Обессоливание расходы энергии

Обессоливание воды электрохимическим методом является специфической разновидностью электролиза воды. Здесь задача сводится к удалению иа воды загрязняющих ее солей. С энергетической точки зрения выгоднее затрачивать энергию на удаление малых количеств примесей, чем на выпарку большой массы воды, когда расход энергии составляет 25—50 кет ч/м . [c.46]

В трехкамерной ванне каждая камера деминерализации связана с двумя концентрирующими камерами, которые являются также электродными камерами, и энергия, расходуемая на электродах, составляет значительную часть всей расходуемой энергии. В многокамерном аппарате два электрода обслуживают большое число камер, причем достигается хорошее обессоливание, поэтому получается экономия в расходе энергии. Перенапряжение на электродах составляет обычно значительную часть от общей разности потенциалов, необходимой для работы трехкамерной ванны, в то время как в многокамерной ванне, состоящей, например, из 20 или более единичных ячеек, доля общей разности потенциалов, расходуемая на электродной системе, составляет небольшую часть от всех омических потерь аппарата. [c.11]

При электродиализе обессоливание и концентрирование происходят одновременно, но, как уже говорилось, в связи с пере носом воды эффект концентрирования ослабляется электроосмосом и осмотическим переносом воды. Японские исследователи рассматривают электродиализ как средство получения концентрирован- ных растворов из морской воды, при этом поток обессоленного раствора считается сбросным. При изучении этой проблемы [V2, К.15, 57, 114, 05, N19] свойства мембран подбирались в соответствии с расходом энергии и концентрацией получаемого рассола. [c.37]

Энергия для электродиализа. Плотность тока, употребляемая в процессе электродиализа, имеет большое значение с увеличением плотности тока увеличивается перенос соли на единицу поверхности мембран и, следовательно, растет нагрузка на установку. Было найдено, что при отсутствии сильной поляризации расход энергии, нгэ ходимой для данного обессоливания, приблизительно пропорционален плотности тока. [c.214]

Расход энергии. При использовании новых мембран расход постоянного тока для обессоливания подземной рудничной воды был равен примерно 2 квт-ч на 1 ж получаемого диализата, содержащего 1,0 г/л солей. Потребление энергии увеличивалось по мере разрушения мембран в любой момент срока службы мембран потребление энергии для получения 1 ж диализата, содержащего 1,0 г/л солей, приблизительно равнялось (при 25° С) [c.281]

Денис энергии ва единицу объема продукта колебалось. Это вызывалось расширением камер внутри пакета мембран. Такое расширение происходило в результате неуравновешенного давления между рассольными и обессоливающими камерами. Расширение камер при испытании еще более усиливалось в результате неравномерной толщины рам и прокладочного материала и вследствие того, что поперечное сечение пергаментных мембран имело не плоскую форму (мембраны вулканизировали не в плоском положении, а помещали на и-образную плиту так, чтобы они могли удобно войти в имевшуюся вулканизационную печь, см. гл. IV). Расширение камер обессоливания сопровождалось сужением выхода потока рассола, так что в рассольных камерах развивалось давление большее, чем в обессоливающих. Вспучивание было более резко выражено, когда размер пакета был невелик (в этом можно убедиться, если сравнить значения расхода энергии для 11- и 24-камер ных аппаратов, см. табл. 7.13). [c.285]

Основным ограничением производительности электродиализ-ных аппаратов является концентрационная поляризация на мембранах. Возникает она вследствие того, что числа переноса ионов через мембрану гораздо выше, чем в растворе. Иначе говоря, ионы проходят через мембрану быстрее, чем через раствор. Поэтому концентрация ионов у поверхности мембраны со стороны камеры обессоливания резко обеднена. С другой стороны мембраны ионы недостаточно быстро отводятся в глубь раствора, и у поверхности создается повышенная концентрация ионов. Поэтому в итоге устанавливается определенный поток ионов через мембрану, который регулируется диффузионными процессами доставки и отвода ионов. Концентрационная поляризация является причиной явления, при котором повышение плотности тока уже не приводит к интенсификации перехода ионов через мембрану. При предельной плотности тока концентрация ионов со стороны входа ионов в мембрану стремится к нулю и начинается перенос Н и ОН ионов, образующихся при диссоциации и электролизе воды, что нежелательно, так как это вызывает излишний расход энергии, изменяет pH воды и не приводит к изменению ее солесодержания. [c.137]

Наибольшее развитие мембранные методы нашли применительно к опреснению соленых вод [1]. Это объясняется прежде всего их экономичностью. Так, по данным [43], расход энергии в кВт ч на обессоливание 1 м морской воды различными методами составил [c.26]

Площадь мембран и расход энергии, необходимые для обработки определенного количества сточной воды, определяются применительно к конкретному типу мембран. В качестве расчетных параметров принимают производительность (Q, м /сут <7, м /ч) начальную концентрацию обрабатываемого раствора (Со) необходимую конечную концентрацию (Ск) степень обессоливания (Со/Ск). [c.108]

В каждом процессе обессоливания существует нижний предел расхода энергии. Этот предел зависит от исходного раствора. Необходимость затраты некоторого количества энергии для осуществления процесса обессоливания вытекает из универсальной стойкости любой смеси к разделению на две части с различной концентрацией солей. В процессе электродиализа это явление выражается потенциалами мембраны, которые противодействуют приложенному внешнему напряжению для осуществления процесса обессоливания. Общее объяснение этого явления основано на втором законе термодинамики. На основе представления о свободной энергии, вытекающего из этого закона, можно составить уравнения для определения минимальной энергии, необходимой для обессоливания. [c.146]

Экспериментальные данные по расходу энергии. Экспериментальные данные, представленные в этом разделе, получены Розенбергом и др. [541, которые провели тщательное исследование факторов, влияющих на обессоливание соленой и разбавленной морской воды с помощью электродиализатора ионике . [c.156]

Найдено, что расход энергии на единицу полученной воды при данном начальном составе ее и при данной степени обессоливания приблизительно пропорционален скорости потока продукта г, как это следует из уравнения (44). Это очень важно с экономической точки зрения, так как для данной скорости. [c.156]

Кривые показывают зависимость энергетического показателя от концентрации конечного выходящего потока. Данные получены на установке, специально смонтированной для этой цели. Она имеет 33 пары ячеек и дает 56,7 л/час 0,155-н. раствора при расходе энергии 1,2 кет (первоначальная общая концентрация солей в морской воде была 0,62-н). Объединение этих данных по расходу энергии с данными по разбавленной морской воде является основой для кривой обессоливания морской воды, представленной на рис. 12. Кривая / определена для установки, состоящей из ячеек одинакового размера, а кривая [c.159]

Рис. 14. Расход энергии в многокамерной установке с мембранами типа амберплекс — для обессоливания морской воды [90]. Количество хлористого атрия в исходном растворе 30 400 мг л. Установка состоит из 101 камеры. Поверхность каждой мембраны равна 0,093 м . Скорость потока раствора для мембранной пары (л час- м ) и энергетический показатель (вт-ч л-2) показаны в различных точках. Сплошной линией показаны экспериментальные данные, пунктиром — вычисленные теоретически

Для более подробного ознакомления с теорией установок, имеющих последовательное соединение ячеек, читатель может обратиться к оригиналу [81]. Расход энергии при обессоливании морской воды, производимом в такой установке, приведен на рис. 14 как функция концентрации раствора. Эти значения сравнены со значениями, определенными на основе теории, разработанной другими авторами. Систематической сравнительной оценки различных типов установок в литературе не имеется. [c.163]

Зависимость расхода энергии от степени извлечения кальция (обессоливания) представлена на рис. 3. Чтобы устранить влияние различных концентраций фосфористой кислоты на эту зависимость, ее исследовали для приведенного расхода энергии, равного = С [c.157]

Еще больший интерес ионитовые мембраны представляют для обессоливания воды, особенно океанской, где содержание солей достигает 36 г/л. При деионизации такой воды обычными методами, даже в случае ионитов высокой емкости, требуется частая их регенерация. Значительно выгоднее в экономическом отношении -опреснять воду в многокамерных ваннах, снабженных черед -щимися катионитовыми и анионитовыми мембранами (рис. 192), где в результате действия электрического тока очищенная вода накапливается в четных камерах, а удаляемые соли — в нечетных. Так как электрический ток служит в основном только для сообщения ионам определенного направления движения, расход энергии не превышает 30 кВт-ч на 1 т океанской воды. Установка крайне проста, и мембраны не нуждаются в регенерации. Этот же принцип нередко применяется для электролитической регенерации ионитов, что особенно важно для ионитов в смешанном слое, [c.591]

На основании длительной работы обратноосмотических установок по обессоливанию воды установлен расход энергии в количестве 8 кВт-ч на 1 м3 пресной воды, тогда как при опреснении дистилляцией расходуется 32—34 кВт-ч. [c.147]

Благодаря регенерации тепла горячих потоков тепловая нагрузка печей уменьшается на 20—25%. Более эффективное использование тепла горячих потоков достигается при совмещении процессов, например электрообессоливания и атмосферно-вакуумной перегонки на установках ЭЛОУ—АВТ (рис. 1.49). Для нагрева нефти перед электродегидраторами необходимо затратить много тепловой энергии. Так, на установке производительностью 3 млн. т в год нефти для электрообессоливания при 115°С требуется 21,9 млн. Вт тепла, а в случае обессоливания при 180°С — 40,8 млн. Вт. На установке ЭЛОУ— АВТ производительностью 3 млн. т в год нефти от горячих нефтепродуктов в теплообменниках снимается около 71,1 млн. Вт (согласно проектным данным). При оптимальных теплообменных схемах температура нагрева нефти достигает 250 °С и выше. Благодаря утилизации тепла горячих нефтепродуктов значительно уменьшается расход охлаждающей воды. [c.139]

Чем больше пластовой воды содержится в поступающей яа завод сырой нефти, чем больше минерализована пластовая вода, тем труднее подготовить нефть для переработки (нормируемое содержание солей 3 5 мг/л). На подготовку такой нефти приходится затрачивать дополнительные энергию, деэмульгатор, пресную воду. Поэтому целесообразнее организовать удаление пластовой воды и солей из нефти. непосредственно на промыслах в районах ее добычи. Однако вследствие сложившейся в нашей стране практики на нефтяных промыслах добываемая нефть только частично обезвоживается и почти нигде не обессоливается. Обычно на НПЗ поступают нефти с содержанием 0,5—1°/о пластовой воды и от 250 до 1000 мг/л солей. Для обессоливания таких нефтей расходуется 12—18% пресной воды на каждую тонну обрабатываемой нефти. [c.135]

Эти данные получены на опытной установке по обессоливанию воды, имеющей состав, указанный в табл. 4. Стоимость энергии принималась в 0,3 цента за I квг-ч [19, 54]. В настоящее время такая низкая стоимость энергии преобладает лишь в тех районах, где имеются запасы пресной воды и природного газа. Однако ядерная энергия может значительно изменить в будущем настоящее распределение стоимости. В табл. 6 амортизация принимается в размере 10% в год от стоимости всей установки и, кроме того, 5% от первоначальных расходов падает на проценты с капитала, страхование, налоги и косвенные расходы [54]. [c.171]

Расход энергии при обессоливании морской воды обратным осмосом с учетом транспорта воды, предварительной обработки и т. д. составил 8 кВт-ч на 1 пресной воды [238]. Аналогичные расходы при опреснении дистилляцией составили 32—34 кВт-ч. Расход энергии при обратиоосмотическом обессоливании может быть снижен до 4 кВт-ч иа 1 м пресной воды, если будет осуществлена регенерация энергии опресняемого раствора. [c.304]

Температура воды. Значение температуры исходной воды необходимо для расчета расхода энергии на обессоливание, который складывается из расхода на перенос солей через мембраны, преодоление электрического сопротивления мембран, дилюата, рассола и примембранных диффузионных слоев, а также на прокачку воды (раствора) через дилюатные и рассольные камеры аппарата. С повышением температуры снижается сопротивление мембран, дилюата и рассола, [c.83]

При глубоком обессоливании через ионообменные мембраны увеличивается осмотический перенос воды из камер обессоленной воды в рассольные камеры, что приводит к потерям воды. Экспериментально показано, что при концентрации солей в камерах обессоленной воды ниже 0,02—0,047о вследствие повышения сопротивления резко возрастает расход энергии, что не позволяет экономично производить обессоливание ниже указанного предела. Образование осадков связано с повышением pH раствора в катодной камере, а также с повышением концентрации труднорастворимых веществ в рассольных камерах. В этом случае на мембранах образуются осадки СаСОз, Mg(0H)2, Са304. [c.112]

Значительное повышение производительности и уменьшение затраты энергии в течение второго периода (см. табл. 8.8) обусловлено снижением электрического сопротивления, вызванным улучшением распределения жидкости между камерами. Уравнения (7.1) и (7.3) определяют расход энергии в любой период работы мембран на пергаментной основе при использовании их для деминерализации солоноватой рудничной воды. Однако ни одно из них неприменимо к установке в штате Гедулд, так как пределы обессоливания и плотность тока были другими. [c.320]

На стр. 156 было показано, что расход энергии для данного процесса обессоливания с помощью электродиализа приблизительно пропорционален скорости потока дилюата. Следует отметить, что существует определенная максимальная производи тельность для каждого аппарата. [c.167]

В настоящее время разработаны и эксплуатируются электродиализные установки большой производительности для обессоливания пресной воды. Так, в работе [66] сообщается о результатах наладки электродиализной установки призводительностью 250 м /ч для опреснения воды с солесодержанием 500—2000 мг/л. Установка состоит из двух модулей с 300 парами ячеек размером 1500X1500 мм. Оборудование установки выполнено из пластиков. Вода проходит предварительную декарбонизацию на слабокислотном катионите и умягчается на сильнокислотном катионите. Слабокислотный катионит регенерируется НС1, а сильнокислотный также НС1, но с добавлением частп рассола от электродиализатора. Расход энергии составил 1,77 кВт-ч/м . Снижение солесодержания составило в среднем 40% исходного. [c.183]

Питьевую воду с содержанием растворенных солей < 250 млн можно получить из морской воды в одну стадию с использованием высокоэффективных мембран. Приводимый ниже пример дает необходимую поверхность мембраны и расход энергии для одностадийной установки обессоливания морской воды производительностью ЮООм /сут. Чтобы рекуперировать часть расходуемой энергии, в схему установки включают турбину. Упрощенная схема процесса показана на рис. VIII-27 (см. также рис. VIII-21). Необходимые для расчета данные содержатся в табл. VIII-5. [c.463]

Опреснение океанской воды, как уже отмечалось, обычно проводится под давлением 6...7 МПа и выход фильтрата составляет 30...35%. При таких режимах значительный расход концентрата, выходящий под больщим давлением из обратноосмотических аппаратов, имеет существенный запас энергии, который целесообразно использовать для улучшения экономических показателей процесса обессоливания. Для рекуперации энергии потока концентрата применяют устройства двух типов [77]. [c.160]

Чередующиеся мембраны амберплекс А-1 и карбоксильные, изготовленные нами из поливинилового спирта и полиметакриловой кислоты, образовывали в пространстве между анодом и катодом десять концентрирующих и десять опресняющих камер. Мембраны прикреплялись к корпусным рамкам прибора при помощи резинового клея. Работа электродиализатора испытывалась на чистых растворах, содержащих 5—6 г/л урана и 1 г экв/л соляной или азотной кислоты. Удельный расход электроэнергии при удалении избыточной кислотности, так же как при обессоливании, определяется разностью концентраций в соседних камерах для заданного расстояния между мембранами и данной площади рабочего сечения ванны. Чем выше исходная кислотность, тем большая затрата энергии требуется для достижения определенной степени удаления избыточной кислотности. Поэтому выгоднее установки расчленять на ряд последовательных ступеней удаления избыточной кислотности, которых должно быть тем больше, чем выше исходная кислотность и чем ниже конечная. Удаление избыточной кислотности от 1 до 0,1 г-экв/л проводили в три стадии. Скорость потоков выбирали из расчета уменьшения концентрации исходного раст-13ора на 0,3 н. в каждой ступени. Схема трехкаскадной уста- [c.127]

Ну, а ионообменные установки Ведь в них не применяется никакого процесса выпаривания, не расходуется ни грамма топлива. Вот это последнее обстоятельство сразу и сказывается на экономике процесса. Чистая вода на этих установках получается в десятки раз дешевле, чем на выпарных установках. Но, во-первых, умягчение воды еще не является ее обессаливанием, а во-вторых, здесь мы не выделяем каких-либо продуктов в чистом виде. Вот, когда дело доходит до полного обессоливания воды и до регенерации сорбентов, тогда уже приходится применять и дорогостоящие реактивы (химикалии), на получение которых нужно было затрачивать энергию. И все же обессоленная путем ионного обмена вода гораздо дешевле дистиллированной, так как самый дорогой процесс — выпаривание — исключается. [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология