Лекція: ЗАміна дефіцитних видів палива. Застосування вторинних енергоресурсів. Застосування електротехнології.
Страница 5 из 9
У багатьох районах країни недостатньо прісної води, але є мінералізована яку доводиться опріснювати. Застосовується декілька способів опріснення води. З них найбільш поширено випаровування, але при цьому витрачається велика
А – аніонітова мембрана; К - катіонітова мембрана; 1 - анод; 2 - катод.
Рис.6. Схема трикамерного електродіалізу:
Кількість енергії. Тому даний спосіб доцільно замінювати на новий енергозберігаючий - Електродіаліз.
Електродіаліз - це перенесення іонів під дією електричного поля через іоноселективні мембрани. Мембрани, виготовлені із спеціальних іонообмінних матеріалів, містять високу концентрацію нерухомих (фіксованих) іонів, хімічно пов'язаних з каркасом мембрани, і тому пропускають іони тільки одного знаку заряду.
Суть електродіалізу розглянута на прикладі його трикамерної конструкції
( Рис. 6 ). Середня камера відокремлена від бічних іоноселективні мембранами А і К. У середню камеру подається початкова мінералізована вода. У бічних камерах розташовані електроди - анод 1 і катод 2, До яких підведена постійна електрична напруга. Катіони (+) розчинених солей, що знаходяться в опріснювальній воді, рухаються під дією електричного поля у напрямі катода, а аніони (-) - в напрямі анода. Катіонова мембрана К В електричному полі проникна тільки для катіонів, аніонова мембрана А - тільки для аніонів. Тому солона вода в середній камері опріснюється. У анодній камері промивальна вода підкисляється, в катодній - подщелачиваєтся.
У сільськогосподарській практиці набули поширення електродіалізні установки СЕХО-2, ЕОУ-НІІПМ-12, ЕОСХ-2М продуктивністю від 0,15 до 3,5 м3/год. прісної води.
Знезараження води. З метою знезараження води до інших рідин (наприклад, молока) їх нагрівають або кип'ятять з подальшим охолоджуванням. Ці способи вимагають значних витрат енергії і підлягають заміні на електротехнологічні: бактерицидний, електрогідравлічний і ультразвуковий.
Бактерицидний спосіб заснований на використанні ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі менше 280нм. Джерелами таких променів служать лампи БУВ і ПРК. У перших найбільшою потужністю випромінювання володіє спектральна лінія 253,7нм, що надає максимальну знезаражувальну дію. У других загальна потужність випромінювання значно більше, а спектр ширший, але знезаражувальна дія визначається також променями області С. Для стерилізації воду пропускають тонким шаром під поряд бактерицидних ламп.
Цей же спосіб застосовують для холодної пастеризації молока. Зокрема, інститутом ЦНІПТІМЕЖ створена установка, в якій в якості джерела ультрафіолетового випромінювання є 48 ламп ДБ-30 загальною потужністю
Р =1,728 кВт. Продуктивність установки - 400 л./год., витрата електроенергії знижується на 83,1кВт·год. молока в порівнянні з його пастеризацією шляхом нагрівання. Установка в рік економить більше 50 тис. кВт·год електроенергії. Холодна пастеризація покращує якості молока за рахунок утворення в нім вітаміну D з провітаміну і, крім того, усуває денатурацію білка, інактивацію ферментів, випадання в осад мінеральних речовин і часткову втрату вітамінів.
Новонароджений молодняк в перший період життя позбавлений власного імунітету і отримує імунні білки з молоком матері. Теплова пастеризація молока, що раніше застосовувалася, денатурувала сиворотковий альбумін і значно знижувала зміст імунних глобулінів, що робило молодняк беззахисним проти зовнішніх інфекцій. Все це усунула холодна пастеризація молока.
Електрогідравлічний спосіб заснований на базі виникнення високого тиску в рідині при збудженні в ній імпульсного електричного розряду (електрогідравлічний ефект). Проста схема пристрою (рисунок 7) для отримання електрогідравлічного ефекту включає: зарядний ланцюг (повишающий трансформатор Т і випрямляч V), накопичувач енергії (конденсатор 3), розрядний ланцюг, що складається з формуючого проміжку F (зазвичай повітряний іскровий розрядник) і основного А в робочої рідині (як правило, у воді). Така схема є генератором електричних імпульсів. Цикл його роботи полягає в наступному.
1,2 - електроди.
Рис. 7. Принципова схема пристрою для отримання електрогідравлічного ефекту.
Зарядний ланцюг заряджає накопичувальний конденсатор З до напруги, при якій пробивається формуючий проміжок. У цей момент накопичувальний конденсатор підключається до основного проміжку в рідині, і починається електричний пробій останнього. Після пробою рідини між електродами виникає струмопровідний канал, на який і розряджається накопичувальний конденсатор. Струм розряду, що досягає десятків і сотень кіло ампер ( кА ), розігріває плазму в каналі до температури 104 К. Завдяки малій стисливості рідини розігрівши плазми призводить до підвищення тиску в каналі розряду до 109 Па. Цей тиск передається на всі боки, утворюючи ударну хвилю в рідині. В процесі розряду напруга на конденсаторі падає. Розряд закінчується, і проміжок деіонізується. Далі цикл повторяється в тій же послідовності з частотою, визначуваному параметрами ланцюгу. Оскільки опір каналу іскрового розряду набагато менше опору зарядного ланцюга, то миттєва потужність, що виділяється в основному проміжку, набагато більша потужність, споживану джерелом живлення від мережі.
