Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 140
Текст из файла (страница 140)
Ч«О,ОО67 4 0,0080 По номограмме (см. рис. 2.143) о> ~о« =1 07' 57, — 5 =11,7, 57 2-15 «,о««~о«57>2 «2о« откуда «,в«= 53,6 С. Тепловой баланс первой ступени: Приход тепла: — с паром б„,«„,, = 1000-0„85х х12,4 ° 2605 = 27,4 ° 10» кДж/ч; — с водой б,с«, = 1000 135. 4,19 х х15 = 8,48. 10' кДж/ч Сумма: 35,88. 10' кДж/ч. Расход тепла: — с выпаром 6 „«; = 1000. 1,63 х х2603 = 4,25 ° 10' ~Дж/ч; — с водой 6„;>с«, „= 1000 (135+ + 0,85 12,4 — 1,63) 4,19 53,6 = = 32,2 ° 10' кДж/ч Сумма: 36,45 ° 10' кДж/ч. Невязка теплового баланса— 0,57 ° 10' кДж/ч = 1,6 % — велика. Вторая попытка.
Задаемся расходом пара на первую ступень, равным 87 % от расхода пара на деаэратор, и повторяем расчет. Средний расход пара по ступени: 0,87 12,4+1,63 ~Щ 2 Средняя скорость пара по ступени: 1000 6,21 3600-0,116 1,29 ~«« = О,ООЗ(1 1,6'.0,116)'з =0,0068. 57,2-15 57,2-15 57,2-«,о, 57,2-«го« откуда г,в, = 53,8 'С.
Тепловой баланс первой ступени: Приход тепла: — с паром 6„,„„«„,„„= 1000. 0,87х х12,4 2605 = 28,05 10» кДж/ч; — с водой С,с«, = 1000-135 4,19х х15 = 8,48 ° 10» кДж/ч Сумма: 36,53 * 1О' кДж/ч. Расход тепла:- — с выпаром б, „«;„„= 1000. 1,63х х2603 = 4,25 ° 10' кДж/ч; — с водой б а, сг «,, = 1000 (135 + + 0,87 ° 12,4 — 1,63) 4,19 ° 53,8 = = 32,5 ° 10» кДж/ч Сумма: 36,75 ° 10' кДж/ч. Невязка теплового баланса— 0,22 10» кДж/ч = О,б % — допустима.
Вторая ступень. Примем расход пара на вторую ступень рав ным 94 % от расхода пара на деаэратор. Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки Средний расход пара по ступеням: б = ' ' 12,4 =11,2 т/ч. Средняя скорость пара: и„вп = ' —- 13,9 м/с, "®~ 3600. 0,121 ° 1,86 где 0,121 — плотность пара при температуре 58,2 'С; 3,14 ' ' 0,473 =1,86— цилиндрическая поверхность в среднем сечении для набегающего пара. ~р = 0,003(13,9' 0,121)" =0,0078. Отношение — = 0,98. Ч Ы По номограмме: ао- ~ел 156 58,2 — 53,8=36,3, К ~,1~в~ ~втоц 58,2-е,ол откуда г „, = 58,08 = 58,1 'С. Тепловой баланс второй ступени: Приход тепла: — с паром 1000- 0,94 ° 12,4 ° 2607 = = 30,4 ° 10в кДж/ч; — с водой 1000 (135 + 0,87 ° 12,4— — 1,63) . 4,19 .
53,8 = 32,4 - 10в кДж/ч Сумма: 62,8 ° 10' кДж/ч. Расход тепла: — с паром 1000 0,87 ° 12,4 2605 = = 28,05 ° 10' кДж/ч; — с водой 1000 (135 + 0,94 12„4— — 1,63) 4,19 58,1 = 35,3 10'кЦж/ч Сумма: 63,35 10' кДж/ч. Невязка теплового баланса— 0,55.
106 кДж/ч = 0,87 % — допустима. Третья ступень. Примемрасход пара на третью ступень равным 98 % от расхода пара на деаэратор. 720 Средний расход пара по ступени: Средняя скорость пара: 1000.11,9 3600. 0,125. 1,86 где 0,125 — плотность пара при температуре 59,2 С; 1,86 — цилиндрическая поверхность в среднем сечении для набегающего пара. Ч =0,003(14,0' 0,125)" =0,0079.
Отношение — = 0,96. Ч ~о По номограмме (рис. 2. 141) ощ ' вщ 1 60 59,2-58,1 39,8, Я 'чпе езод 59,2 — 1,о,~ откуда г„ив = 59,1 .'С. Тепловой баланс третьей ступени: Приход тепла: — с паром 1000- 0,98 12,4 2608 = = 31,7 10' кДж/ч; — с водой 1000 (! 35 + 0,94 ° 12,4— — 1,63) .4,19 ° 58,1 = 35,3 * 10в кДж/ч Сумма: 67,0. 10' кДж/ч.
Расход тепла: — с паром 1000 0,94 12,4 2607 = = 30,4 ° 10' кДж/ч; — с водой 1000 (135 + 0,98 ° 12,4— — 1,63) 4,19 59„1 = 36,0 ° 10в кДж/ч Сумма: 66,4 ° 10' кДж/ч. Невязка теплового баланса— 0,6 10' кДж/ч = 0,9 % — допустима. Четвертая (нижняя) ступень. Средний расход пара по ступени: 0„, = ' ' .12,4 =12,3 т/ч. Часнгь $'П. Основное оборудование для очиопки сгпочных вод Средняя скорость пара: Отношение — = 1,01, Ч нь По номограмме Таблица 2.49 Результаты расчета нагрева воды по ступеням Температура воды, С Конструктивная высота ступени, мм Нагрев волы в ступени гг — нн С Активная высота ступени, мм № ступени на входе г~ на выходе гг 400 373 38,8 500 473 53,8 58,1 500 473 59,1 1,0 58,1 60,0 59,1 0,9 1000.12,3 МР = 13,9 м/с, 3600. 0,132.
1,86 где 0,132 — плотность пара при температуре 59,2 'С. гр =0,003(13,9' 0,132) вд =0,0081. 60,2 — гг откуда 7гв = 60,1 'С > 60 'С. Таким образом, заданный нагрев воды до 7, = 60 'С обеспечен. При этом недогрев воды до температуры кипения < 0,2 'С. Следовательно, обеспечена требуемая глубина деа- эрации. Тепловой баланс четвертой ступени: Приход тепла: — с паром 1000 12,4 2610 = = 32,3 10ь кДж/ч; — с водой 1000 (135 + 0,98 12,4— — 1,63) 4,19 59,1 = 36,0 - 10ь кДж/ч Сумма: 68,3 - 10' кДж/ч. Расход тепла: — с паром 1000-0,98 12,4 2608 = = 31,7 10' кДж/г — с водой 1000. (135+ 12,4 — 1,63)х х4,19. 60 = 36,6- 10' кДж/ч Сумма: 68,3 - 10' кДж/ч.
Результаты расчета нагрева воды по ступеням сведены в табл. 2.49. Глава 3. Оборудование для электрохимических методов очистки ГЛАВА 3 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЗЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ 722 3.1. Злектролизеры Электролизеры — это устройства, в которых проводят процессы электрохимического воздействия на водные растворы. Общая принципиальная схема таких устройств представлена на рис. 3.1.
Вода поступает в емкость 2, в которую погружены два электрода 3, 4, соединенные с источником тока 5. Под действием электрического поля положительно заряженные ионы мигрируют к отрицательному электроду — катоду, а отрицательно заряженные ионы— к положительному электроду — аноду. На электродах происходит переход электронов. Катод отдает электроны в раствор, и в приэлектродном пространстве происходят процессы, связанные с присоединением электронов к реагирующим частицам, — восстановление. В прианодном пространстве протекают процессы переноса электронов от реагирующих частиц к электроду— окисление. Иногда представленную на рис. 3.1 схему усложняют, разделяя полупроницаемой перегородкой (диафрагмой или ионообменной мембраной) катодное и анодное пространства Тогда поступающая на обработ- ку вода либо последовательно проходит каждую из двух образовавшихся камер, либо циркулирует в одной из них.
Электролизеры нашли широкое применение при очистке сточных вод гальванических производств, так как сточные воды содержат разнообразные ионы металлов„а сама сточная вода является хорошим электролитом. Для увеличения интенсивности процессов электроизвлечения металлов из сильно разбавленных по ионам металла растворов используют объемные электроды. Принцип работы электролизеров с такими Рнс. 3.1. Электролизер: 1 — внсшняя непь; 2 — емкость; 3 — анод; 4 — катод; 5 — источник питания '1асть УП. Основное оборудование для очистки сточных вод 723 электродами заключается в том, что подвергаемый обработке раствор пропускают через каналы в теле объемного электрода, потенциал которого поддерживают на уровне, обеспечивающем протекание процесса извлечения с максимально возможной скоростью, т.е.
при предельной силе диффузионного тока. Имеются три типа объемных электродов: пластинчатые, объемно-пористые и псевдоожиженные. В первых электродах двух типов очищенный раствор проходит через каналы электродов. Пластинчатый электрод (рис. 3.2) представляет собой блок из пластин, расположенных перпендикулярно аноду и разделенных шайбами таким образом, что между соседними пластинами остается зазор для протекания раствора в направлении, перпендикулярном протеканию электрического тока. Условия элсктролиза выбирают такими, чтобы было возможно получать металлы в порошкооб- Рис. 3.2, Трехмерный катод пластинчатого гипа: 1 — токоподвод; 2 — рама; 3 — пластина разной форме. Металл удаляют из нижней части аппарата, где осаждаются частицы, оторвавшисся от катода под действием сил тяжести.
К объемно-пористым относят электроды (насыпные) из измельченного электропроводного материала, гранул металла, частиц или волокон графита. Катодный блок с объемно-пористым электродным материалом представлен на рис. 3.3. Он состоит из камеры, к боковым перфорированным стенкам которой прижат слой углеграфитового материала, служащего катодом.
Волокнистые углеграфитовые материалы получают прокаливанием текстильных материалов на основе вискозы. Обрабатываемый раствор подается через штуцер внутрь блока и, проходя через поры между углеродными нитями в направлении, парал- Рис.3.3. Катодный блок электрода из углецифитового материала(конструкция Р.Ю. Бека): 1 — камера; 2 — прижимная рама; 3 — перфорированная стенка; 4 — графнтовый материал; 5 — штуцер для подачи раствора Глава 3. Оборудование для электрохимических методов очистки Рис.
3.4. Установка электрохимической регенерации раствора для травления меди: 1 — элсктролиэеры; 2 — напорные баки; 3 — гидрозатворы; 4, 9 — теплообменники; 5 — насос", б — холодильная машина; 7 — аппарат для снятия осадка меди; 8 — емкость с 2%-м раствором соляной кислоты; 10 — сборник медного порошка пельном протеканию электрического тока, подвергается электролизу. Металл (обычно благородный), осажденный на такой электрод, при возможности подвергается прямой плавке вместе с основой.
Электроды третьего типа, так называемые псевдоожиженные, представляют собой подвижные слои электропроводного дисперсного материала (графита, металла), контактирукпцие с расположенными в объеме слоя токосборниками. Циаметр отверстий в токосборнике меньше среднего размера частиц подвижного слоя.
Скорость движения потока такова, что основная масса частиц циркулирует от вершины слоя к основанию, постоянно контактируя с токосборником. Рассмотренная аппаратура нашла применение в установках, обеспечивающих выделение металлов из сточных вод и жидких отходов раз- личных производств. На электрохимической установке (рис. 3.4) можно выделять металлическую медь из растворов, используемых для травления металла. Процессы удаления меди с части изделий (травление) получили широкое распространение, в частности, в производстве печатных плат„ Травильные растворы содержат обычно как минимум два компонента: окислитель (ЕеС1,) и соляную кислоту. Отработанный раствор, содержащий ионы меди и восстановленную форму окислителя (РеС1,), поступает в теплообменник 4,. где его охлаждают рассолом, циркулирующим с помощью насоса 5 от холодильной машины о.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
