадка; В - после нагрева до 70Cj С - 15 после смешени  с 22,2 м/ч ум гченной воды; D - после нагрева до 99°С; В после смешивани  с 37 м/ч ум гченной воды; К - после нагревани  до L - после ум гчени  при М - 20 после нагревани  до 130°С; N. - после ум гчени  при этой температуре. Точка О соответствует состо нию смеси на выходе из последнего теплообменника; Р - после прохождени  через25 слои ангидрита и отделение осадка.

Сравнение полученных результатов с результатами очистки такой же воды по способу-прототипу показывает, что расход тепла дл  нагрева воды

145°С до снижаетс  с 2,5 гкал/ч до 0,82 гкал/ч, а расход насыщенного пара давлением 14 бар с 4,95 т/ч до 1,64 т/ч. При этбм в прототипе весь конденсат греющего пара тер етс , а ,с в предлагаемом способе возвращаетс . С этим конденсатом при работе по протбтипу ежегодно выноситс  с установки дополнительно сульфат кальци  в количестве 10840 кг/год.

Таким образом, технико-экономическа  эффективность способа достигаетс  за счет увеличени  количества сульфата кальци , осаждаемого в процессе очистки воды, сокращени  в три раза расхода тепла на ум гчение и ликвидировани  потери конденсата пара . Уменьшена капитальна  стоимость установки и себестоимость очищенной воды снижена в среднем на 6,2 коп/м

X

Claims (2)

1.Способ термического ум гчени  вод с повышенным содержанием сульфата кальци , включающий ступеньчатое смешивание охлажденной термоум гченной воды с исходной, нагревание смеси теплом ум гченной.воды,фильтрацию нагретой смеси через слой ангидрита сульфата кальци ,о тличающийс   тем,что,с целью повышани  степен удалени  сульфата кальци ,снижени  расхода тепла на ум гчение и потерь конденсата греющего пара,фильтрацию

iнагретой смеси ведут ступенчато температуре на первой ступени 110,вттой 130 и третьей 150°С,а пар подают в последний по ходу ум гчаемой воды теплообменник.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что осажденный сульфат кальци  отдел ют от воды в последней ступени ум гчени  и подают в первую ступень.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР I 685629, кл. С 02 В 1/22,1978.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2925086, кл. С 02 F 5/00 16.05.80.

Физ.