§ 3. Водное хозяйство мокрых газоочисток

Вследствие запрещения сброса загрязненной воды в водоемы в мокрых газоочистках применяют оборотное водоснабжение, при котором в системах все время используется одна и та же вода, непрерывно очищаемая и охлаждаемая. Наряду с ликвидацией загрязненных стоков оборотное водоснабжение дает огромную экономию потребления воды, которая обусловлена только необходимостью восполнения потерь воды, связанных с ее испарением и утечками.

Сооружение цикла оборотного водоснабжения требует, однако, значительных капиталовложений и дополнительных энергозатрат, связанных с его эксплуатацией. Это весьма удорожает стоимость очистки газа и делает ее соизмеримой со стоимостью очистки газа при применении наиболее совершенных сухих методов.

Система оборотного водоснабжения обычно включает отстойники для осаждения взвешенных примесей, устройства для охлаждения оборотной воды, насосы для перекачки осветленной воды на охлаждающие устройства и насосы для подачи охлаждающей воды в систему газоочистки. Химическая обработка воды, если она необходима, осуществляется обычно в отстойниках.

Во многих случаях загрязненную воду не удается подать в отстойники самотеком, что вызывает необходимость применения специальных насосов. Принципиальная схема оборотного водоснабжения представлена на рис. 10.8.

Рис. 10.8. Схема оборотного водоснабжения: 1 — пылеуловитель; 2 — шламовый насос; 3 — шламовый колодец; 4 — отстойник; 5 — колодец чистой воды; 6 — насос чистой воды; 7 — охладитель воды; 8 — колодец охлаждающей воды; 9 — насос охлажденной воды.

Отстойники. В практике наиболее часто применяют радиальные отстойники, представляющие собой круглые железобетонные резервуары диаметром 20—30 м и более, глубиной около 1,5 м и с дном, имеющим уклон 0,133 к центру. Вода по специальному желобу поступает в центральную часть отстойника, откуда медленно движется в радиальном направлении. Достигнув стенки, осветленная вода через зубчатый водослив переливается в круговой лоток, из которого по трубопроводу отводится к насосам осветленной воды. Осадок, выпавший на дно отстойника, непрерывно сгребается специальными скребками к центру отстойника, откуда в виде пульпы отводится по трубам к шла­мовым насосам, перекачивающим его в шламонакопитель или на обезвоживающую установку. Скребки прикреплены к ферме, которая вращается вокруг центра отстойника при помощи электрифицированной тележки, движущейся по круговому рельсу, уложенному по борту отстойника.

В сравнительно редких случаях применяют отстойники прямоугольной формы.

В последнее время наметилась тенденция к переходу от отстойни­ков к гидроциклонам, в которых осаждение взвесей происходит под действием не только гравитационных, но и центробежных сил. Наиболее перспективными являются открытые низконапорные циклоны. Сооружение гидроциклонов обходится примерно в 10 раз дешевле, чем радиальных отстойников. Нормой содержания взвешенных веществ в воде оборотного цикла газоочисток считается 0,15— 0,20 г/л. При этом мокрые газоочистки работают достаточно надежно.

Использование шламов черной металлургии пока ограничено; в шламах цветной металлургии часто содержатся ценные компоненты, подлежащие извлечению.

Охлаждающие устройства. Оборотная вода обычно охлаждается в градирнях или брызгальных бассейнах. Главной частью градирни является ороситель, представляющий собой деревянную насадку с развитой поверхностью, по которой стекает охлаждаемая вода. За счет встречного тока воздуха, организованного с помощью сооружения над оросителем специальной деревянной башни или вентилятора, часть воды испаряется, а оставшаяся вода охлаждается и стекает в резервуар, расположенный под оросителем, откуда забирается насосами и подается на газоочистку.

В зависимости от способа .организации тяги градирни называют башенными или вентиляторными.

Брызгальный бассейн представляет собой открытый резервуар, над которым через вертикально установленные форсунки разбрызгивается охлаждаемая вода. При движении капель вверх и падении вниз вода охлаждается в результате соприкосновения с более холодным воздухом и частичного испарения. Сопла устанавливаются на распределительных трубах коридорами, на расстояниях друг от друга, обеспечивающих хорошую продуваемость.

Для перекачки осветленной и охлажденной воды применяют центробежные насосы обычной конструкции. Для перекачки шлама используют специальные шламовые насосы, рассчитанные на перекачку пульпы.

Реагенты для коагулирования взвесей. Образование коллоидных систем, дающих хлопья, существенно интенсифицирует процессы осаждения. В качестве коагулянтов при очистке сточных вод от механических примесей применяют следующие реагенты: железный купорос; хлорное железо; сернокислый алюминий; из­весть негашеную (СаО); полиакриламид (ПАА).

Коагулянты вводят в очищаемую воду с помощью специальных дозаторов в тех случаях, если размер осаждаемых в отстойниках частиц менее 1 мкм. Для металлургических взвесей весьма перспективно применение магнитной коагуляции.

Водный режим оборотного цикла. В зависимости от химического состава улавливаемой пыли и очищаемых газов вода оборотного цикла может приобрести и кислую, и щелочную реакции. Кислая реакция обусловлена переходом в воду ионов SO₄ и С1, она вызывает коррозию трубопроводов и оборудования. Щелочную реакцию вода в большинстве случаев получает при содержании в пыли повышенного количества извести. При высокой щелочности содержащиеся в воде взвеси склонны к образованию отложений. Кислотность или щелочность оборотной воды характеризуются величиной водородного показателя рН. Вода с нейтральными свойствами имеет рН7. Большая величина рН указывает на щелочность воды, а меньшая, наоборот, на ее кислотность. Часто при проходе воды оборотного цикла через систему газоочистки и контакте с газами вода снижает щелочность, т.е. число рН уменьшается, вследствие чего ее приходится подщелачивать. Для предотвращения образования прочных карбонатных отложений применяют фосфатирование оборотной воды.

Обработка сточных вод и организация водного режима оборотного цикла требуют строго индивидуального подхода и в каждом отдельном случае могут иметь свои решения. Особенные трудности вызывает очистка воды от всякого рода химических примесей, часто весьма токсичных. Например, удовлетворительную очистку фенольных вод можно получить биохимическим методом с использованием специальных культур микробов. Очистку маслоэмульсионных стоков осуществляют методами флотации.

Контрольные вопросы

1. Типы применяемых форсунок. Основы их расчета,

2. Для чего нужны каплеуловители? Их разновидности.

3. Схема оборотного водоснабжения. Водный режим цикл.