с двухступенчатым натрий-катионированием.
Исходные данные:
Производительность водоподготовительной установки Q = 200 т/ч.
Источник водоснабжения: река Клязьма, г. Владимир
Вода городского водопровода имеет следующие показатели:
Жесткость общая Жо = 3,2 мг-экв/кг;
Концентрация ионов натрия СNa = 24.8 мг/кг.
Приведем концентрацию натрия к нормальной концентрации по формуле:
СN = CNa / Э,
где Э –эквивалентная масса иона натрия; Э=23.
СNa = 24,8/23 = 1,08 мг-экв/кг.
Расчет начинаем с фильтров II ступени, так как I ступень установки должна пропустить дополнительное количество воды, идущей на собственные нужды натрий-катионитных фильтров. Расчет фильтров приведен в
табл. 4. В расчете принята жесткость фильтрата после первой ступени
0,1 мг-экв/кг, после второй ступени 0,01 мг-экв/кг.
Таблица 4. Расчет схемы умягчения с двухступенчатым натрий-катионированием.
Показатель
| Разм.
| Расчетная
формула
| Вторая ступень
| Первая ступень
|
Расчетная
производительность
| м3/ч
| Qст=Q +
|
| 200.78
|
Скорость фильтро-
вания
| м/ч
| w (Табл. П1)
|
|
|
Требуемая площадь
фильтрования
| м2
|
| 200/40=5
| 200.78/25=8.03
|
Диаметр фильтра
Площадь фильтро-
вания
| м
м2
| Табл. 1
|
3,14
|
3,14
|
Кол-во фильтров
| шт.
| n + nр
| 2+1
| 3+1
|
Загрузка фильтра
| -
| Табл. П1
| Сульфоуголь
| Сульфоуголь
|
Высота слоя
| м
| h (Табл. П1)
| 1,5
| 2,5
|
Действит.
скорость фильтрования
| м/ч
|
|
|
|
Жесткость фильтрата после ступени
|
| Табл. П1
| 0,02
| 0,1
|
Рабочая обменная
ёмкость
|
| Ер (Табл. П1)
|
| 244,8
|
Продолжительность
фильтроцикла
| час.
|
|
|
|
Суточное число регенераций
|
|
|
|
|
Уд. расход NaCl на регенерацию
|
| qс (Табл. П1)
|
|
|
Расход 100%
реагента
|
|
|
|
|
Суточный
Расход 100% реаг.
|
|
|
|
|
Уд. расход
воды на взрыхление
|
| i (Табл. П1)
|
|
|
Время взрыхления
| мин.
| (Табл. П1)
|
|
|
Расход воды на взрыхление
|
|
|
|
|
Концентрация
регенер. раствора
| %
| (Табл. П1)
| 10%
| 7%
|
Расход воды на приготовл.
регенер. р-ра
|
|
|
|
|
Уд. расход
воды на отмывку
|
| а(Табл. П1)
|
|
|
Расход воды
на отмывку
|
|
|
|
|
Суммарный расход воды на регенерацию
|
|
| 22,6+4,24+28,26=
=55,1
| 22,6+3,29+31,4=
=57,3
|
Часовой расход воды на собственные нужды
| м3/ч
|
|
|
|
Cкорость пропуска реген.
раствора
|
| (Табл. П1)
|
|
|
Время про-
пуска реген.
раствора
| мин.
|
|
|
|
Скорость
отмывки
|
| (Табл. П1)
|
|
|
Время
отмывки
| мин.
|
|
|
|
Суммарное
время регене-
рации
| мин.
|
| 30+20,25+77,14=
=127,4
| 30+20,96+85,7=
=136,7
|
Рассчитаем рабочую обменную емкость Ер I ступени по формуле (1). Для этого определим коэффициент эффективности регенерации катионита. Примем удельный расход соли NaCl на регенерацию по табл. П1 равным qc=120 г /г-экв, тогда по табл.2 .
Определим коэффициент снижения обменной емкости катионита вследствие влияния ионов натрия (противоионный эффект). Соотношение ионов натрия и жесткости будет:
тогда по табл. 3 с учетом интерполяции коэффициент будет .
Удельный расход воды на отмывку катионита принимаем по табл. П1
. Полная обменная емкость сульфоугля по заводским данным
Еп = 500 г-экв/м3. По формуле (1) рассчитываем Ер:
Ер = 0,67·0,75·500 – 0,5·4·3,2 = 244,8 г-экв / м3.
Результат заносим в табл. 4.
Расчетный расход водопроводной воды на установку умягчения будет:
200,78 + 19,14 = 219,92 м3/ч.
Литература
1. Кострикин Ю.М. и др. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления: Справочник/ Ю.М. Кострикин, Н.А.Мещерский, О.В.Коровина. – М.: Энергоатомиздат, 1990.-254 с.
2. Лифшиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установок. М.: Энергия, 1976.- 288 с.
3. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2003. -309 с.
Приложение 1
Таблица П.1. Технологические показатели для расчета
Na-катионитных фильтров [1,2]
Показатель
| Фильтр I ступени
| Фильтр II ступени
|
Марка катионита
| Сульфоуголь
| Сульфоуголь
|
Высота слоя катионита
| 2 – 2,5
| 1,5
|
Рабочий цикл:
Скорость фильтрования, м/ч,
при жесткости:
до 5 мг-экв/кг
до 10 мг-экв/кг
до 15 мг-экв/кг
|
|
|
Взрыхляющая промывка:
Интенсивность, кг/(м2 с)
Продолжительность, мин.
|
|
|
|
|
|
Регенерация:
Удельный расход соли на регенера-
цию сульфоугля, qc, г/г-экв, при
жесткости воды:
до 5 мг-экв/кг
до 10 мг-экв/кг
до15 мг-экв/кг
Концентрация регенерационного
раствора, %
Скорость пропуска регенерационного
раствора, м/ч
|
100 - 120
120 - 200
170 - 250
5 – 8
3 - 4
|
300 - 400
8 – 12
4 - 5
|
Рабочая обменная ёмкость
сульфоугля, г-экв/м3
| По формуле (1)
| 250 - 300
|
Отмывка катионита:
Скорость пропуска отмывочной
воды, м/ч
Удельный расход отмывочной
воды, м3/м3
|
6 – 8
|
6 – 8
|
Приложение 2
Таблица П2. Качество воды поверхностных источников [3]
№
Вари-
анта
| Источник
| Место отбора
пробы
| Концентрация
ионов Na+, мг/кг
| Жесткость,
Жо, мг-экв/кг
|
| Белая
| г. Уфа
| 9,2
| 12,4
|
| Волга
| г. Ярославль
| 4,4
| 2,5
|
| Волга
| г. Казань
| 18,3
| 4,8
|
| Вологда
| г. Вологда
|
| 8,1
|
| Днепр
| г. Запорожье
| 8,6
| 3,82
|
| Северский
Донец
| г. Лисичанск
| 10,8
| 4,8
|
| Северная
Двина
| г. Архангельск
| 6,9
| 6,48
|
| Енисей
| г. Красноярск
| 6,9
| 2,6
|
| Иртыш
| г. Омск
| 36,1
| 2,8
|
| Кубань
| Г. Армавир
| 14,2
| 3,47
|
| Миасс
| г. Челябинск
| 43,7
| 4,7
|
| Москва
| ТЭЦ-12
| 2,8
| 4,3
|
| Москва
| Водопровод
| 1,3
| 2,0
|
| Обь
| г. Новосибирск
| 9,2
| 2,3
|
| Ока
| г.Нижний Новгород
| 17,8
| 6,0
|
| Томь
| г. Кемерово
| 12,4
| 1,6
|
| Тобол
| г. Кустанай
|
| 8,22
|
| Уводь
| г. Иваново
| 18,3
| 3,5
|
| Урал
| г. Гурьев
|
| 6,2
|
| Шексна
| г. Череповец
| 9,2
| 3,9
|
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.