Мурадов Ш.О., Панжиев У.Р.

ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ СОЛЕНЫХ ВОД

Мурадов Ш. О., Панжиев У. Р., Каршинский инженерно-экономический институт, Карши, Узбекистан

Для реализации гидратной технологии деминерализации коллекторно-дренажных, подземных и шахтных вод важное значение имеют давление и температура гидратообразования, так как они определяют режимные характеристики технологического процесса деминерализации вод, а также выбор насосов, компрессоров и материалов конструкционных элементов, используемых устройств и установок. На основании анализа литературных и экспериментальных данных, а также расчетов авторами получены следующие условия образования гидрата СО₂ в системе СО₂ + Н₂О (рис. 1).

Рис. 1. Условия образования гидрата двуокиси углерода в системе СО₂ + Н₂О (поле выше кривой — область существования гидратов; Р — давление; T, t — температура)

Исходя из экспериментальных данных, в качестве оптимального принят температурный интервал 275—279°К, которому соответствуют равновесные давления гидратообразования 1400—2500 кПа. Температурные интервалы 273,1—274,9°К и 279,1— 283, ГК составляют некий «режимный» запас прочности. Они примыкают к верхней и нижней квад-рупольным точкам, вблизи которых процесс гидратообразования резко ослабевает. Кроме того, они необходимы для регулирования процессов теплообмена.
Разработанная установка «Мурвалпан» отличается тем, что в качестве источника образования гидрата СО₂ предполагается использовать сжатую под давлением или сжиженную двуокись углерода, что существенно упрощает конструкцию (рис. 2).

Рис. 2. Схема установки «Мурвалпан»

Установка состоит из последовательно соединенных между собой баллона 1 со сжатым или сжиженным углекислым газом, газового счетчика 2, камеры гидратообразования (гидратной ячейки) 3, которая для усиления процесса теплообмена оребрена. Газовый баллон 1 через счетчик 2 соединен с гидратной ячейкой 3 посредством газопровода 5, а гидратная ячейка 3 со шламонакопителем 4 — посредством шламопровода 6. Сброс гидратов в виде гидратного шлама осуществляют по шламопроводу 7. Гидратная ячейка 3 размещена в термостатируемой холодильной камере 8 и снабжена водопроводами 9 и 18, газопроводом 11, манометром 12 и термометром (термопарой) 13. Таким же термометром (термопарой) 14 снабжена и холодильная камера 8. Шламо- и газопроводы 6, 7, 9, 11, 18 снабжены вентильными кранами 10, 15, 16, 17, 19. Шламонакопитель 4 размещен в холодильной камере (термостатирующей рубашке) 20. Газовый баллон 1 снабжен редуктором высокого давления 21. Стрелками показаны направления движения газа, воды и гидратного шлама.
Допускается замена холодильной камеры 8 охлаждающим змеевиком, размещенным внутри камеры гидратообразования 3. С целью интенсификации процесса гидратообразования внутри камеры 3 могут быть размещены магнитная или скребковая мешалка. Холодильные камеры 8 и 20 могут быть совмещены.
Установка работает следующим образом. Из баллона 1 через редукторы высокого давления 21 по газопроводу 5 газообразная двуокись углерода поступает в гидратную камеру 3, размещенную в холодильной камере 8. Гидратную камеру 3 через водопровод 9 предварительно на 3/4 объема заполняют водой и охлаждают до Тдис СО2 при данном значении Рдис. Расход газа контролируют счетчиком 2, температуру — термометрами 13 и 14, давление — манометром 12. В камере 3 происходит образование гидрата. Гидрат через шламопровод 6 отводят в шламонакопитель 4, размещенный в холодильной камере 20, а оттуда по шламопроводу 7 — потребителю. Сброс излишков воды и газа осуществляют по водопроводу 18 и газопроводу 11 путем открытия вентильных кранов 10 и 19.
Шламонакопитель 4 снабжен солемером (измеритель минерализации) 24, контролирующим концентрацию солей М в г/л. При достижении требуемой величины (1—1,5 г/л) вода поступает через вентиль 16 потребителю. Если вода не соответствует требованиям (М > 1,5 г/л), открывается вентиль 22 и по водопроводу 23 вода заново поступает в камеру гидратообразования, повторяя цикл до достижения требуемого качества очистки.
Гидратообразование в камере 3 осуществляют при давлении 2000—3000 кПа и температуре 2—4°С в течение 1,5—2 ч. Затем вентили баллона 1 закрывают (поступление СО₂ в ячейку 3 прекращают), и температуру в холодильной камере 8 понижают до минус 10—15°С. В ячейке 3 будет происходить падение давления, что свидетельствует о дальнейшем протекании процесса гидратообразования. После стабилизации положения стрелки манометра 13 процесс считают завершенным. Стабильное давление, показанное манометром 12, есть Р_диспри данной температуре существования гидрата.

SALINE WATER TREATMENT TECHNOLOGY

Muradov Sh. O., Panzhiev U. R., Karshy Engineering Economics Institute, Karshy, Uzbekistan

The designed device is intended for production of gas hydrate during contacting of hydrate-forming gas with the collected drainage, underground and mine water, including gas washing and decomposition to generate fresh water and gas. The carbon dioxide is used as hydrate forming gas. The specific energy consumption for the proposed technology ranges from 2 to 6 kW.h per 1 m³of treated water, which is approximately 10 times below the energy usage rates in similar technologies.

Главная страница

Сведения об авторах

Мурадов Шухрат Одилович, к. т. н., доц., зав. кафедрой защиты окружающей среды и экологии, Каршинский инженерно-экономический институт, просп. Мустакилик, 225, Карши, 730019, Узбекистан. Тел. (75) 32-19-91. E-mail: m.oikosdogrambler.ru, m.oikosdogmail.ru

Панжиев Улугбек Рустамович, ассистент, кафедра защиты окружающей среды и экологии, Каршин-ский инженерно-экономический институт, просп. Мустакилик, 225, Карши, 730019, Узбекистан. Тел. (75) 32-19-91. E-mail: m.oikosdogrambler.ru, m.oikosdogmail.ru

Последние изменения внесены 24.04.07