170112. lajstromszámú szabadalom • Ionizált gőzterű desztillációval kombinált vegyi vízkezelési eljárás

3 170112 4 vetjük alá, a finom eseppekre oszlott folyadéksugár részecskéi egynemű elektromos töltést nyernek és ez megakadályozza utólagos összetapadásukat, a cseppek felgyorsulnak, a rendelkezésre álló teret kitölti közegben egyenletes eloszlásra törekszenek, erős turbulencia mellett végbemenő intenzív keveredés közben. Ilyen körülmények között a gőztérbe igen nagy számú, a kondenzációs mag szerepét betöltő hideg csepp kerül, amelyeken - különösen a méretnövekedés kezdeti szakaszában - rendkívül intenziv kondenzáció megy végbe. Hőátadás szempontjából tehát ez a módszer egyesíti a felületi cseppkondenzáció és a keverő kondenzáció előnyeit. A radioaktiv sugárforrással szemben támasztott fő követelmény, hogy hatása az ionizációra szőritkozzék, a besugárzott közegben és a szerkezeti anyagokban ne indukáljon radioaktivitást, a sugárvédelem egyszerűen megoldható legyen, és legalább néhány éves felezési idővel rendelkezzék. Az ionizáló sugárzás lehet közvetlen, vagy közvetett a sugárforrást alkotó egy vagy több, alfa-, béta-, gamma- vagy vegyessugárzó izotóp lehet szinállapotban, vegyületben, keverékben, vagy ötvözetben. A sugárforrás az alkalmazott izotóp természetétől függően lehet zárt vagy nyitott. Ionizáló sugárforrás gyanánt példaképpen említhető az alfasugárzó izotópok közül a Hf-174, Pt-19o, Pt-192, Pu-244, a bétasugárzók közül a Be-lo, Ni-63, Tl-2o4, mig a gamma- és vegyessugárzó izotópok száma a fentiekét jóval meghaladja. Ismeretes, hogy az ionizáció utóhatása rövid ideig tart. Ezért általában olyan konstrukció kialakítása szükséges, amely lehetővé teszi a gőztér azon zónájának besugárzását, amelyben a kondenzáció végbemegy, vagyis, amelyben a cseppek növekedése hőmérsékletemelkedéssel jár együtt. A viszonylag kis áthatolóképességű alfasugárzás ebből a szempontból különleges konstrukciót kivánhat meg, mig a viszonylag nagy áthatolóképességű béta- és gammasugárzás alkalmazása esetén a sugárforrás elhelyezése az ionizáció intenzitása szempontjából kevésbé érzékeny. Az ionizáló sugárzások baktericid hatása következtében a termikus utón nyert desztillátum csiramentesnek tekinthető. Amennyiben a sótalanltott vizzel szemben ez az igény nem merül fel, a szóban forgó termikus eljárás önmagában is célszerű lehet. A nagyobb áthatoló képességű ionizáló sugárforrás elhelyezése terjedelem és szerkezeti kialakítás szempontjából általában nem jár nehézséggel, minthogy nagy energiasürüsége miatt helyigénye igen,, csekély. Az ionizációs eljárás alkalmazása önmagában is számottevő előnyökkel jár, de más eljárásokkal való kombinációja egyes esetekben további előnyök kihasználására ad lehetőséget. Ilyen lehetőség kínálkozik például a nagy sótartalmú vizek sótalanitása esetén, amikor is célként tűzhető ki, hogy a nagytérjedelmü berendezések méreteinek csökkentése és a bepárlási maradék termikus hasznosítása mellett egyidejűleg ez utóbbinak materiális hasznosítása is megtörténjék fizikai és kémiai eljárások olyan kombinációja utján, amely egyrészt a kondenzációs folyamat intenzifikálása, másrészt a bepárlási maradéknak a nem kívánatos sóktól való megtisztítása által valósul meg. A szóban forgó sótalanitási technológia keretében a rendszerbe érkező viz regenerativ előmelegítése mellett kihasználjuk a bepárlási maradék nagy sókoncentrációjában és viszonylag magas hőmérsékleten rejlő, a kémiai és elektrokémiai kezelés szempontjából kedvező lehetőségeket. Mint ismeretes, általában a kémiai folyamatok reakciósebessége a hőmérséklettől, a szennyező anyagok eltávolításának hatékonysága pedig a koncentrációtól függ. Ennek következtében a termikus és a kémiai-elektrokémia-1 víztisztítási eljárások kombinációja igen sok előnnyel jár. A fizikai és kémiai eljárások együttes alkalmazásának előnye az adott körülmények között abban áll, hogy egyrészt a feldolgozásra kerülő nyersvíz kémiai összetételétől, másrészt a folyamat végtermékének, a sótalanitott viznek - háztartási, technológiai, hüté,- si, öntözési, stb. - rendeltetésétől függően állapitható meg a termikus eljárás paramétereinek, a desztillációs fokozatok számának, a vegyi eljárás műveleteinek és intenzitásának, valamint a különféle eljárások kombinációjából adódó mennyiségi viszonyoknak az optimuma. 10 A nem kívánatos sók eltávolításának legcélszerűbb technológiáját a tisztítandó viz oldottanyag-tartalmának összetétele és koncentrációja határozza meg. Az adott esetben a kezelési eljárások kialakítására az a felismerés ad alapot, hogy alkalmazhatók olyan vegyületképzések, amelyeknél a keletkező ter-15 mék oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével csökken. A kémiai tisztítás első fázisában a viz változó keménységét mészadagolással szüntetjük meg, a mésziszap leülepitését követően főként a felületi feszültség csökkentése, 20 habzásgátlás szempontjából előkészített, gáztalanitott és regeneratív utón előmelegített vizet forróvizkazánban, vagy erre alkalmas más berendezésekben üzemi hőmérsékletre melegítjük, majd kaszkádkapcsolásu átfolyó rendszerben körülbelül a felére sűrítjük be, miközben a keletkezett gőz kondenzációja az e-25 gyes desztillációs fokozatokban a fent ismertetett módon megy végbe. A körülbelül felére csökkent mennyiségű lágyított víz főként alkálifém-, szulfát- és halogénionokat tartalmaz. A szulfátionok leválasztására ismét meszet adagolhatunk, a gipsz oldódása ugyanis 20 loo C körüli hőmérsékleten a szobahőmérsékleten mért értéknél kisebb. A túladagolásból származó mészfelesleget például a tűzelőrendszerből kilépő füstgázok felhasználásával távolithatjuk el. Az Így kezelt víz igen kevés gipsz mellett már csak alkálihalogénideket tartalmaz. Ez u-35 tóbbi ionokat legcélszerűbben elektrokémiai eljárással távolithatjuk el. Az egyik lehetőség, hogy az alkálifém- és halogén elemek ionjainak eltávolítását elektrolitikus utón, mozgó-megujuló elektródok között végezzük, majd a müvelet után aktivszenes szűrést végzünk. 40 A másik lehetőség szerint az elektrolízis diafragmák közti áramlás mellett történik, amikor is a viz alkálihalogenid tartalma az elektrodializis segítségével állitható be a kivánt mértékre. Az evaporácló során kettéváló anyagáram 45 gyüjtŐtartályban egyesül újra, ez befogadja egyrészt a vegyi eljárásból kikerülő tisztitott vizet, másrészt a termikus eljárás kondenzátumát, egyidejűleg ebből történik a kondenzációhoz szükséges viz elvétele és hűtés után a gőztérbe táplálása, valamint a folyamat végtermékének, a tisztitott viznek a fo-50 gyasztókhoz való elvezetése. A folyamat hőszükségletének kielégitése történhet fosszilis tüzelőanyagok - főként cseppfolyós, vagy gáznemű szénhidrogének - elégetése utján, továbbá erőműből származó ellennyomásu gőz vagy más hulladékhő, valamint [-c igen nagy teljesítmények esetén, nukleáris energia felhasználásával. Ami az eljárás gazdaságosságát illeti, kétségtelen, hogy konstrukciós, üzemviteli, beruházási és egyéb előnyei mellett az ionizáló sugárforrás többletköltséget okoz, ennek számszerű meghatározása azonban a szokásos gazda-60 ságosság-számitási módszerekkel végezhető el, e részfeladat megoldása külön módszer kialakítását igényli, annak következtében, hogy a szóba jövő sugárforrások túlnyomó többsége igen hosszú felezési idővel rendelkezik, tehát egymás után sokszor felhasználható, még akkor gc is, ha újra felhasználás esetén átalakításra szorul, ugyanis az izotóp radioaktiv sugárzási tulajdonságait semmiféle technológiai átalakítás sem változtatja meg. 2