автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Удаление аммиака из промышленно-бытовых сточных вод при их использовании в системе оборотного охлаждения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ V РЕСПУБЛИКИ

АЗЕРБАЙДЖАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ НЕФТЯНАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

ТАРХИНИ АКРАМ МОХСЕН (Ливан)

УДАЛЕНИЕ АММ1 ЧА ИЗ ПРОМЫШЛЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ,, ПРИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В СИСТЕМ ОБОРОТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

05.14.14 — овые электрические станции >пловая часть)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Баку — 1995

Работа выполнена в Азербайджанской государственной нефтяной академии.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор АБДУЛЛАЕВ К. М.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор МАЛАХОВ И. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор БАБАЕВ И. С.,

кандидат технических наук ИБРАГИМОВ Г. Ш.

Ведущее предприятие: АзНИИ «АзВОДГЕО».

Защита состоится » 1995 г. в часов

на заседании специализированного совета Н 054.02.01 при Азербайджанской государственной нефтяной академии (370601, г. Баку, пр. Азад-лыг, 20).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанской государственной нефтяной академии.

Автореферат разослан « ¿У /СС&с^Д^) 1995 г.

Решением совета пр. № 2 от 09.01.95 г. разрешена защита по истечении двух недель после выпуска реферата.

Ученый секретарь специализированного совета, к. т. н., вед. научн. сотр.

АГАМАЛИЕВ М. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ?АЕ01Ь1

Актуальность работы. Дефицит пресной зодц во многих регионах ставит задачу использования в промцшлеином водоснабжении прогз-годствснно-бытозих сточицх вод. 3 отличие от городских сточных зод (ГСЗ) они содержат более високие концентрации примесей производственного происхождения, б частности органически); соединений и амиоязЯного азота, органические соединения удаляется традиционным методом биологической очистки. Задача удаления 'Щ была ре-иена в основной для ГСВ с содержанием /Л1£ до 20-ЭЭ мг/л.

Между тем существует больхая группа производственно-бытовых сточных вод с содержанием /ЛЦ от 33 до 300 иг/л. Использование этих вод в промышленном водоснабжении 730, крупных котельных, водоемких системах оборотного охлаздетшя (СОО) различных предприятий позволит з значительной степени уменьшить дефицит пресной вода.

Цель работы, разработка элективной технологии очистки произ-водственно-бытозых сточных зод от аммонийного азота о целью повторного их использования для питания СОО, паровых котлов ТОО и котельных и подачи на технологические нуяды промпредприятий. Основными задачами проведенных- исследований являлись:

- определение эффективности процессов удаления аммиака з массо-обыенннх аппаратах из производственно-бытовых сточных вод;

- определение эффективности удаления аимиака в грздирне с применение« метода математического планирования экспериментов;

- изучение закономерностей протекания процессов коррозии поверхностей теплообмена из меди, латуней, медиопикелезнх сплавов а неркавещих сталей в производственно-битовой сточной воде с повышенными концентрациями аммонийных соединений;

- разработка технологии абсорбции /Л!3 из газовоздушной смеси и утилизация абсорбционных растворов;

- разработка технологических схеи деаммониэацип производственно-бытовых сточных зод и условий их использования в промышленном водоснабжении.

Научная нови зга работы. Изучено закономерности десорбции аи-ииака в скрубберах, определена эффективность отдувки //Н3 з строкой диапазоне исходных концентраций аиыоппя от температуры н числа ступеней скрубберов. обоеяоетия возможность эффективной1 __ отдувки //нэ в одноступенчатое трехкаскаднои аппарате при определенном сочетании конструктивных- и физико-химических параметров

процесса.

Исследованы закономерности отдувхи аммиака з С00 с градирнями, построена математическая модель, описывавдая эффективность естественной отдувкк л'Нз в градирне в зависимости от исходной концентрации аышаха, температуры нагрева охлаждающей воды, значения рН добавочной воды и кратности сиены объема охлакдающай воды л системе.

Электрохимический и гравиметрическим методами определены скорости коррозии меди МЗ, латуни ЛО-62, медно-нике.г.евых сплавов МНЖ5-1 и МНН-ДЦ-33 и нержавеющей стада 12Х16НЮТ. установлено, что для исследованных марок металлов возникновение питтингов маловероятно, а для нержавеющей стали доказана устойчивость к меж~ кристаллитной коррозии.

Определены основные технологические показатели процесса абсорбции из газо-воздушиой смеси, получаемой при отгонке аммиака из производственно-бытовых сточных вод. предложены схема и технология переработки абсорбционных растворов в товарны., продукт-сульфат-нитрат-аммония.

Разработаны новые экономичные , экологически'совершенные схемы деаммонизации производственно-бытовых сточных вод, используемых для приготовления добавочной воды СЭО, пароводяного цикла и теплосети ТЭС и котельных, а также для технологических нужд промпредприятий.

Практическая ценность работы. Результаты исследований:

- позволяют вовлечь в хозяйственный оборот промышленных предприятий большую группу производственно-бытовых сточных вод, отличающихся 'высоким содержанием жн^;

- обеспечивают возмокность эффективной десорбции аммиака из производственно-бытовых сточных вод в маосооомекных аппаратах и в системах обе ротного стлделия с градирнями;

- предотвращают загрязнение атмосферы аммиакам (отдуваемым из сточных вод воздухом) за счет поглощения его абсорбционными растворами, позволяют перерабатывать отходы процесса деаммонизации

в пенные минеральные удобрения;

- позволяют прогнозипсаать коррозионную стойкость поверхностей теплообмена СОО из различних марок иеталлоь;

- назли практикеокое применеиие б проекте реконструкции схемы технического водоснабжения вахиского Азотно-тукового завода (АТЗ). Согласно данным генпроектировщика узбекского научно-исследова-■тельского института "ХМЩРСЕКТ ожидаемый5 экономический эЭДект

от разработанных рекомендаций составил 8 млн. руб/год (а ценах 1990 г.).

достоверность результатов. Достоверность результатов обоснована применением апробированных и --общепринятых методик исследований, использованием совершенных математических и физических моделей, адекватность» полученной математической модели исследуемому процессу, согласованностью полученных результатов с литературными данными к результатами исследований других авзсров.'

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: научно-техническом совещании "Утилизация сточных вод", г.Юкноук-раикск, 1991; научно-практической конференции стран СНГ "Совершенствование систем водоснабжения и канализации НПЗ", г.Уфа, 1992; на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава АзгОСНефтякоК Академии за 1991-199!» гг.

Публикации. По результатам исследований, изложенных в диссертации, опубликовано 6 научных трудов.

Структура и объем диссертации. работа изложена на 159 с трак? ■ цах (введение, шесть глав и выводы)содергит 33 рисунка ., 25 таблиц и список использованной литературы из П1 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

Зо введении обосновывается актуальность теьгы диссертации, характеризуется состояние проблемы, формулируется цель работы.

В первой главе сделан аналитический обзор составов производственных и производственно-бытовых сточных вод различных проипред-приягий и применяемых штодов их деашонязации, установлено наличие на предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промилленности большой группы сточных вод с повышенным содержанием аммонийного азота (до 260 -- 300 иг/л шр, пригодных к использованию в качестве вторично водных ресурсов. В таблице I приведены характерные составы рассматриваемых вод. -

да к видно 43 приведенных данных, ашонийоодергадие лроизводзт-венно-бытовыо оточные зоды, как правило, содержат повышенные концентрации органических веществ. Поэтому использование их е системах техводоснайкения в на технологические яукдн возможно лишь после баологлчесхсй очясткя.

6

Таблица I

Характерные составы аымонийсодержащих произЕодотвенно-бьтовых сточных вод

Ингредиенты Концентрации

гпХа пиис

РН 7-8 7-9,2

иг/я 28-80 160-260

хпк, ыг 0?/л 25-60 360-660

БПК, мг Ор/л 20-35 300-500

Окисляемооть, мг Ор/л 12-16 20-140

мг-экв/л. 3-5 6-7

сг ыг-экб/л >5 6-10

мг-экв/л З-б 8-20

КС05 мг-экв/л 2-5 7-8

Р0|-, мг/л 2-3 3-5

НО- ло^мг/л 8-15 26-53

При проведении, последней в традиционном режиме (без стадий' нитрификации - денитрификации) основное количество аммония в сточных водах сохраняется, в связи с чем возникает необходимость радения на последуюаих отадиях' доочистки.

Выполненный аналитический обзор показал, что для очистки производственно-битовых сточнцх вод с характерными повышенными концентрациями аммонийных соединений наиболее эффективно применение методов тдувки М3 воздухом после соответствующей щелочной обработки. условия дальнейшего использования очищенных производственно-бытовых сточных вод должны рассматриваться с учетом остаточного (после отдувки) содержания /УН3. Исходя из этих положений, сформуйрован-. цель и ко;.чретиые задачи работы.

Вторая глава и-овящена технологии удаления аммиака в массооб-иенных аппаратах, ¿".ли та ты производственно-бытовых сточных вод при-готавливались с характерьнми для верхнего уровня концентраций исходными содержаниями /УН^ 160-260 иг/л. на экспериментальной установке физической модели скруббера была исследована эффективность десорбции /УН3 от температуры и числа последовательных отдувок при характерном (для скрубберов) расходе воздуха гооо и3 из г и3 воды (ряс.1).

Как видно из приведенного рисунка, наиболее значимым факторгч является число отдувок. Соответственно, в промышленных схемах следует ориентироваться на применение одной или двух ступеней скрубберов.

Необходимый эффект очистки достигается при высоких расходах воздуха (1000 ..I3 ка I .м3 воды). Поэтому, наряду с приведенным визе, бил исследован второй вариант отдувки аммиака л одном трехкаскадном аппарате о перекрестным движением еоды и воздуха при ограниченном его расходе 500 нэ на I и воды.

Необходимый эффект очистки достигается за счет увеличения поверхности контактз воды с воздухом.

рис.1. Зависимость остаточной концентрации /ЛЙ от числа отдувок при Щ исх.-ГбОмг/л (I). -260 мг/д (2) и 6 =>40°С (а), ч 50"С (в), 606С (с).

Таблица 2

Оптимальные параметры процесса десорбция аммиака

Параметра яроцэсоа размерность Оптямзльныо значения

"нач. мг/л 260 ,

скон. иг/л 34

¿Шы °С 60

"Ьводы' гао,аЛ °С 54

П. каскад °С 48

1. каскад °с 42

Плотность орошения «7м2 ч. Я)

расход воздуха и3/и3 500

€ зоздуха 30 '

к.п.д. юядого каскада 0,9 - 0,92

Скорость податя воздуха ы/о ,

На ряс .2 показана конструкция трех-каскадного аппарата с каплевидными элементами. В процессе эксперимента варьировали рядом параметров: к.п.д., температурой ОТГОНЮ!, плотностью орошения, ■-•иолом каскадов. В результате перебора указанных параметров найдены оптимальные условия десорб-

ции

1\1Н3 (табл.2).

---- ^S

..Л ж

___L

'"ТУ

ж л 1

ч; 1 ___ /J^eiiij« 1

а

рис.г(а). Трехкаскадкый деоорбционныЯ аппарат.

1-штуцер подачи воздуха; 2-корпус; 3-глухая тарелка; 4-воздушный патрубок; 5-массообменная тарелка; 6-штуцер подачи воды; 7-штуцер выхода ' - воздуха; р-переливной патрубок; 9-'штуцер слива

воды.

(б), шссообменная тарелка из каплевидных элементов: Х-основание; 2-каплевидный элемент; Э-стеркень.'

в главе 3 иооледована эффективность удаления nh3 в системах оборотного'охлаждения (ООО), оборудованных градирнями о естественной аэрацией.

Как известно, СОО являются крупными потребителями воды, в которых осуществляется процессы аэрации охлаждающей воды, аналогичные рассмотренным выше. Продувка ООО попользуется на ТЭС и других промпредприятиях для приготовления добавочной воды других систем. Поэтому было признано целесообразным исследовать закономерности отдувки аммиака в процессе охлаждения води в градирне. Исследования проводили на экспериментальной установке - физической модели СОО с башенной градирней, применялся метод математического планирования эксперимента типа 23-

В качестве значимых факторов были избраны температура нагрева оборотной ео^ы (¿), исходная концентрация Л'Н^ (С^*') и значения рН в добавочной пропзводстзетшо-битовой сточной годе, уровни факторов, их физические и кодированные значения, фориули переход-; от кодированных к физическим приведены в табл.з.

Таблица 3

Исходные данные плана экспериментов

уровни факторов Значения факторов

Наименование Код Кодированные (X)

К1 ■

физические СО)

1. °С Ч"/Н£, мг/л РН

верхний уровень +1 ' 50 80 9,г

Нулевой уровень 0 35 • 55 . 0,6

Нижний уровень -I 20 30 0,0

Интервал варьирования I 15 25 0.6

■формула перехода 1 «35+-13ХГ рН=8;б+ 40,бХ3

Температурный диапазон 20-50°С соответствует различным условиям эксплуатации теплообменной аппаратуры на ТЕС я ппоипредпрк-

исх

ятаях. Коходноз содержание /УН^ - 30-80 мг/л соответствует нижнему уровню характерных концентраций в производственно-бытовых сточных водах (табл.2) . Диапазон значений рН - 8,0-9,2 обоснован использованием в СОО-добавочной воды без предварительного известкования ( НСО'х^^мнр либо после реагентной обработки (известкования или содоиэвесткования).

В качестве целевой функции у принимается установившаяся остаточная концентрация аммония в оборотной (продувочной) воде (С^+О при .ииных параметрах водного режима. Этот показатель эг-еще к от кратности упаривания. Предзарительнши опытами била определена область, в которо!} влияние этого фактора практически нивелируется ;Ку»1,5). Поэтому э ослзвны:: опытах кратность упзривания составляла Ку *-1,3.

В результате полкой" статиста веской обработки, включаоаог, •->-■ незнаниикиэЗДнцкектов по *рит*£«и Стыи^-кта и проургу

адекватности уравнения по критерию Фишера было получено следующее уравнение регрессии:

; у = 16,6 - 4,63Xj * 8,58ХЛ-2,58X3-2,15ХЯК3 Ф '

Из статистического анализа этого уравнения следует, что наибольшее влияние на целевую функцию омывает исходная концентрация иона аммония, увеличение последней приводит к возрастанию остаточного содеряакпя /Л1+ .в системе. ¿¿лее в порядке значимости следуют температура яроце'сса о?;;у?кк я клачана рК. Оба ати фактора входят в уравнение с отрицательно знаком, что предопределяет уменьшение целевой функции при их возрастании. Следует отметить, что отрицательный знак перед коэффициентом парного взаимодействия, включающего исходную концентрацию //н^', оказывает некоторое компенсирующее воздействие на возрастание целевой функции при увеличении С^д*'.

уравнение регрессии <1) ~ натуральное шештабе

гост _ / сспщ 4w//

■ 3$5pH - 0,5It 'ом -рн

(2)

сяic'W»*

*5S пул

R Ф I*4* Ь Сличим о рН

& к

Графическая иллюстрация этого 'уравнения приведена на рис.3 в виде зависимостей остаточной концентрации //н+, рассчитанных для

различных параметров вод- .....—.......—--------------------- -

нохкыического рекша СОО. Анализ полученных зависимостей показывает, что увеличена*; температура с 20 до 50°С увеличивает степень отдувки на • ~28,5-69 % (в зависимости ОТ исходной !.'.' н-центрации иона ашл;; ия ЗЭ-80 мг/л). Влияний величина рн на остаточное содержание иона аммония неоднозначно. для верхнего предела исходной концентрации МЦ 80 мг/л увь Учение рН от 8,0 до 9,2 повышает степень отдувки на 31 t, tciv : как для исходной концентрации 20 мг/л изменение величины сн практически не влияет на процесс отдувки.

рис.*1. Зашоинссть остаточной концентраций -УШ от величин рн для раз-личкух ri& и температур.

В главе 4 приведены результаты исследования коррозионного поведения металлов поверхностей теплообмена в охлзвдагаей производственно-бытовой сточной воде, коррозионные процессы достаточно полно исследованы для условий работы С00 на природных водах и до-очищенных ГСВ с содержанием аммония до 20-30 иг/л. Поведение медных сплавов и нержавеющих сталей в воде с повышенными концентрациями аммиака в присутствии активаторов коррозии С£' , ¿¡0*~, /"01 было неизвестно.

для исследования были выбраны характерные представители используемых металлов: медь ю, латунь ЛО-62, медно-никелзвые сплавы Ш5-1 я ШЛ-ДЦ-ЭО и нержавеющая стзль 12Х18НЮГ. Исследования проводили электрохимическими и гравиметрическими методами, объем исследований включал определение скорости общей коррозии, оценку возможностей питтингозой коррозии, для нергзвесцэй стали определяли такхсе склонность к меккристаллитной коррозии. Скорость коррозии меди, латуни, ые-дно никелевых сплавов и нержавеющей стали определяли методом пересечения катодной и анодной поляризационных кривых, которые снимали с помощью потенциостатического комплекса.

Результаты прямых гравиметрических измерений представлены на рис.4. ВЗк видно пз рис.4а, коррозионные потери меди к латуни возрастают во времени, причем наклон кривых монотонно уменьшается, что свидетельствует о тор-моевнии коррозионного процесса во времени.Средняя скорость коррозии меди за 2 месяца составила 1.14'Ю~2г/м2.час, а латуни --0,9-Ю"2г/м2 -чао.

Гравиметрические испытания мсд-

'о г ю\ час

Рис,ц. Изменение во временя коррозионных по терь:

а) меди ю (I) а латуни ЛОбэ-1 С2) в охлаждав.:эй воде;

б) сплавов :лШ5-1 П): Шр(г): Ш5(з); ;да-дц-зэ-1А-г (ч) в о,] Паи-

ноникелевых еплавоз (рис..'»б) в 0,1 ;( растворе NxCf показ«что скорость коррозии сплава МИ ДЦ еостагляет кГэ г/ц^-час. только даже в растворах' с относительно высокой конце игр,•»паз!' х/о-

,1 и

Гидов, облегчавших про?екаю« коррозионного процесса, средняя скорость коррозии меднонихелэвых сплавов о высоким содержанием никеля ни.те, чем меди и латуней в охлаждающей производстве¡шо--бы-товой сточной воде. Однако для медноникелеього сплава характерно торможение анодного процесса во времени за счет образования на его поверхности плотных продуктов коррозии меди и никеля. Следовательно, уже в первые несколько дней про исхода'" заметное снижение скорости коррозионного разрушения.

КЗк известно, в природных водах, содержащих ИС03< ,50^ , N0}, С2~, медь подвергается питтинговой коррозии, в связи с этим была изучена склонность металлов к штанговой корроз/.и в произ-водственно-бцтовой сточной воде. Были получены потенциодинамичес-кие анодные поляризационные кривые меди и латуни в широкой области потенциалов"(рис.5а). на приведенных кривых можно выделить два участка с разиьа» наклоном. По мере смещения потенциалов в область положительных значений появляется участок слабой зависимости тока от потенциала. Это объясняется наличием в производственно-бытовой сточной воде достаточного количества активирующих ионов,которые обуславливай! растворение

меди и латуни одновре- — " - — менно по Есей поверхности. (Мощение участка активного растворегая латуни относительно меди объясняется растворением цинка. Однако ото имеет место только в начале контакта металла с раствором, в даль"ейвем ход кривой показывает отсутствие питтинговой коррозии .

Е.Ынв-,)

Lji№/cs> V

рис.5. Анодные поляризационные кривые:

а) меди М3(1; и латуни Л062-1 (2) в охлаждающей воде;

б) сплавов MHS5-I (I); МН10(2); МН15(3); Ж-ДЦ-30-1А-Г (Ч) з СЛ К ' мл нее f i. п тмился

Исследования питтянговой коррозии медноникелевах сплавов проводили в карбонатно-бикарбонатном растворе, так как исследовнша в небуферных растворах не позволяли уверенно прогнозировать возможность ее протекания. К3г< видно из рис.56,на сплавах МНЯ-Ди и МН-15 пи тти нго об па зо мни я не должно быть, так гак потенциалы коррозии з производственно-бытовой сточной воде не достигнут 0,9 В.

Керкавесвая сталь имеет вчсокув коррозионную стойкость. Однако ее недостаток - схлокисз?;, при некоторых условиях ;: :'с:;:крис-таллитной коррозии и питткнговой коррозии вследстгпе пару леки я пассивного состояния.

На рис.6 приведены поляризационные крир'.'З -'еркавеющей стали 12Х18Н10Т в охлакдзицей произ-

водство нао-Октовой сточкой воде. Скорость равномерной коррозии, определенная по пересечению анодной и катодной поляризационных кривых, была самой низкой из рассмотренных металлов. В области потенциалов до ч0,7 3 каблсдастгя устойчивое пассивное состояние. При боже высоких значениях потенциалов на анодной кривой происходит возрастание тока в результате локальной депассивацяи приводящей к питтингоаой коррозии. Однако в диапазоне реальных концентраций примесей производственно-бытовой сточной воды такое смещение потенциала маловероятно.

Склонность неркаЕеюцей

-од

/

Рис.6, Катодная (I) и анодная (2) поляризационные кривые стали 12ХТ8НЮТ в деаэрирован ном ^2) и аэрированном (I) растворе, имитирующем охлаждающую воду, стали к межкристаллитнсй корроаии определял»; снятием анодной кг -вой обратного ходя. Так как при этом на обра пой кривой не пол:.-лялся пик тока, следовательно нержавеющая сталь в рассматрих-зе». условиях устойчива к межкристаллитной коррозии.

В главе 5 рассмотрены вопросы абсорбции |уН3 из воздуха а .. и-лизации абсорбционных растворов. В связи с ограничением саинт^ н^ми органами выбросов Nн3 в атмосферу требовалось обеспечить его утилизацию из отходящих газов.

5

-

На рис,7 показана предлагаемая схема поглощения /Ун3 кислыми растворами - смесью серной и азотной кислоты. В схеме установлен вихревой абсорбер, разработанный йзан-ским химико-технологическим институтом. Абсорбер обладает высокой производительностью, скорость прохождения газа 2025 м/сек. Расчеты показали возможность улавливания НН3 в одной аппарате до остаточного его содержания в воздухе 20 мг/мэ.

Загрязненный воздух с со-

ШЗГй, ^

А

л.

№

I' !1 I I

рис.7. Принципиальная технологическая схема абсорбции аммиака

1-вихревой абсорбер; 2-сбо-рники исход.водн;аэотной и серной кислоты; Э-смеситель; ¿»-сборник циркуляр.раствора; 5-насосы; б-вентиляторы.

дерганием /¿Н3 0,16-0,35 г/ы3 при темпер

уре ед°С подастся в вихревой абсорбер, циркуляционный раствор из емкости с помощью насоса подается через центрально расположенный' ороситель и разбрызгивается в виде капель размером-200-500 мкм. Очищенный зоздух выбрасывается в атмосферу. Раствор, насыщенный МН3, собирается в сборник.

Полученные в схеме абсорбционные растьоры утилизируются в виде твердого или жидкого удобрения сульфат-нитрата аммония. техноэ логическая схема для получения гранулированного удобрения включает нейтрализацию избыточной кислотности газообразным НН3, упари-Ебкие разбавленных солевых растворов до концентрации 50 3», грануляцию, сушку упаренного раствора в аппарате БГС (барабан-грануля-тор-сушилка) за счет тепла дымовых газов при Ъ =200°С. Дымовые гззы после БГС очищаются от пыли в циклонах и выбрасываются в атмосферу. Готовый пр>; 1У"<т (удобрение) охлаждается и подается на упаковку.

В диссертационн.-'.; работе подробно даны технологические параметры процесса и длл условий Веского АТЗ рассчитан материальный баланс веществ, используемых в процессе переработки абсорбционных

растворов.

В глаье 6 на основании результатов проведенных исследований пр-илг^нн сх^мь очистки и повторного использования аымонийсодер-прокзрлдтгъснно-бытовмх сточных вод в системах оборотного ■ '".!!■ •• н-т-пле испарите лей и котлов.

На рис.8 показана'схема для условий использования производственно-бытовых сточных вод в ССО. При содерганки

N Х-80 ыг/л мокко не применять предварительное удаление N Н^, то есть

Рио.8. Схема очистки и повторного использования производственно-бытовых сточных вод в ССО: 1-осветлитель; 2-бак; з-насос; ¿»-теплообменник; 5-окруббео; б-вихревой ' абсорбер; 7-аеханический фильтр; С-гра-дирня; 9-конденсатор.

узел отдувки в скруббере из' приведенной схемы '

исключается, так показало в гл.э, аммиак эффективно отдувается в градирне, а остаточные его концентрации в обороткой воде не приводят к развитию питтинговой и мзякристаллятной Коррозии металл:-.!

поверхностей теплообмена (гл.<»). При .оодеркзняи > 00 иг/л

предварительная очистка от в скрубберах (с утилизацией дзс бярованного аммиака) обязательна. Это обусловлено нзобхо/Лмостю предотвращения загрязнения атмосферного воздуха отдуваемым аммиаком. При подготовке добавочной соды в пароводяной цикл ТЭС таксе необходимо удаление основного количества N.H3 в скрубберах, а остаточного содержания Иа-катаоюрованием в схемах уыягчениц и Н-катионированием дистиллята в охемах термического обгссодиваштя.

Ш рис.9 приведена охема очистка и шторного использования производственно-бытовых сточных вод подземного "Ареала" разработанная для Вахтового аэотно-тукового завода. Схема прэдусматрИЕ?-ет очистку сточных вод от NH3 в трэхкаскадном аппарате с утяляг-j-цией аммиака, последовательное их использование в двух водооборог-них циклах и - последующее' пятапие продувочяой водой СОО (пооле ез умягчения) котлов и испарителей.

Рис.9. Схема очистки и повторного использования аммонийсодеркащйх производственно-бытовых сточных вод на Вахшоком АТЗ 1-осЕетлитель; 2-бак; >насос; 4-теплооб-менник; 5-каскадный аппарат; б-вихрегой абсорбер; 7-отстойник со взвешенный слоем осадка; 6-механический фильтр; 9-градирня; Ю-конденсатор; Ц-катионитные фильтоы; 12-испаритель; 1>-тарогенератор.

вшода ■

I. Выполнен аналитический обзор составов, методов очистки и условий повторного использования производственно-бытовых сточных ьод в системах оборотного охлаждения ТЗС и других проипредпри-птнй. показано, что аммонийсодергащие производственно-бытовые сточные веды составляют больиую группу водоисточников, повторное использование которых в промводоснабкении будет способствовать решению проблемы дефицита пресной воды и уменьшению загрязнения прирс.тых водоем .з. Обоснована применение для деам-мо1!йзации прои: пдственно-Снтовых сточных вод метода отдувки в скрубберах и гр;дирнях. Исходя из результатов обзора сформулированы задачи исследования.

3. Исследована эффективность отдувки аммиака в скрубберах. Для характерных повышенных концентраций аммония в производственно-бытовой стачной воде определена степень отдувки аммиака в зависимости от температуры подогрева жидкости и числа последователе!!« отдувок. -"Сесновага целесообразность организации- про-

цесса деаммонпззции в одну, шковиум see ступени nnt температуре 60°С. рекомендован ре sat щелочной обработки води ир пред-очястке з зависимости от соотнопения неходких концентраций бикарбонатов и аммония.

3. Исследована эффективность отдувкя аммиака з трех каска дном аппарате. Обоснована возможность интенсификации процесса десорбции wH3 увеличением площади десорбции, з качестве основного мзссообменного устройства рекомендована тарелка, полотно которой составлено из каплевидных элементов, установлены оптимальные параметры процесса: средние температуры отгонки на каждом каскаде, плотность орошения, число тарелок в каскаде, при соблюдении которых удельный расход воздуха составляет 500 м3 на I м3 воды, а концентрация аммиака сникается с 260 до 31 мг/л.

1». Исследованы закономерности отдувки-аммачга в системах оборотного охлаждения (СОО) с градирнями, работзщих на производст-венно-бытозой сточной воде. Построена математическая модель, характеризующая эффективность отдувки аммиака на градирне в зависимости от исходной концентрации, температуры охлаждающей еоды, значения рН добавочной воды. Выявлено преобладающее влияние 'акторов исходной концентрации ЫН^ и температуры, установлена возможность отдувки 7СН80 % аммиака в диапазоне реальных параметров работы СОО. Остаточные концентрации 1чн£ в продувочной воде СОО 8-2'4 мг/л позволяет использовать ее на технологические нужды.

5. Проведено исследование коррозионной стойкости меди, латуней, меднонякелсвых сплавов и нержавеющей стали в охлаждающей про-изводственно*битовой сточкой воде, »ртодаыи пересечения поли-ризациенннх кривых и гравиметрическими испытаниями определены скорости равномерной коррозии металлов. Снятием анодных поляризационных кривых в охлаждающей производственно-бытовой стс^ ной воде и в модельных растворах изучена склонность металлов к питгинговой коррозии, установлено, что в строкой области потенциалов ксследоваянуе шркп металлов растворяются рэвмомерю без образования питтингов. мгтодом лотенциодинамической реактиваций установлена устойчивость нержавссдей стали к межкристаллитной коррозии.

6. Разработаны схема я технология абсорбции аммчака отгоняемого воздухом из производстзенно-бытовых сточных вод з 5 i-ном ряст-воре солей нитрата и сульфата аммония под/исленно»: смесю азотной и фосфорной кислот.

Предложены схема и технология переработки абсорбционных растворов в твердое удобрение сульфат-нитрат-аммонкя. рекомендованы рабочие параметры и расчитакы материальные балансы процессов абсорбции и переработки абсорбционных растворов.

7. По результатам исследований разработаны экономичные, экологически совершенные схемы деаммонизации производственно-бытовых сточных вод используемых для приготовления до Юбочной воды систем оборотного охлаждения, генерации пара и тэплоснабяения на ТЭС, в производственно-отоштедьнах котельных н на других пр ом предприятиях. Разработана технологическая схема для проектирования промышленной установки очистки и повторного использования производственно-бытовых сточных вод в водооборотных циклах и на приготовление питательной воды котлов и испарительной установки Вахшокого азотно-тукового завода, на примере Вахшского АТЗ показано, что экономическая и экологическая эффективность разработанных решений достигаемся за счет "коно-мий дефицитной пресной воды, предотвращения загрязнения природных водоемов и воздушного бассейна, утилизации и переработки абсорбционных растворов с получением кийеральных удобрений

Основное содержание диссертации опубликовано и следующих работах:

1. Тархини A.M., Полетаев Д.Н., Шлахов И.А. Доочистка производстве нно-бытовых сточных вод, используемых на ТЗС и АЭС от характерных загрязнений. - штериалы научно-технического совещания "утилизация сточных вод". - Юшоукраинск, 1991. - С.94-96-

2. Результаты исследований и перспективы использования морских и городских оточяых зод в энергетика /К.М.Абдуллаев, И.А.Шла-хов, М.М.Агамалиев, Л.Н.Полетаев, А.Ы.Тархини //ученые записки АзГНА. - 1992. ~ П. - С.32-41.

3. Организация беспродузочной работы систем оборотного водоснабжения НПЗ /Й.А.'йлахов, Л.Н.Полетаев, A.M.Тархини, А.Ианаб-Айхам //штериалы научно-практической конференции специалистов СНГ. - Уфа, IS92. - С.23.

4. Полетаев Л.Н., Косиодамаансквй В.Е., тархини А.Ы. Разработка технологии деш<монизацил производственных сточных вод о повышенный содержанием аммонийных соединенна. - Ученые записки АЗГНА. -.1992. - »6. - 0.33-35.

5. Коррозяонпе поведение меди и латуней в прон8водственно-быто~ во! сточной воде /А. 11.Тархини, И.¿.Шлахов, Г.А.Боков,

И.К.Мардакоз //теплоэнергетика, - 1994. - Л2. - С..7-80. 5. коррозионная стойкость мэдноникелевнх сплавов а пэрглвевдей стали в охлаждающей производственно-бытовой сточной воде /Г.А.Боков, !1.К.Шрваков, И.А.Малахов, Д.И.Тархтш //»шил к технология воды. - 1994. - Т.16. - .'зЗ. - С.295-300.

АВЖШСШ

BôjYK ó::p rpyn а:.с.!0ниу:л ааркибл:: catmje~!»maî чсркаб cy-лирй авкара чкхорул;:б га бувлара а^:овмуусузлаа-и.рдкглан совра амалик еловдрик стансу ялорт'В, газавхиналарив га д::хап сон ajo луассисаларин дэгру cojyina сясге:.июр];пда xa 1ахколо;::и аэлабат-1 лар учуй исте^адасаиш! ;:arca;',ayj гунлугу эсаславд^рил^б,

AibiOHjaiîiiB скруббврлэрдэ, V4 яаллали ;;0л-г.:у0ад!!лв аппарат-лир-j. va» m гри/дриэли дэдру cojyiMa сдсхе:.шр::пд9 десорбсзЗакив гавувауЗ гу вдуглари тадгкг олуиуб. Ыанк.ал с нора- га ыншал харч-ларя ида aa-.!OHjajc;n говудаа просвсавлв опекал парад« грларм аа"-jBH олукуб.

ïapî;;:6^'i!,\a ¿у:-;сэк - 3C-CÛ ¡.¡г/л Ií^ олан соЗудучу асгеЬсалат - .".акло! чиркаб суларунаа :.:кс, да'хун, шс-накел аркп1::лэра да п славна в поладав коррозиЗаЗа дова:ш(лаги аадгпг олувуб.

ЭЗроналая ыегял иэзлар:ш*в пяттлвг i.орро зиj¿jо íiна, паслапш- .• jai! попадав аса hea да крлсгалюгеараса коррозлЗаЗа rapaw д^зам-лйлуги îa"jim олуйуб.

ИстеЬсалаг - малшэт 4ini;aö суларкн^н aawnjasi.'» aöcopöciija-cv г.» Ьака эяыпэснла гоаулавса л а .абсорбера наЬсулзарзвив ам-?!оаиум oyawíái-Bátpax вэклавдэ барк xYöpa'js с"иал олуама мсем-лари явиавмляб»

Дввру cojyuia ешкешпио. ö yxapvct ксворасвЗаси '»» истхляк яэчЬаваакндо влага cyjy» Ьавирлышастс учуй ииеЬселаг - мадш i чиркаб суларзвун ошовйуясузлаядвриасуи'ув • кмясада.еяолоаз va-Ьагдан'намамлакгьш схемларя' гаклзф. сигунуб.

Тадглгаалиргн натачай: эсасивда Ваха изоаъукз-ссдунуп ис-твЬсалаг-мэяял чарнаб сулсрпкк аакрар е"аас ' ва. гвгяалавмася асхволс далэкшп:б ки, бу д:! двару cojyraa снссюнарспда,

бухарлаидврича с» гавайларыз/Т^ vexuzKg су'тачйазаи лаЗпЬэсявд» истафадэ олувуб.

Ипзсади сэмсча 1990-чм таив ТЕЗг.аалэрпга кора ял» С шш. . руб. отцшнл едвр.

Тархияв дкрам . iakcsn

Esípy cojyi'Ma систвшгаркндэ саваЗ«-.маишат чарка Ö суларкидай всти^ада вдаркав ажюнЗамв гоаулшси.

ABSTRACT

The expediency is brought out of using ammonia-content in-dustriul-doraestic v.-usto waters at thermal power stations, boiler-housea and other industries in circulatory cooling 3ysten>3 and technological water supply after deamioniation. Investigations have been curried out of desorption of ammonia in threc-cascade isassexcharge apparatus and in circulctory cooling 3ystens with cooling towerj.

Optinura parameters huve bsen determined of the blo'/itug-up of ammonia at the minimum energy and capital expenditure.

Corrosion resistance of copper, brass, copper-nickel aloys and stainless stell in cooling industrial-domestic waste water with u increasing content of UH4 30-80 lis/1. Resistance of the sv. died sorts of metals to pitting corrosion and stainless steel to inter-crystalistic corrosion lias been established.

Schemes have been developed of adsorption of cnnoriia blowr:-up by air from industial-done3tic waste water3 and retr atmc-nt of absorption solutions converting to solid furtilizfir - ajnmonia sulphate and nitrate.

i'odern economic, ecological schemes have been suggested fo> deucraoniation of industrial-domestic waste water to pre pi re rcaka-up later of the circulatory cooling systems, atearr generation a:" heat supply.

Зяк./$ Тир. 100 Печ. л./ С' Тип. АГ11А Баку-ГСП. пр. Азадлиг, 20