اصول آب شیرین کن: شیرین کردنآب معمولاً به عنوان فرآیند کاهش محتوای نمک در آب (محتوای کل نمک) به استانداردهای مشخص شده توسط SanPiN 2.1.4.1074-01، یعنی تا 1000 میلی گرم در لیتر است. آب شیرین کن پتروشیمی فرآیند کاهش محتوای نمک کل به مقادیر توصیه شده برای آب مقطر (GOST 6709-96) و کمتر از آن تا 5 میلی گرم در لیتر و کمتر است.
اصول آب شیرین کن | خرید فیلتر ممبران | آب سازان
روش های آب شیرین کن صنایع از جمله پتروشیمی به دو گروه اصلی با و بدون تغییر در حالت تجمع آب تقسیم می شوند.
گروه اول شامل: تقطیر، گرم کردن آب تا حالت بحرانی (تا 350 درجه سانتیگراد)، انجماد، روش هیدرات گازی است
گروه دوم شامل : تبادل یونی ، الکترودیالیز، اسمز معکوس ( هیپرفیلتراسیون )، الکترودیونیزاسیون است.
انتخاب روش آب شیرین کن پتروشیمی در درجه اول با توجه به کیفیت آب منبع، الزامات کیفیت آب تصفیه شده، ظرفیت کارخانه و ملاحظات فنی و اقتصادی تعیین می شود.
در کل نمک زدایی آب با روش تبادل یونی برای آب هایی با درجه معدنی اولیه 800-1000 میلی گرم در لیتر توصیه می شود. برای آب با شوری بیشتر، روش های تقطیر و اسمز معکوس اقتصادی تر هستند. هنگام انتخاب روش آب شیرین کن پتروشیمی ، لازم است تمام جنبه های اقتصادی، زیست محیطی و فنی در نظر گرفته شود.
آب شیرین کن پتروشیمی با روش های حرارتی
قدیمی ترین روش برای به دست آوردن آب غیر معدنی روش های حرارتیچون تقطیر و تبخیر لست.
اساس این فرآیند انتقال آب به فاز بخار با تراکم بعدی آن است. برای تبخیر آب باید تامین شود و برای چگالش بخار گرمای انتقال فاز باید حذف شود. هنگامی که بخار تشکیل می شود، مولکول های مواد محلول به همراه مولکول های آب متناسب با فرارشان به داخل آن می روند.
مهمترین مزیت این روش کمترین میزان معرف مصرفی و مقدار ضایعاتی است که می توان به صورت نمک جامد به دست آورد.
بازده حرارتی و اقتصادی روش با نحوه تبخیر و درجه بازیابی حرارت انتقال فاز در طول تراکم بخار تعیین می شود.
با توجه به ماهیت استفاده، کارخانه های تقطیر به دو مرحله تک مرحله ای، چند مرحله ای و ترمو فشرده تقسیم می شوند.
آب شیرین کن پتروشیمی با روش تبادل یونی
اغلب نمک زدایی آب از طریق تبادل یونی انجام می شود . تا مدتی تبادل یونی پیشرفته ترین و قابل اعتمادترین روش آب شیرین کن در صنایع مختلف در نظر گرفته می شد.
نمک زدایی جزئی آب زمانی اتفاق می افتد که با روش های کاتیونیزه شدن H-Na،
کاتیونیزاسیون H با بازسازی گرسنگی، H-کاتیونیزه شدن بر روی یک مبدل کاتیونی ضعیف اسیدی نرم شود.
در این فرآیندها، نمک های سختی استخراج می شوند و تا حدی با کاتیون هیدروژن جایگزین می شوند
که یون های بی کربنات را از بین می برد و به دنبال آن گاز تشکیل شده از آب خارج می شود.
درجه نمک زدایی با مقدار CaCO 3 حذف شده مطابقت دارد .
با نمک زدایی عمیق، تمام عناصر ماکرو و ریز از محلول یعنی نمک ها و ناخالصی ها حذف می شوند.
درجه خالص سازی محلول برای هر عنصر ماکرو (کاتیون و آنیون) به درجه میل ترکیبی آنها برای یک مبدل یونی معین،
یعنی به محل آنها در سری انتخابی بستگی دارد. با انتخاب مبدل های یونی، درجه بازسازی آنها و تعداد
مراحل تصفیه، می توان تقریباً از هر ترکیب اولیه به عمق تصفیه آب مورد نیاز دست یافت.
با توجه به پیچیدگی عملیات جداسازی مخلوط مبدل های یونی و بازسازی آنها، چنین دستگاه هایی
عمدتاً برای تصفیه آب با شوری کم استفاده می شود و برای صنایعی چون پتروشیمی استاندارد نیست.
روش اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون برای آب شیرین کن پتروشیمی
گاستخراج مواد محلول از آب را می توان با روش های غشایی انجام داد. در این حالت درجه نمک زدایی
آب با انتخاب غشاها تعیین می شود. معمولاً هنگام نمک زدایی آب دو روش جداسازی غشایی در نظر گرفته می شود:
نانوفیلتراسیون و هایپرفیلتراسیون (اسمز معکوس).
با نانوفیلتراسیون، نمک زدایی جزئی آب حاصل می شود یعنی حذف تقریباً کامل نمک‌های سختی
(نمک‌های کلسیم و منیزیم) همراه با آنیون‌های دارای بار مضاعف و کاتیون‌های سدیم و
پتاسیم تک باردار و آنیون‌های کلر از بین می رود.
آب شیرین کن کامل تر توسط اسمز معکوس فشار بالا و کم فشار (هیپرفیلتراسیون) انجام می شود.
در این حالت کارایی نمک زدایی برای تمامی اجزا (کاتیون ها و آنیون ها) تضمین می شود.
درجه کل نمک زدایی به ترکیب کاتیونی و آنیونی آب بستگی دارد و تقریباً:
برای نانوفیلتراسیون 50 – 70٪ ، برای اسمز معکوس فشار پایین 80 – 95٪ ، برای فشار بالا 98 – 99٪ است.
در اسمز معکوس عملکرد عناصر غشایی، مصرف انرژی و بر این اساس، سرمایه و هزینه های عملیاتی
کمی به شوری وابسته است. در روش اسمز معکوس، میزان املاح موجود در فاضلاب نزدیک به مقدار
آنها در آب تامین کننده سیستم اسمز معکوس است. دبی آب پس تصفیه اسمز معکوس (کنسانتره)
دارای شوری 2.5-4.0 برابر بیشتر از آب منبع است که معمولاً 1-2 گرم در لیتر است. ترکیب کنسانتره
در نسبت استوکیومتری مشابه ترکیب آب منبع است. این امر تخلیه فاضلاب (کنسانتره) را بدون تصفیه اضافی ممکن می سازد.
با این حال، در طول عملیات کارخانه های اسمز معکوس، یک منبع اضافی آلودگی در تخلیه ها،
ترکیباتی برای شستشوی شیمیایی غشاهای اسمز معکوس است. درست است،
مقدار کل در مقایسه با مقادیری که برای بازسازی رزین های تبادل یونی استفاده می شود، ناچیز است.