UKLANJANJE RASTVORENOG KISEONIKA IZ VODE UZ POMOĆ KATALIZATORA

Σχετικά έγγραφα
SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

PARNA POSTROJENJA ZA KOMBINIRANU PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLINSKE ENERGIJE (ENERGANE)

numeričkih deskriptivnih mera.

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

Elementi spektralne teorije matrica

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

MEHANIKA FLUIDA. Isticanje kroz otvore sa promenljivim nivoom tečnosti

( , 2. kolokvij)

Vježba: Uklanjanje organskih bojila iz otpadne vode koagulacijom/flokulacijom

Kaskadna kompenzacija SAU

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 17.maj Odsek za Softversko inžinjerstvo

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Računarska grafika. Rasterizacija linije

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

Heterogene ravnoteže taloženje i otapanje. u vodi u prisustvu zajedničkog iona u prisustvu kompleksirajućegreagensa pri različitim ph vrijednostima

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Kiselo bazni indikatori

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

Klasifikacija blizu Kelerovih mnogostrukosti. konstantne holomorfne sekcione krivine. Kelerove. mnogostrukosti. blizu Kelerove.

II. ODREĐIVANJE POLOŽAJA TEŽIŠTA

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

Teorijske osnove informatike 1

10. STABILNOST KOSINA

EuroCons Group. Karika koja povezuje Konsalting, Projektovanje, Inženjering, Zastupanje

18. listopada listopada / 13

Sistem sučeljnih sila

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

KOMUTATIVNI I ASOCIJATIVNI GRUPOIDI. NEUTRALNI ELEMENT GRUPOIDA.

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

XI dvoqas veжbi dr Vladimir Balti. 4. Stabla

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

3525$&8158&1(',=$/,&(6$1$92-1,095(7(120

NOMENKLATURA ORGANSKIH SPOJEVA. Imenovanje aromatskih ugljikovodika

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

Akvizicija tereta. 5660t. Y= masa drva, X=masa cementa. Na brod će se ukrcati 1733 tona drva i 3927 tona cementa.

Cenovnik spiro kanala i opreme - FON Inžinjering D.O.O.

Operacije s matricama

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

Mašinsko učenje. Regresija.

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

7 Algebarske jednadžbe

PRETHODNI PRORACUN VRATILA (dimenzionisanje vratila)

II. ODREĐIVANJE POLOŽAJA TEŽIŠTA

Sortiranje prebrajanjem (Counting sort) i Radix Sort

Računarska grafika. Rasterizacija linije

OBRTNA TELA. Vladimir Marinkov OBRTNA TELA VALJAK

ТЕМПЕРАТУРА СВЕЖЕГ БЕТОНА

3. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer ALKENI. Aciklični nezasićeni ugljovodonici koji imaju jednu dvostruku vezu.

Antene. Srednja snaga EM zračenja se dobija na osnovu intenziteta fluksa Pointingovog vektora kroz sferu. Gustina snage EM zračenja:

REAKCIJE ELIMINACIJE

Periodičke izmjenične veličine

PT ISPITIVANJE PENETRANTIMA

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

PID: Domen P je glavnoidealski [PID] akko svaki ideal u P je glavni (generisan jednim elementom; oblika ap := {ab b P }, za neko a P ).

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

Konstruisanje. Dobro došli na... SREDNJA MAŠINSKA ŠKOLA NOVI SAD DEPARTMAN ZA PROJEKTOVANJE I KONSTRUISANJE

INŽENJERSTVO NAFTE I GASA. 2. vežbe. 2. vežbe Tehnologija bušenja II Slide 1 of 50

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA POLUPROVODNIČKE KOMPONENTE (IV semestar modul EKM) IV deo. Miloš Marjanović

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

VILJUŠKARI. 1. Viljuškar se koristi za utovar standardnih euro-pool paleta na drumsko vozilo u sistemu prikazanom na slici.

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

PRAVAC. riješeni zadaci 1 od 8 1. Nađite parametarski i kanonski oblik jednadžbe pravca koji prolazi točkama. i kroz A :

ZBIRKA POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

KVADRATNA FUNKCIJA. Kvadratna funkcija je oblika: Kriva u ravni koja predstavlja grafik funkcije y = ax + bx + c. je parabola.

POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA PRIRUČNIK ZA SAMOSTALNO UČENJE

1 UPUTSTVO ZA IZRADU GRAFIČKOG RADA IZ MEHANIKE II

PRILOG. Tab. 1.a. Dozvoljena trajna opterećenja bakarnih pravougaonih profila u(a) za θ at =35 C i θ=30 C, (θ tdt =65 C)

DIMENZIONISANJE PRAVOUGAONIH POPREČNIH PRESEKA NAPREGNUTIH NA PRAVO SLOŽENO SAVIJANJE

5 Ispitivanje funkcija

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

radni nerecenzirani materijal za predavanja

5. Karakteristične funkcije

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Opšte KROVNI POKRIVAČI I

Polarizacija. Procesi nastajanja polarizirane svjetlosti: a) refleksija b) raspršenje c) dvolom d) dikroizam

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

Transcript:

UKLANJANJE RASTVORENOG KISEONIKA IZ VODE UZ POMOĆ KATALIZATORA Uvod Kod aplikacija koje zahtevaju koriščenje vode sa niskim koncentracijama rezidualnog kiseonika, za proces degazacije najčešće se koriste termički ili vakumski sistemi. Međutim, njihov najveći nedostatak leži u činjenici da imaju velike operativne troškove i da su glomazne konstrukcije. Kao alternativni metod za otklanjanje kiseonika je uz pomoć katalizatora, gde se u vodu ubacuje vodonik radi tretmana iste. Ova voda se potom propušta kroz posudu sa premazom od paladijum-katalitičke smole, što rezultira potpunim kvantitativnim uklanjanjem rastvorenog kiseonika, u skladu sa sledećom jednačinom: 2H2 + O2 2H2 O Primenom ove metode je moguće postići da koncentracije rezidualnog kiseonika budu manje od 10 μg/l pri čemu se primenjuju steheometrijske količine vodonika. U skoro svim postrojenjima širom sveta, koja primenjuju ovu tehnologiju, koriste se Lewatit katalizatori. Prednosti katalitičke redukcije U poređenju sa energetski intenzivnim procesom vakumske degazacije, operativni troškovi su do 70% niži. Osnovni razlog za ovo je relativno niska cena vodonika, koga treba dodavati u malim dozama: pri koncentracijama od 8g kiseonika po kubnom metru vode potrebno je dodati samo 1g vodonika. Proces je ekološki čist i ne zahteva primenu dodatnih hemikalija. Voda predstavlja jedini proizvod reakcije. Zato je sistem idealan za uklanjanje kiseonika iz voda u kojima nema mineralnih soli. Proces može da se odvija pri različitim temperaturama pri čemu ne dolazi do smanjenja efikasnosti. Mineralne soli ne remete katalitičku reakciju. Izuzev pumpi za napojnu vodu, sistem ne sadrži mobilne delove i gotovo ne zahteva nikakve troškove održavanja. Struktura katalizatora Katalizator je paladijum anjonska jonoizmenjivačka smola na bazi stirena i divinilbenzena. Oni se proizvode u obliku gela i makroporoznoj formi.

Proces premazivanja ima za rezultat disperziju paladijuma po spoljnim delovima posuda u vidu metalnih naslaga, tj ekstremno finih čestica prečnika 2-4 nanometara. Reaktanti vodonik i kiseonik mogu brzo da prodru na aktivna mesta a kataliza će imati visok stepen efikasnosti. Mehanizam reakcije Reakcija započinje na poprečnom preseku spoljne posude, na površini paladijumskog sloja. Metalna površina apsorbuje vodonik, tako da H-H veza slabi, što ima za posledicu formiranje vodoničnih radikala [H ], koji tada stupaju u reakciju sa rastvorenim kiseonikom, reakcija je predstavljena sledeći način: 1. H2 + Pd 0 Pd 0 + 2H 2. 2H + O-O 2HO-OH 3. 2H + 2HO-OH 2H2O

Difuzija molekularnog vodonika na površinu metala klastera praćeno reakcijom sa rastvorenim kiseonikom Katalizatori za uklanjanje kiseonika Navedeni katalizatori mogu da budu primenjeni kod velikog broja aplikacija. Lewatit K 3433 Tip: slabo bazan, makroporozan, slobodna forma Primena: kotlovska napojna voda, voda za injektovanje na naftnim platformama, proizvodnja napitaka

Lewatit K 6333 Tip: jako bazni gel, u vidu hlorida Primena: kotlovska napojna voda Lewatiti K 7333 Tip: jako bazni gel, u vidu hidroksida Primena: proizvodnja ultra čiste vode Koncept postrojenja Postrojenje za otklanjanje kiseonika uz pomoć katalizatora sastoji se od izvora vodonika, uređaja za distribuciju vodonika u gasovitom obliku, sistema za mešanje gasovitog vodonika i posude za katalizu. U industrijskim postrojenjima statičan mikser je postavljen vertikalno iznad uređaja za distribuciju gasovitog vodonika u smeru toka napojne vode, kao što je prikazano na sledećem dijagramu. Vodonik se prvo ravnomerno rasprši po vodi u vidu mehurića koji izlaze iz uređaja za distribuciju gasa i nakon toga ih statički mikser potpuno rastvori. Voda iza miksera ne bi trebalo da sadrži mehuriće, kako bi se omogućilo da se katalitički proces odvija optimalno. Kapaciteti za skladištenje vodonika Katalitička aktivnost smole potiče od njene sposobnosti da apsorbuje vodonik sa površine fino raspršenog paladijuma. Maksimum aktivnosti se ostvaruje kada se katalizator natopi vodonikom. Pošto je ovo potrebno izvesno vreme, posmatraju se kašnjenja do 20 min. tokom faze startovanja sistema, pre nego što zaostali (rezidualni) kiseonik dostigne nivo <50μg/l u tretiranoj vodi.

Suprotno, ukoliko dođe do prestanka u snabdevanju vodonikom, katalitička aktivnost će se posmatrati izvesno vreme dok koncentracije kiseonika u tretiranoj vodi ne počnu da se povećavaju. Jedan kubni metar katalizatora može da apsorbuje 5-6g vodonika. Kako 1g vodonika može da redukuje 8g kiseonika, bilo bi potrebno 6m 3 vode pri koncentraciji od 8g kiseonika/m 3 vode (8mg/l) da se vodonik ispere iz 1 m 3 katalizatora. Tokom startovanja sistema se preporučuje injektovanje 50% steheometrijskog viška vodonika tokom prvih 30 minuta, kako bi se ubrzao proces natapanja katalizatora. Tokom gašenja se preporučuje ispiranje dodatnim 5-10 zapremina vode kroz smolu, da bi se sav vodonik isprao sa površine paladijumskog sloja. Operativni podaci Katalizatori se isporučuju u zrnastoj formi (granule) prečnika između 0.4-1.3 mm. Kada sloj smole ima prečnik veći od 500 mm tada njegova visina treba da iznosi najmanje 900 mm. Od suštinskog je značaja da gasoviti vodonik bude kompletno rastvoren pre nego što voda prođe kroz katalitičku posudu, tj statički mikser mora da bude adekvatno projektovan. Pritisak u sistemu od najmanje 1.7 bara je neophodan pri temperaturi od 25º C kao i 2.2 bara pri temperaturi od 5º C kako bi se vodonik održao u rastvoru. Generalna preporuka je da pritisak u sistemu iznosi između 2.5-3 bara. Sadržaj paladijuma u katalizatoru iznosi 1g/l. Prilikom startovanja postrojenja sa novim katalizatorom minimalni gubici paladijuma (1-2 mg/l smole) se posmatraju tokom prvih sati rada. Dalji gubici se ne mogu detektovati. Podaci o performansama Kao što je prikazano na sledećem dijagramu, koncentracija zaostalog kiseonika zavisi od koncentracije influenta i LHSV (brzina tečnosti po času). Generalna preporuka je da sistem radi pri maksimaumom LHSV od 80 kada je potrebno da koncentracija rezidualnog kiseonika bude manja od 20μg/l.

Alternativni agensi za redukciju Hidrazin ili mravlja kiselina koji u odsustvu katalizatora sporo reaguju sa kiseonikom, mogu da se koriste kao alternativni reagensi za redukciju umesto vodonika: N2H4 + O2 2H2 O + N2 2HCO2 H + O2 2H2O + 2 CO2 Prednost ovih reagenasa u odnosu na vodonik je u činjenici da se oni rastvaraju u vodi pod dejstvom atmosferskog pritiska. Međutim, njihova slaba efikasnost najčešće utiče da ne budu primenjeni u industrijske svrhe. Deaktivacija katalizatora Nepovratna deaktivacija katalizatora može da se nastane usled kontaminacije živom, kadmijumom i sulfidima. Deaktivaciju takođe mogu da izazovu kontaminacija huminskom kiselinom ili bakterije sa smole. Najbolji način da se utvrdi da li će huminska kiselina da izazove probleme je da se nekoliko hiljada zapremina ispiranja propusti kroz 100 ml katalizatora radi deoksidacije.

Tada rastvor kiseonikom zasićene vode koja sadrži 15 mg hidrazina/l treba propustiti kroz smolu pri LHSV 80 zapremina ispiranja/h. Ukoliko se koncentracija zaostalog kiseonika smanji na nivo <20μg/l u roku od 5 minuta onda može da se smatra da nije došlo do ozbiljne kontaminacije smole. Ukoliko se nivo koncentracije smanjuje sporo ili se uopšte ne smanjuje, došlo je do kontaminacije i voda prvo mora prethodno da se tretira propuštanjem kroz sloj odgovarajućeg apsorbera, npr Lewatit MP 62 WS ili aktivnog uglja. Primene Katalitički metod za uklanjanje rastvorenog kiseonika iz vode ima različitu primenu npr za procesnu vodu u hemijskoj industriji, kotlovsku napojnu vodu, u sistemima daljinskog grejanja, za ultra finu vodu, kod proizvodnje napitaka i za vodu za injektovanje na naftnim platformama.