Водав хімічній промисловості
Використанняводи, властивості води
Хімічнапромисловість - один з великих споживачів води. Вода використовується майже ввсіх хімічних виробництвах для різноманітних цілей. На окремих хімічнихпідприємствах споживання води сягає 1млн м 3 на добу. Перетворенняводи в один з найважливіших елементів хімічного виробництва пояснюється:
•наявністюкомплексу цінних властивостей (висока теплоємність, мала в'язкість, низькатемпература кипіння);
•доступністюі дешевизною (витрати виключно на вилучення та очищення);
•НЕтоксичністю;
•зручністювикористання у виробництві та транспортуванні.
У хімічнійпромисловості вода використовується в наступних напрямках:
1. Для технологічнихцілей як:
-розчинникатвердих, рідких та газоподібних речовин;
-середовищадля здійснення фізичних і механічних процесів (флотація,транспортування твердих матеріалів у вигляді пульпи);
-промивноїрідини для газів;
-екстрагентаі абсорбенту різних речовин.
2. Як теплоносій (ввигляді гарячої води і пари) і хладагента для обігріву та охолодження апаратури.
3. В якості сировини тареагенту для виробництва різної хімічної продукції (водню, ацетилену,сірчаної та азотної кислот.).
Води морів і океанів -джерела сировини для видобутку багатьох хімічних речовин: з них витягуються NaС1,МgСl,Br, I та ін продукти. Так наприклад,вміст елементів у водах океану становить: К-3.8 * 10-2%, V-5 * 10 -8 %,Аu -4 * 10 -10 %, Аg-5 * 10 -9 %. Прийнявши масу води на планеті-1.4 * 10 18 , отримаємовідповідно вміст у ній Аu-5.6* 10 6 т.
Масштаби споживанняводи хімічною промисловістю залежать від типу виробництва. Так, видатковийкоефіцієнт по воді (м 3 /т продукції) становить: для азотної кислоти- 200, аміаку-1500, синтетичного каучуку-1600. Наприклад, завод капроновоїволокна витрачає таку ж кількість води, як місто з населенням 400тис.чоловік. Загальна кількість води на Землі складає 1.386 * 10 18 м 3
Природну воду прийнятоділити на 3 види, що сильно розрізняються по наявності домішок:
Атмосферна вода- Вода дощових і снігових опадів, містить мінімальну кількість домішок,головним чином, розчинені гази СО 2 , Про 2 а впромислових районах N0х,SОх. Майже не містить розчиненісолі.
Поверхнева вода- Річкові, озерні, морські, містять різні мінеральні та органічніречовини, природа і концентрація яких залежать від клімату, геоморфологічнихі гідротехнічних заходів.
Підземна вода- Вода артезіанських свердловин, колодязів, ключів, гейзерів. Для них характерновисокий вміст мінеральних солей, витравлюють з грунту та осадових поріді малий вміст органічних речовин.
Морська водапредставляє багатокомпонентний розчин електролітів і містить всі елементи,входять до складу літосфери.
Вода, використовувана вхімічної промисловості повинна задовольняти за якістю певнимвимогам. Якість води визначається сукупністю фізичних і хімічниххарактеристик, до яких відносяться: колір, прозорість, запах, загальнесолевміст, жорсткість, рН, окислюваність. Для промислових вод найважливішими зцих характеристик є солевміст, жорсткість, рН, вмістзавислих речовин.
Жорсткістю називаєтьсявластивість води, обумовлене присутністю в ній солей Са і Мg.В залежності від природи аніонів розрізняють тимчасову твердість (переборні,карбонатну), удаляемую при кип'ятінні - ЖВ і постійну (некарбонатную) - ЖП.Сума ЖВ і ЖП називається загальною жорсткістю води
Жо = ЖВ + ЖП
Прийнята наступнакласифікація по жорсткості: м'яка (Са і Мgдо 3 мгекв/л), помірно-жорстка (3-6 мгекв/л) і жорстка (більше 6 мгекв/л).
В залежності відсолевмісту природні води поділяються на прісні (с/з менш 1г/кг), солонуваті(С/з від 1 до 10 г/кг) і солоні (с/з більш 10г/кг.
Окислюваність водиобумовлена ​​наявністю у воді органічних домішок і визначається кількістю мгперманганату калію, витраченого при кип'ятінні 1л води.
РН води характеризуєїї кислотність лужність.
водооборотних циклівхіміко-технологічних виробництв є важливим фактором раціональноговикористання водних ресурсів. У цих циклах здійснюється багаторазовевикористання води без викиду забруднених стоків у водойми, а споживаннясвіжої води для її заповнення обмежене тільки технологічними перетвореннямиі природними втратами. У хімічних виробництвах використовується 3 схемиводообігу в залежності від технологічних змін, які водазазнає в процесі виробництва.
Вода тільки нагріваєтьсяі д.б. перед поверненням охолоджена в басейні або градирні.
Вода тільки забрудненаі д. б. перед поверненням очищена в спеціальних очисних спорудах.
Вода нагрівається ізабруднена. Це комбінація 1-го і 2-го типу ВОЦ.
Картаводопідготовка
вода хімічний колоїдний водопідготовка
Шкідливий впливдомішок, що містяться в промисловій воді, залежить від їх хімічної природи,концентрації, дисперсного стану, а також технології конкретноговиробництва використання води. Всі речовини, присутні у воді, можутьзнаходитися у вигляді істинного розчину (солі, гази, деякі органічніз'єднання в колоїдному стані) і завислому стані (глинисті,піщані, вапняні частки).
Розчинені у водіречовини утворюють при нагріванні накип на стінках апаратури і викликаютькорозійне руйнування її. Колоїдні домішки викликають забруднення діафрагмиелектролізерів, спінювання води. Грубодисперсні суспензії засмічують трубопроводи,знижують їх продуктивність, можуть викликати їх закупорку. Все це викликаєнеобхідність попередньої підготовки води, що надходить на виробництво-водопідготовку.
Картаводопідготовка являє собою комплекс операцій, що забезпечують очищенняводи - видалення з неї шкідливих домішок, що знаходяться вмолекулярно-розчиненому, колоїдному і зваженому стані. Основні операціїводопідготовки: очищення від зважених речовин відстоюванням і фільтруванням,зм'якшування, в окремих випадках - знебарвлення, нейтралізація, дегазація ізнезараження.
Процес відстоюваннядозволяє освітлювати воду внаслідок видалення з неї грубодисперсних речовин,осідають під дією сили тяжіння на дно відстійника. Відстоювання водипроводиться в безперервно-діючі відстійних бетонованих резервуарах. Длядосягнення повноти освітлення і знебарвлення декантіруемую з відстійника водупіддають коагуляції з наступним фільтруванням.
Коагуляція- Високоефективний процес поділу гетерогенних систем, зокрема,виділення з води найдрібніших глинистих часток і білкових речовин. Здійснюютькоагуляцію введенням в воду, що очищається невеликих кількостей електролітів Al 2 (S0 4 ) 3 >FеS0 4 та ін сполук, які називаються коагулянтами. Фізико-хімічна сутність цьогопроцесу в спрощеному вигляді полягає в тому, що коагулянт у воді перетворюється вагрегат несучих заряд частинок, які взаємодіючи з протилежнозарядженими частинками домішок, обумовлюють випадання нерозчинноїколоїдного осаду. Так, А1 2 (Б0 4 ) 3 в результатігідролізу і взаємодії з солями кальцію і магнію, розчиненими у воді,утворює пухкі позитивно заряджені частинки А1 (0Н) 3
А1 2 (Б0 4 ) 3 +6 Н 2 0 = 2А1 (0Н) 3 +3 Н 2 0 Н 2 S0 4 + Са (НС0 3 ) 2 = СаS0 4 +2 Н 2 0 +2 С0 2
Взаємодіяпозитивно заряджених частинок гідроксиду алюмінію і несучих негативнийзаряд домішок призводить до швидкої коагуляції. Одночасно йде процесадсорбції на поверхні осаду органічних барвників, в результатічого вода знебарвлюється. Зн...
