Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность
в Яndex
Главная >> Библиотека технических статей >> Экономия тепловой энергии >> >>

Анонсы

17.11.17 Заседание Рабочей группы по синхронизации отраслевого и коммунального законодательства по вопросам начислений за ресурсы и коммунальные услуги подробнее >>>

13.11.17 Шорт-лист Премии WinAwards Russia/«Оконная компания года-2017»! подробнее >>>

13.11.17 Инновационные технологии обсудят на панельной дискуссии конгресса в Санкт-Петербурге подробнее >>>

Все анонсы портала

Новое на портале

13.11.17 Юбилейный 50-й выпуск журнала "ЭНЕРГОСОВЕТ" посвящен конференции "Теплоснабжение-2017. Функционирование в новых условиях" подробнее >>>

07.11.17 Страна поставлена "на счётчик" // видео подробнее >>>

02.11.17 Энергоэффективный капремонт: миф или реальность? // интервью подробнее >>>

20.10.17 На заседании в Правительстве РФ обсудили энергосбережение и повышение энергетической эффективности подробнее >>>

Все новости портала

Еще по теме Экономия тепловой энергии

Cтраницы: 1 | 2 | следующая >>

Теория и практика  применения комплексонов в энергетике

 

Г. Я. Рудакова, В. К. Ларченко, Н. В. Цирульникова (ФГУП «ИРЕА»); г. Москва

Создание энергосберегающих процессов и оборудования, позволяющих обеспечить экономию топливных и энергетических ресурсов, является важнейшей задачей современного производства. Один из путей решения этой проблемы состоит в обеспечении надежной и эффективной работы теплообменной и теплоэнергетической аппаратуры.

Общеизвестно, что предприятия различных отраслей промышленности (химической, нефтехимической, газовой, нефтяной, металлургической и др.), большой и малой энергетики, коммунального хозяйства являются мощными потребителями воды из поверхностных и подземных источников. В результате возрастающая минерализация водоисточников, а также многократное использование ограниченных объемов воды и сточных вод в контурах охлаждения вызывают загрязнение оборудования систем теплообмена отложениями малорастворимых солей и продуктов коррозии. Интенсивное солеобразование характерно для теплообменных аппаратов систем охлаждения и нагревания. Совершенно очевидно, что солеотложения на поверхности теплообмена приводят к значительному перерасходу топливных и водных ресурсов, снижению эффективности работы оборудования, а зачастую и выходу его из строя.

Таким образом, успешное решение проблемы накипеобразования, обеспечивающее чистоту поверхностей систем водопользования, позволяет избежать всех названных негативных явлений и снизить экологическую напряженность в окружающей среде.

Основными путями решения этой проблемы являются:

•   периодическая химическая очистка оборудования путемрастворения отложений;

•   обессоливание воды с помощью ионообменных установок(Na+ и Н+ -катионирование). Существенный недостаток данногоспособа состоит в наличии больших количеств высокоминерализованных сточных вод и большого расхода свежей воды, идущейна отмывку ионитных фильтров;

•   стабилизационная обработка воды с помощью ингибиторов солеотложений, в ходе которой в подпиточную воду вводятсяхимикаты, препятствующие образованию накипи.

Практически все перечисленные способы успешно реализуются с помощью комплексонов.

Ранее в качестве ингибиторов солеотложений применяли в основном неорганические полифосфаты. Ингибирование процесса солеотложений с помощью полифосфатов основано на явлении порогового, или субстехиометрического, эффекта, открытого в конце тридцатых годов XX века, когда было найдено, что гексаметафосфат в дозах от 1 до 10 миллионных долей (ррm) способен задерживать или ингибировать выделение твердой фазы из пересыщенных растворов карбоната кальция. С этого времени полифосфаты стали широко использоваться в качестве ингибиторов солеотложений в промышленных водооборотных системах. Недостатками подобных соединений являются стабилизация растворов только с низким уровнем карбонатной жесткости, подверженность полифосфатов гидролизу, образование фосфатного шлама.

Аналогичный эффект ингибирования солеотложений был обнаружен у органических фосфоновых кислот.

В СССР работы по применению фосфорсодержащих комплексонов для стабилизационной обработки воды в оборотных системах ТЭЦ, ГРЭС и АЭС начались в конце 70-х годов прошлого столетия на основе результатов совместных исследование УралВТИ и ИРЕА.

Исследования влияния органофосфонатов-комплексонов на процесс кристаллизации карбонатов кальция, сульфатов кальция и бария, проведенные зарубежными и российскими учеными, позволили высказать предположение, что действие ингибиторов объясняется адсорбцией их на поверхности зародышей, в результате чего прекращается рост кристаллов. В ингибировании имеет значение и фактор комплексообразования. Наибольшим эффектом, вероятно, должны обладать реагенты, сочетающие поверхностно-активные и комплексообразующие свойства.

Адсорбция комплексонов на твердой фазе описывается с помощью изотермы Ленгмюра, величина ее не превышает 0,2 мг/г. Механизм ингибирующего действия, вероятно, заключается в избирательной адсорбции реагентов на активных центрах образующихся кристаллов, что препятствует их дальнейшему росту и агрегации. Поскольку пересыщенный раствор, в котором находятся микрозародыши твердой фазы, является системой термодинамически неустойчивой, адсорбция комплексона способствует смещению равновесия согласно принципу Ле-Шателье в сторону растворения зародышей. В результате комплексен высвобождается для взаимодействия с новыми флуктуациями плотности (зародышами). Этим обстоятельством и объясняется эффективность действия субстехиометрических количеств реагентов. Предотвращение осадкообразования в пересыщенных растворах неорганических солей субстехиометрическими количествами (микродозами) ингибитора принято называть пороговым эффектом. При этом следует отметить, что эффективность фосфонатов (при использовании миллионных долей) в 5-10 раз выше, чем неорганических фосфатов.

Фосфонаты оказались весьма эффективны для предотвращения осадкообразования таких малорастворимых веществ, как карбонат кальция, сульфат кальция. Величина эффекта зависит от природы соли и ингибитора. Например, ОЭДФ эффективна для карбоната кальция, сравнительно малоэффективна в случае сульфата кальция и является одним из самых эффективных ингибиторов осаждения фосфата кальция. Влияние мольного соотношения ингибитор/кальций носит немонотонный характер (рис. 1).

При слишком малых количествах фосфонат не в состоянии замедлить кристаллизацию, и в системе образуются осадки. Далее по мере относительного увеличения содержания ингибитора наблюдается область субстехиометрического ингибирования. При дальнейшем увеличении количества фосфоната вновь образуется зона «неоднородности». Эта область наименее изучена. Наконец, при превышении соотношения [инг. ]: [Са2+] > 1 система переходит в область истинных растворов в результате стехиометрического взаимодействия Са2+ с органофосфонатом (реакций секвестрования, маскирования), поэтому Са2+ растворе обычным титрованием не определяется.

Следует заметить, что карбоксилсодержащие комплексоны, в частности трилон Б, также могут служить в


качестве маскирующего агента. Однако механизм их действия заключается в умягчении воды за счет комплексообразования с ионами кальция, что препятствует образованию осадков сульфатов или карбонатов кальция. При этом в отличие от фосфорсодержащих лигандов взаимодействие карбоксилсодержащих комплексонов с солями жесткости предполагает стехиометрическое соотношение реагентов, участвующих в процессе.

О некоторых особенностях внедрения фосфонатов-ингибиторов солеотложений в системах теплоснабжения

Применение фосфонатов в качестве ингибиторов солеотложений (антинакипинов) в системах теплоснабжения позволяет отказаться от традиционной водоподготовки с ионообменными фильтрами и, как следствие этого, приводит к значительному сокращению потребления свежей воды (т. к. расход воды на собственные нужды установок умягчения и обессоливания составляет от 20 до 50 % от всей пропущенной через фильтры воды), ликвидации сбросов сточных вод, дает возможность теплопроизводящему оборудованию работать в безнакипном режиме на воде с различным химическим составом (в том числе при карбонатом индексе значительно выше нормативного).

В настоящее время в качестве антинакипинов в теплосетях могут быть использованы ОЭДФ, ИОМС, реагенты группы аманатов, ПАФ-13, которые выпускаются в России и имеют разрешения на применение в системах теплоснабжения (рис. 2).


Несмотря на высокую, подтвержденную многолетней практикой эффективность антинакипинов, применение фосфонатов нередко приводит к отрицательным последствиям (забивание теплообменных трубок сетевых подогревателей и водогрейных котлов карбонатами кальция и магния). Особенно это характерно для тех случаев, когда внедрением технологии стабилизационной обработки воды занимаются организации, не имеющие стендовой базы для отработки технологии использования фосфонатов на конкретном объекте, зачастую не контролирующие в полной мере процесс стабилизационной обработки воды в период внедрения, не учитывающие теплотехнические характеристики объекта.

Для разработчиков технологий применения фосфонатов одним из важнейших инструментов является методика подбора наиболее эффективного ингибитора солеотложений применительно к конкретному объекту.

При отработке технологии стабилизационной обработки воды с помощью фосфонатов принципиальное значение имеет воспроизведение в опытах реальных технологических условий работы теплообменного оборудования.

Во многих случаях экспериментальная обработка режимов проводится при кипячении воды в открытых емкостях, максимальная температура эксперимента 100 °С, хотя кипение воды не моделирует условия работы водогрейного оборудования, так как развитого кипения воды в котле к принципе не должно быть. Поэтому при экспериментальной отработке технологии стабилизационной обработки воды для данного объекта необходимо использовать специальные автоклавы, где с помощью давления (~ 2 атм.) создаются условия, препятствующие кипению. Эксперимент проводится при 120 °С.

Другой пример некорректного технологического решения - применение фосфонатов при повышенных температурах и низких скоростях движения циркуляционной воды.

Четкая дозировка качественного ингибитора - одно из непременных условий его успешного применения.

К сожалению, исследования по уточнению качества выпускаемых промышленностью антинакипинов ОЭДФ и ПАФ-13 показали, что содержание «рабочего» вещества от партии к партии может резко меняться. Реально это должно приводить к изменению дозы ингибитора, вводимого в воду теплосети, которая, как правило, рассчитывается по концентрации «рабочего» вещества в поставляемом реагенте. Поэтому при обработке сетевой воды фосфонатами необходимо обращать внимание на содержание в продукте основного вещества и именно по этой величине рассчитывать эффективную рабочую дозу ингибитора.

Cтраницы: 1 | 2 | следующая >>

печатьраспечатать | скачать бесплатно Теория и практика применения комплексонов в энергетике, Рудакова Г. Я, Ларченко В. К, Цирульникова Н. В. , Источник: ГУ «Кузбасский центр энергосбережения»,
www.cesako.ru

скачать архив архив.zip(77 кБт)


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2017
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей

Регулятор отопления для зданий для устранения перетопов подробнее