![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет и потбор основного технологического оборудования станции
3.1 Расчет водород-катионитных фильтров с полной регенерацией
1.Поскольку при полной регенерации катионита фильтрат имеет pH≤ 7, выбираем сильнокислый катионит. По данным [2, 3.1] выбирается один из самых дешевых катионитов - сульфоуголь с размером зерен 0, 3-1, 5, мм и полной обменной емкостью 2. Удельный расход серной кислоты на регенерацию принимается равным 3. Коэффициент эффективности регенерации водород-катионита определен по [2, 6.1] равным 4.Удельный расход на отмывку катионита после регенерации, принимается равным: Рабочая обменная емкость водород-катионита определяется:
где
5. Объем катионита в фильтрах находится по формуле:
где
где
6.Принимаем водород-катионитный фильтр типа ФИПаΙ Ι -1, 0-0, 6-Н. Диаметром 1, 0м, высотой загрузки катионита 7. Требуемая площадь фильтрата из условия размещения расчетного объема катионита равна
1-исходная вода; 2-фильтрат; 3-подача раствора кислоты; 4- вода на взрыхление; 5-сброс в канализацию воды от взрыхления; 6- сброс отмывочной воды и отработанных растворов; 7- гидровыгрузка катионита; 8- загрузка катионита.
Рисунок 3.1. Схема работы водород-катионитного фильтра: 8. Число рабочих фильтров 9. Скорость фильтрования воды в рабочем режиме составит,
Скорость фильтрования в форсированном режиме, при выключенном на регенерацию одном фильтре равна,
10. Окончательно в проекте предусмотрено два рабочих и один резервный фильтров. 11. Масса 100% ной серной кислоты на одну регенерацию водород-катионитного фильтра, определяется:
где
12.Суточный расход кислоты, необходимый для регенерации Н-фильтров:
Масса кислоты для нормируемого хранения в течении 15 суток.
Объем бака требуемый для хранения этой массы
где
Принимаем бак БНВ-1, 6. Объем бака 1, 6 м3, габаритные размеры 1-заполнение кислотой; 2-сжатый воздух; 3-выход кислоты; 4-воздушник.
Рисунок 3.2. - Бак БК для концентрированной серной кислоты.
13. Объем мерника определяется из условия регенерации одного фильтра. Объем мерника определен из формулы 3.9 при условии 14.Объем раствора кислоты 1, 5% концентрации для одной регенерации одного фильтра Wраств, м3, определяется по формуле:
Объем воды требующейся на приготовление раствора практически равен объему раствора, так как плотность его близка к плотности воды. Регенерационный раствор пропускается через фильтр со скоростью равной 10 м/ч. Расход регенерационного раствора равен:
15. Расход воды на взрыхление фильтров
где
Объем воды
где
Вода для взрыхления хранится в баках(один рабочий, один резервный). Объем каждого бака рассчитан на два взрыхления, т. е., равен 7, 4 м3. Высота каждого бака принята по 2, 5м, диаметр 2, 0м. 16. Вода на отмывку подается та же и по тому же трубопроводу, что и на умягчение. Определим объем воды на отмывку
где
17. Суточный расход воды на собственные нужды водород-катионитной установки равен:
18. Определение диаметров трубопроводов и потерь напора приведены в таблице 3.1
Таблица 3.1-Диаметры трубопроводов установки водород-катионитного умягчения воды
Из баков вода на взрыхление фильтров вода подается насосами. Напоры насосов составляют ориентировочно 15-20 м. Производительность насоса для взрыхления фильтров: qвзр=3, 12 л/с или 11, 2 м3/ч. К установки принимаются два насоса, один резервный и один рабочий, типа 2К 20/18 фактической производительностью 11-22 м3/ч и напором 21 м. Масса насосного агрегата 75 кг, размеры в плане 823× 286 мм. Мощность электродвигателя-1, 5 кВт.
3.2 Расчет вентиляторной градирни- дегазатора
Дегазатор представляет собой стальной цилиндр, внутри которого располагается насадка. Вода поступает на дегазатор сверху через распределительные сопла. Снизу в аппарат с помощью вентилятора подается воздух. Для организации движения воды по насадке в виде пленки используются керамические кольца Рашига размером 25× 25× 4 мм. Площадь поверхности 1 м3 колец Рашига составляет 204м2. Плотность орошения принимается равной Площадь поперечного сечения градирни-дегазатора
По площади
Диаметр принимаем 1300 мм. Тогда фактическая площадь дегазатора в плане будет равной 1-корпус; 2-насадка; 3-подача воды; 4-распределительные сопла; 5-отвод воды; 6-вентилятор; 7-воздухоотводящие патрубки; 8-выброс газа. Рисунок 3.3-Градирня-дегазатор.
Концентрация двуокиси углерода на входе в дегазатор определяется:
где
Масса удаляемой двуокиси углерода, находится из уравнения:
где
Среднее значение движущей силы десорбции Необходимую поверхность насадки определяют по формуле:
Объем насадки обеспечивающий эту поверхность равен:
где
Высота слоя насадки в дегазаторе равна:
Производительность вентилятора:
где
Напор вентилятора:
где
Этим параметрам соответствует вентилятор с частотой вращения рабочего колеса об/мин, мощностью электродвигателя кВт.Рвзмеры в плане вентилятора в комплексе с электродвигателем мм. Размер входного патрубка мм. Общая высота дегазатора складывается из водораспределительной части, равной 0, 5м, высоты насадки На установке предусматривается два дегазатора: рабочий и резервный.
3.3 Расчет и подбор оборудования натрий-катионитных установок
Кислая вода после Н-катионирования смешивается перед декарбонизатором с потоком исходной воды и используется для нейтрализации ее щелочности. Через декарбонизатор и Na-катионитный фильтр проходит полный поток воды
В качестве катионита принимаем сульфоуголь с размером зерен 0, 3-1, 5 мм. Полная обменная емкость катионита Удельный расход соли Удельный расход отмывочной воды
Принимаем число регенераций каждого фильтра в сутки
где
Принимаем натрий-катионитных фильтр ФИПаΙ Ι -1, 4-0, 6-Na. Фильтр этой марки имеет диаметр корпуса 1424мм, высоту загрузки Суммарная площадь катионитных фильтров определяется:
Число рабочих фильтров
где
Предварительно принимаем два рабочих фильтра. Фактическая скорость фильтрования воды в нормальном режиме:
Рассчитанная скорость не превышает предельно допустимую 25 м/ч, но не проходит по условию для форсированного режима, когда один фильтр будет выключен на регенерацию. Поэтому число рабочих фильтров увеличиваем до трех, В форсированном режиме, когда один из фильтров выключен на регенерацию, допускается увеличение скорости на 10 м/ч допустимой:
К установке принимается 3 рабочих и 1 дополнительный резервный фильтр. Конструкция катионного фильтра приведена на рисунке 3.4. 1 – исходная вода; 2 – умягченная вода; 3 – сброс в канализацию; 4 – раствор хлорида натрия; 5 – отработанный регенерационный раствор и отвод отмывочной воды; 6 – вода на взрыхление. Рисунок 3.4. – Натрий-катионный фильтр. Солевое хозяйство: Масса поваренной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра определяется по формуле:
Суточный расход технической соли, необходимый для регенерации фильтров умягчения воды:
Принято 15-суточное хранение соли в баках мокрого хранения. Масса соли для хранения составит:
Объем баков для хранения 25% раствора соли определен из расчета 5 м3 на 1 т соли
К установке принимаются 2 бака с унифицированными размерами в плане
1-баки; 2-трубопроводы отбора концентрированного раствора соли; 3-солевые насосы; 4- подача раствора соли на фильтры-солерастворители; 5- вода от водопровода для заполнения баков; 6- подача воздуха на взрыхление. Рисунок 3.4- Баки мокрого хранения соли(положение в плане).
Суточный объем 25% раствора для регенерации всех фильтров равен:
где
Концентрированный раствор соли из баков перекачивается через солерастворитель в бак мерник. Принимаем солерастворитель марки С-0, 125-0, 4. Диаметр солерастворителя - 426мм. Площадь фильтрования - 0, 14м2. При скорости фильтрования через него раствора соли равной 3 м/ч, его производительность составляет 0, 42 м3/ч. Следовательно, производительность принятого солерастворителя вполне достаточна для пропуска расчетного объема соли. К установке принимаются два солерастворителя один рабочий и один резервный. Для перекачки соли приняты насосы центробежные химические консольные Х2/30 производительностью 2 м3/ч и напором 30м. Масса насоса-126 кг, мощность электродвигателя насоса составляет 3кВт. Габариты насоса вместе с электродвигателем в плане равны 930× 450 мм. Устанавливается два насоса: рабочий и резервный. Из солерастворителя раствор подается в баки-мерники для приготовления регенерационных растворов для регенерации фильтров. Концентрация соли принимается равной 5%. Объем раствора для одной регенерации одного фильтра определяется по формуле:
где
В баках-мерниках хранится объем раствора на две регенерации. Объем одного бака равен:
Диаметр каждого бака в плане 1, 8м, высота 2, 5м. Применяем два бака: один рабочий и один резервный. Баки-мерники оборудуются сигнализатором уровня раствора, переливным трубопроводом и трубопроводом опорожнения. Баки выполняются с защитным покрытием от коррозии. Расход раствора соли
Баки-мерники располагаются на высоте, позволяющей самотечное движение раствора соли в катионитные фильтры. Расход воды на взрыхление фильтров
Объем воды на одно взрыхление одного фильтра определяется по формуле:
где
Воду для взрыхления предусмотрено подавать от специальных баков, в каждом из которых предусматривается хранить объем воды, необходимый для двух взрыхлений. Чтобы обеспечить взрыхление любого фильтра от любого бака предусмотрены переключения между баками. Баки предусматривается выполнять из металла с антикоррозийным покрытием. Диаметр каждого бака 2, 8 м, высота 2, 5м. В баках хранения взрыхляющей воды собирается также вода от отмывки фильтров соответствующих ступеней. Предусматривается подвод к бакам исходной воды для их пополнения при необходимости. Из баков вода на взрыхление фильтров подается насосами. Напоры насосов составляют ориентировочно 15-20 м. Производительность насоса для взрыхления фильтров: Объем воды для отмывки определяется по формуле:
где
Вода на отмывку подается по трубопроводам подачи воды на фильтр в рабочем режиме. Первая половина объема отмывочной воды, наиболее загрязненная солями жесткости, сбрасывается в канализацию, вторая половина используется для взрыхления фильтров. В техническую канализацию сбрасываются также воды от взрыхления, содержащие взвешенные частицы, и отработанные регенерационные растворы соли. С учетом этого потери воды на одну регенерацию фильтра равны:
Суточный расход воды на собственные нужды установки составляет:
В процентах от производительности установки
Диаметры трубопроводов установки определяются по рекомендованным скоростям движения жидкости, равными от 1, 0 до 2, 0 м/с. Их определение сведено в таблицу 3.2.
Таблица 3.2- Диаметры трубопроводов установки натрий-катионитного умягчения воды
|