CC BY
4УДК 62
ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ ХИМИЧЕСКОГО ЦЕХА ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ МЕМБРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ, НА ПРИМЕРЕ САКМАРСКОЙ
ТЭЦ
Гаджиев Ф.А., студент группы 17Стр(м)ТГМП, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: gadzhiev-f@list.ru
Научный руководитель: Демидочкин В.В., канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой теплогазоснабжения, вентиляции и гидромеханики, Оренбургский государственный университет, Оренбург
В настоящее время на Сакмарской ТЭЦ остро встает вопрос об эффективности имеющихся методов очистки воды. Недостаточно очищенная вода приведут к образованию накипи и коррозии, которые в свою очередь увеличивают расход сжигаемого топлива и ведут к быстрому износу котла, поэтому необходимо использовать воду соответствующего качества.
Ключевые слова: методы очистки воды - дистилляция, ионообмен, электродиализ; химическая водоподготовка, мембранные технологии очистки воды.
На Сакмарской ТЭЦ используется химическая водоподготовка, она проходит несколько этапов очистки [1]:
- двухступенчатое обессоливание - 300 т/ч (протекает для уменьшения общей жесткости, общей щелочности и минерализации воды);
- Na-катионирование - 520 т/ч (гарантирует отсутствие накипеобразований на греющих поверхностях котлов и теплообменников);
- конденсатоочистка - 164 т/ч (защищает блок от проникновения в него примесей, поступающих с присосами охлаждающей воды);
- предочистка: известкование с коагуляцией - 800 т/ч (осуществляется для снижения щелочности, декарбонизации, частичного умягчения и снижения солесодержания воды).
На сегодняшний день в помещении склада и в химическом цеху хранятся и используется опасные химические вещества: серная кислота и гидроксид натрия, в случае утечки или разлива которых, могут серьезно пострадать все объекты окружающей среды [2].
Для уменьшения такого рода экологической опасности, предлагается сократить количество реагентов, находящихся на складе, однако суммарная вместимость оборудования хранения реагентов составляет: кислоты 352 м3, щёлочи 371 м3 и превышает необходимое количество для эксплуатации установки обессоливания воды в течение месяца [2]. Таким образом, для более эффективного решения вопроса экологической безопасности необходимо изучить вопрос альтернативных способов водоподготовки, исключающих подобные риски для окружающей среды.
Анализируя современные способы водоподготовки [3] можно сделать вывод, что существующие методы обладают схожими возможностями в технологическом отношении. Однако представляется обоснованным кроме чисто технико-экономических факторов, также учитывать и ряд других, не менее существенных, а именно факторы экологии.
Исходя из имеющихся материалов [4, 5, 6] Сакмарская ТЭЦ вносит существенный вклад в загрязнение атмосферы, поэтому в данном случае необходимо подобрать не только экономически-эффективный метод водоподготовки, но и наиболее чистый.
Одной из таких вариантов водоподготовки является обратный осмос. Сущность метода заключается в том, что простыми фильтрами удаляют крупные частицы, а мембранным фильтром - все остальное, включая коллоидные соединения и мелкие частицы.
Главными преимуществами являются:
- высокое качество получаемой воды;
- отношение: производительность/габариты - лучшее по сравнению с другими методами обессоливания - дистилляцией, ионообменом, электродиализом;
- относительно низкие эксплуатационные затраты;
- низкая энергоемкость.
Так же метод имеет свои недостатки:
- необходимость тщательной предподготовки воды для обеспечения большой производительности мембран и длительного срока их службы;
- большие капитальные затраты;
- большой объем сбрасываемого концентрата (с учетом компоновочных решений расход пермеата может составить 75-80% исходной воды, концентрат - 20-25%) и, следовательно, значительный расход исходной воды.
Имеется не мало примеров внедрения данной технологии на российский рынок, одним из таких примеров является Казанская ТЭЦ-2 [7], метод позволил:
- сократить расход химических реагентов на очистку воды (расход серной кислоты снизился в 2,5 раза, щелочи - в 2,3 раза);
- сократить объемы хранения опасных веществ (кислоты, щелочи), что повысило безопасность производства;
- вывести из эксплуатации и демонтировать комплекс старых зданий на общей площади около 2700 м2.
На основе проанализированных отечественных источников, можно сделать вывод, что для повышения эффективности и безопасности Сакмарской ТЭЦ, представляется необходимым более подробно изучить возможность применения технологий водоподготовки с технологией обратного осмоса.
Литература
1. Гамм, Т.А. Обоснование способа снижения класса опасности химического цеха Сакмарской ТЭЦ / Т.А. Гамм, В.Д. Баширов, С.В. Шабанова, Р.Ф. Сагитов, А.А. Гамм, Ю.О. Задорожная // Молодой ученый. - 2016. - № 9.1. - С. 22-24.
2. Гарицкая, М.Ю. Оценка экологического состояния территории, прилегающей к Сакмарской ТЭЦ / М.Ю. Гарицкая, О.Н. Нечитайло. - Оренбург, 2009. - С. 4.
3. Левин, Е.В. Оптимальные пути модернизации существующих систем очистки сточных вод Сакмарской ТЭЦ / Е.В. Левин, Р.Ф. Сагитов, В.Д. Баширов, С.В. Шабанова, С.П. Василевская, Е.В. Волошин. - Оренбург, 2009. - С. 30-31.
4. Фрог, Б.Н. Водоподготовка: учебник / Б.Н. Фрог, А.Г. Первов. - М.: Издательство АСВ, 2015. - 512 с.
5. Нечитайло, О.Н. Геоэкологическая оценка состояния геологической среды и водохозяйственных объектов. - Оренбург, 2009. - С. 9.
6. Новая химводоподготовка на Казанской ТЭЦ-2 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tatgtncom.ru - (дата обращения 10.03.2018).
7. Шайхутдинова, А.А. Оценка экологического состояния снежного покрова территории, прилегающей к Сакмарской ТЭЦ г. Оренбурга / А.А. Шайхутдинова, О.В. Чекварева, О.С. Маркова. - Оренбург, 2017. - С. 6.
