WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

При плотностях тока 400 и 600 А/м2 наибольшее количество пропущенного через электролизер электричества расходуется на извлечение из сточной воды гидроокиси натрия (40,8% и 40,6% соответственно), а наименьшее (19,8% и 27,2% соответственно) – на извлечение сульфата натрия. Дальнейшее увеличение токовой нагрузки на электролизере соответствует уменьшению доли заряда, пошедшей на извлечение гидроокиси натрия, так как при этом она полностью выделяется из стока и затраты электричества на ее извлечение остаются постоянными.

Таблица 4 – Затраты электричества на процесс извлечения, и из стока первой ступени и выход по току

Плотность тока, А/м2

Затраты электричества на извлечение, Ач

Сумма затрат 2, Ач

Выход по току, %

Сумма затрат 1

400

7,24

(40,8%)

7,01

(39,5%)

3,51

(19,8%)

17,76

(100%)

19,2

92,5

600

9,45

(40,6%)

7,49

(32,1%)

6,34

(27,2%)

23,3

(100%)

28,8

80,9

800

9,45

(34,6%)

9,49

(34,7%)

8,38

(30,7%)

27,32

(100%)

38,4

71,1

1000

9,45

(30,7%)

11,27

(36,6%)

10,08

(32,7%)

30,8

(100%)

48,0

64,2

1200

9,45

(26,9%)

13,9

(39,6%)

11,78

(33,5%)

35,13

(100%)

57,6

61,0

Время для всех процессов было одинаковым и равнялось 8 ч.

Затраты электричества на извлечение хлорида и сульфата натрия возрастают с увеличением токовой нагрузки на электролизере как в натуральном, так и в процентном количестве. При этом на извлечение хлорида натрия расходуется немного больше заряда, чем на извлечение сульфата натрия. Максимальное извлечение этих примесей из сточной воды наблюдается при плотности тока 1200 А/м2 через 8 часов процесса и составляет 95% для хлорида натрия и 91,2% для сульфата натрия.

Выход по току, рассчитанный по результатам, полученным в процессе извлечения примесей из стока, определяется плотностью тока в электролизере. С ростом плотности тока происходит уменьшение выхода по току. Так при плотности тока равной 400 А/м2 выход по току составляет 92,5%, а при плотности тока – 1200 А/м2 выход по току составляет 61,0%.

Процесс извлечения примесей из стока второй ступени так же определяется токовой нагрузкой на электролизере. Сравнительный анализ изменения концентрации, и (рисунок 5б) указывает на достаточно высокую интенсивность извлечения сульфата натрия и гидроокиси натрия. При этом интенсивность изменения концентрации хлорида натрия оказывается довольно низкой. Следует отметить, что подобное течение процесса наблюдается при всех токовых нагрузках.

Таблица 5 – Затраты электричества на процесс извлечения, и из стока второй ступени и выход по току

Плотность тока, А/м2

Затраты электричества на извлечение, Ач

Сумма затрат 2, Ач

Выход по току, %

Сумма затрат 1

400

15,98

(78,7%)

0,82

(4,0%)

3,51

(17,3%)

20,31

(100%)

20,6

98,6

600

20,50

(76,8%)

1,10

(4,1%)

5,10

(19,1%)

26,70

(100%)

28,8

92,7

800

24,02

(73,0%)

1,40

(4,3%)

7,47

(22,7%)

32,89

(100%)

38,4

85,7

1000

27,34

(67,4%)

1,79

(4,4%)

11,44

(28,2%)

40,57

(100%)

48,0

84,5

1200

29,85

(63,0%)

2,13

(4,5%)

15,40

(32,5%)

47,38

(100%)

57,6

83,1

Время для всех процессов было одинаковым и равнялось 8 ч.

Наибольшая часть количества электричества (от 63,0% до 78,7%), пропущенного через электролизер, расходуется на извлечение гидроокиси натрия, а наименьшая часть (от 4,0% до 4,5%) – на извлечение хлорида натрия. При увеличении токовой нагрузки на электролизере часть количества электричества, пошедшая на извлечение гидроокиси натрия, убывает, а доля заряда, затраченного на извлечение сульфата натрия, возрастает. Максимальная степень извлечения,, из стока наблюдается при плотности тока, равной 1200 А/м2 и составляет 68,5%, 81,7% и 94,9% соответственно.

Выход по току, рассчитанный по данным, полученным при изучении процесса извлечения примесей из сточной воды, определяется плотностью тока. При увеличении плотности тока в электролизере происходит понижение выхода по току. Так при плотности тока равной 400 А/м2 выход по току составляет 98,6%, а при плотности тока – 1200 А/м2 выход по току равен 83,1%.

Концентрация гидроокиси натрия, образующейся в катодной камере электролизера, определяется его режимом работы. Скорость генерирования максимальная для начального момента времени постепенно убывает, стремясь к постоянной величине. Содержание гидроокиси натрия в катодной камере увеличивается с ростом плотности тока – таблица 6.

Таблица 6 – Концентрации в катодной камере, и в анодной камере электролизера

Плотность тока, А/м2

400

600

800

1000

1200

1 ступень

Конц., г/дм3

93,1

138,1

163,4

180

196,3

Конц., г/дм3

45,5

76,9

98,1

113,4

129,2

Конц., г/дм3

2,3

2,0

1,8

2,7

3,1

2 ступень

Конц., г/дм3

118

151

182

211,4

232,2

Конц., г/дм3

20,1

46,4

64,2

76,7

84,9

Конц., г/дм3

0,37

0,43

0,33

0,35

0,48

При этом концентрация, полученная из сточной воды второй ступени выше, чем из первой. Так, через 8 часов электролиза при плотности тока 1200 А/м2 из стока первой ступени получается гидроокись натрия с концентрацией 196,3 г/дм3, а из стока второй ступени получается гидроокись натрия с концентрацией 232,2 г/дм3. Выход по току, рассчитанный по, образующейся в катодной камере аппарата, достаточно хорошо согласуется с выходом по току, рассчитанным по результатам извлечения примесей.

Скорость образования серной кислоты в анодной камере электролизера выше при обработке стока первой ступени. Максимальная концентрация наблюдается при плотности тока 1200 А/м2 и равна 129,2 г/дм3 в случае первой ступени и 84,9 г/дм3 в случае второй ступени. Выход по току серной кислоты намного ниже выхода по току гидроокиси натрия. Это обусловлено тем, что кроме иона в анодную камеру электролизера мигрируют ионы и. Следует отметить, что при электрохимической переработке сточной воды первой ступени выход по току серной кислоты уменьшается с ростом плотности тока, а при переработке стока второй ступени наоборот возрастает.

Ионы, мигрирующие в анодную камеру, не полностью разряжаются на аноде. В результате в анодной камере присутствует соляная кислота. Какой либо зависимости концентрации соляной кислоты от времени электрохимической обработки сточной воды обеих ступеней обнаружено не было. При этом в случае переработки стока первой ступени, концентрация соляной кислоты выше, чем в случае переработки стока второй ступени. Так через 8 часов электролиза при плотности тока 1200 А/м2 содержание соляной кислоты в анодной камере составляет 3,1 г/дм3 при обработке стока первой ступени и – 0,48 г/дм3 при обработке стока второй ступени.

Процесс переработки реального стока исследован на сточной воде от регенерации и отмывки анионообменных фильтров второй ступени состава: - 18,7 г/дм3, - 1,4 г/дм3, - 14,2 г/дм3, - 3,1·10-3 г/дм3 при плотности тока 600 А/м2. Исходный объем сточной воды составлял 6,5 дм3. Электролиз проводился в течении 8 часов. В результате обнаружено, что в катодной камере образуется, с концентрацией 153,2 г/дм3, а в анодной камере образуется - 47,6 г/дм3, - 0,29 г/дм3 и - 8,2·10-3 г/дм3.

Заключение

Исследование состава воды в створе реки Белая Стерлитамакского водозабора, подаваемой на получение обессоленной воды, состава сточных вод установки водоподготовки Стерлитамакской ТЭЦ и электрохимической переработки этих стоков позволяет модернизировать существующую технологическую схему обессоливания (рисунок 6) введением в нее операции электрохимического получения серной кислоты и гидроокиси натрия из сточной воды анио- нообменных фильтров. Так же при этом будут получаться водород, хлор и кислород. Количество полученных веществ в месяц будет составлять: - 8,95 т, - 21,25 т, - 0,53 т, - 5,69 т, - 1,96 т. Хлор можно ис- пользовать для получения гипохлорита натрия, на это израсходуется 6,4 т. В процесс регенерации ионообменных фильтров можно направить 8,95т и 14,85 т. Водород на Стерлитамакской ТЭЦ используется для охлаждения генераторов.

Рисунок 6 – Схема водоподготовки на Стерлитамакской ТЭЦ

ВЫВОДЫ

1 Исследовано состояние воды водозабора в створе реки Белой в районе г. Стерлитамак РБ по 11 показателям на основе данных лаборатории Стерлитамакской ТЭЦ за последние 17 лет. Мониторинг воды, проведенный методом анализа временных рядов, показывает:

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»