Комплексный метод очистки сточных вод гальванического производства

 

Локальная очистка сточных вод гальванического производства рассмотрена на примере процесса химического оксидирования стали, представленном на рисунке 1.

•

 

Рисунок 1 - Технологическая схема процесса оксидирования стали и локальной очистки сточных вод

 

Позиции: 1 - ванна химического обезжиривания; 2 – ванна теплой промывки; 3 – ванна холодной промывки; 4- ванна активирования; 5 - ванна оксидирования; 6 - ванна горячей промывки; 7 - ванна обработки в мыльном растворе; 8 - сушильный шкаф; 9 – ванна промасливания; 10 – накопитель кислотно-щелочных стоков; 11 - реактор; 12 – резервуар с серной кислотой; 13 - отстойник; 14 – шламоуплотнитель; 15 - фильтр; 16 - фильтр-пресс 17 - накопитель очищенной воды; 18 – накопитель шлама; 19 – насос

 

Функционирование технологической схемы

Детали, прошедшие механическую подготовку, монтируются на подвесочных приспособлениях, которые обеспечивают свободный доступ растворов к поверхности деталей, беспрепятственное удаление газообразных продуктов.

Далее детали поступают в ванну 1 на химическое обезжиривание в раствор, содержащем смесь щелочных солей: NaOH (30 г/л), Na₂CO₃ (20 г/л) и Na₃PO₄ (50 г/л). Процесс протекает при Т=50 – 70 °С в течении 10 – 20 мин. С поверхности удаляются органические загрязнители.

Детали промывают в ванне 2 теплой проточной водой при Т= 40 – 60 °С, затем - в ванне 3 холодной проточной водой.

Активирование в ванне 4 осуществляется в растворе H₂SO₄ (80 г/л) при Т = 15-25 оС в течение 1 – 2 мин.Происходит удаление с поверхности тонких слоев оксидов железа.

Детали промываются в ванне 3 холодной проточной водой и поступают в ванну химического оксидирования 5.

Процесс протекает при химическом взаимодействии поверхности стальных изделий и компонентов раствора: NaOH (600 г/л), NaNO₂ (140 г/л), Na₃PO₄ (40 г/л) при Т=130 – 135 °С в течение 20 – 30 мин.

После оксидирования детали вновь промывают последовательно в ваннах 3 (15-25 ^оС) и 2 (40 – 60 °С) в течение 0, 25 – 1 мин., а затем в ванне 6 горячей водой (70 – 90 °С).

Далее детали обрабатывают в 5 % растворе мыла 7 (80 – 90 °С) в течение 2 мин.

Детали промывают в ванне 6 (70 – 90 °С), сушат горячим сжатым воздухом в калорифере 8 (Т= 100 – 110 °С).

Детали промасливают в ванне 9 минеральным маслом при Т= 60 °С в течение 1 – 2 мин, демонтируют с подвесок, протирают и упаковывают.

В процессе оксидирования образуются сточные воды межоперационных промывок, содержащих значительное количество щелочных солей и компонентов кислого раствора активации. Эти воды собирают и передают на локальную очистку, схема которой представлена на рисунке 1.

Кислотно-щелочные стоки подаются в резервуар-накопитель 10, откуда после достижения определенного уровня воды перекачиваются с помощью насоса 19 в реактор11. Туда же подается серная кислота, для нейтрализации щелочи.

После нейтрализации вода поступает в отстойник 13, где осветляется и далее последовательно поступает в вакуумный фильтр 15 для полного очищения от осадка и в резервуар-накопитель 17 очищенной воды.

Осадок с фильтра поступает в фильтр-пресс 16, туда же поступает осадок из отстойника, прошедший через шламоуплотнитель 14.

Образовавшийся в фитр-прессе шлам поступает в резервуар-накопитель шлама 18, откуда и по мере накопления утилизируется.

Вода, прошедшая через фильтр-пресс, уходит в резервуар-накопитель 10 и вновь проходит все стадии очистки.

Очищенные в таким образом воды поступают в гальванический цех на вторичное использование.

Подобным образом очищают и возвращают на использование воды других процессов химической и гальванической обработки металлических поверхностей.

Образующийся шлам может быть применен в качестве компонентов, заменяющих исходное дорогостоящее сырье в металлургических и химических, строительных производствах. При отсутствии тяжелых металлов их можно применять в сельском хозяйстве.

 

 

Лекция 11

Примеры составления материальных и тепловых балансов

Материальный баланс

Пример расчета. Определить расход воздуха для осуществления процесса горения 1 кг топлива, содержащего Ср/100 углерода, Sp/100 серы и Нр/100 водорода.

Решение. Расход кислорода определяется из стехиометрических уравнений горения топлива:

- для углерода

- для водорода

- для серы

Объем кислорода (м³), необходимый для полного сгорания 1 кг топлива составляет:

Практически потребность в воздухе несколько больше, что связано с составом топлива, конструкцией топочного устройства и горелки, и определяется коэффициентом избытка воздуха α:

Далее записывается в виде таблицы материальный баланс процесса горения топлива

Пример 1. Составить материальный баланс (кг/ч) печи для сжигания серы производительностью W= 60 т/сут. Степень окисления серы 0, 95 (остальная сера возгоняется и сгорает вне печи). Коэффициент избытка воздуха α = 1, 5.

Составить материальный баланс.

Составляется уравнение окисления серы кислородом:

S + O₂ = SO₂.

Находится содержание кислорода потребляемого для горения

W= 60 т/сут 0, 95

Находится содержание азота в воздухе, истраченном на горение серы

Находится содержание воздуха с учетом горения и избытка в 50 %. (общее количество воздуха)

Определяются потери серы на возгонку.

 

Составление таблицы материального баланса

 

Приход	Расход
компонент	т/сут	компонент	т/сут
сера		сернистый газ
потери серы
воздух		азот от процесса горения
избыточный воздух
ИТОГО		ИТОГО
100 %	100%

 

Пример 2. Составить материальный баланс производства криолита (на 1 кг), если процесс описывается суммарным уравнением:

2А1(ОН)₃ + 12НF + 3Nа₂СО₃ = 2Nа₃ А1F₆ + 3СО₂ + 9Н₂О.

 

Плавиковая кислота вводится в процесс в виде 15 %-го раствора НF в воде. Сода берется с 4%-ми недостачи от стехиометрии (для обеспечения необходимой остаточной кислотности).

Пример 3. Определить расход технического карбида кальция, со­держащего 85 % СаС₂, для получения 1000л ацетилена, если степень разложения СаС₂ составляет 0, 92:

 

СаС₂ + Н₂О = СаО + С₂Н₂.

 

Составить материальный баланс.

 

Пример 4. Рассчитать расход сульфата натрия, содержащего

95 % Na₂SO₄ и электролитического водорода с содержанием 97 % (масс.) Н₂ на 1 т технического сульфида натрия (96 % Na₂S):

 

Na₂SO₄ + 4 Н₂ = Na₂S + 4 Н₂О

 

На побочные реакции расходуется 2 % сульфата натрия и технического водорода от теоретически необходимого для полу­чения 1 т технического продукта.

Составить материальный баланс.

 

Пример 5. Определить расходный коэффициент для технического карбида кальция в производстве ацетилена (на 1000 кг ацетиле­на). Содержание СаС₂ в техническом продукте 83%, а степень использования СаС₂ в производстве 0, 88. Составить материальный баланс.

 

Тепловой баланс

 

Пример 6 Рассчитать теоретическую темпера­туру горения природного газа метана (теплота сго­рания 890 31 кДж/моль ) при избытке воздуха 25 %

(а = 1, 25).

Решение. Реакция горения метана:

При начальной температуре метана и воздуха 0 ^оС, заданной температуре горения тепловой баланс выражается уравнением:

Пример 7

В реакторе вода в количестве 5000 кг нагрева­ется острым паром под давлением 2 атм. Определить время, необходимое для нагрева воды от t_o — 15°С до t — 90°С, ес­ли расход пара G — 0, 50 ^кг/с. Потери тепла в окружающую среду Q_n = 15/кВт. Найти закон изменения температуры во времени.

Решение. Острый пар конденсируется в воде, поэтому в момент τ количе­ство воды равно М + G_τ .

Уравнение теплового баланса имеет вид:

После подстановки в это уравнение числовых значений найдем закон изменения температуры от времени:

 

 

 

Лекция 12

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A.16.15.5. Экран состояния модулей удаленного ввода-вывода (RIOM)
2. AQUA SMOKY EXTRAVAGANТ Водостойкая тушь для ресниц
3. C. межотраслевой баланс производства, распределения и использования продукции в народном хозяйстве
4. C. Предложение товаров представлено производственной функцией
5. E) напряжения на обоих проводниках одинаковы
6. F) объема производства при отсутствии циклической безработицы
7. F) Удешевление факторов производства
8. H) Стороны производственных отношений.
9. H) Такая фаза круговорота, где устанавливаются количественные соотношения, прежде всего при производстве разных благ в соответствии с видами человеческих потребностей.
10. I. ЗАМЕТКИ ПО ПОВОДУ АНАЛИЗА ДИСКУРСА
11. I. СВЕДЕНИЯ О ПРОВОДИМОМ АУКЦИОНЕ В ЭЛЕКТРОННОЙ ФОРМЕ
12. II. «БЕЛКИ — УГЛЕВОДЫ». Никогда не ешьте концентрированный белок и концентрированный углевод в один прием пищи.