Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расчет и подбор основного технологического оборудования станции
|
|
Фильтры первой ступени:
; (2.1)
где: Q-расход умягчаемой воды, м3/ч; Жо.исх.-общая жесткость исходной воды, г-экв/м3; ENaраб.-рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании, г-экв/м3; np-число регенераций каждого фильтра в сутки, принимается равным от 1 до3.
Рабочая обменная ёмкость катионита определяется по формуле:
; (2.2)
где: 
-коэффициент эффективности регенерации принимаемый по таблице в зависимости от расхода соли, в двухступенчатой расход соли-120-150 г/г-экв; 
- коэффициент, учитывающий снижение объёмной ёмкости катионита в следствии частичного задержания катионов Na+, принимаемый по таблице; 
- полная объёмная ёмкость катионита, определяемая по данным заводов изготовителей, в таблице; 
- удельный расход воды на отмывку катионита, м3 на 1м3 катионита; 0, 5- коэффициент, учитывающий неполноту умягчения отмывочной воды.
г-экв/м3
где: 
г-экв/м3;
; Еполн.=600 сульфоуголь.
м3
Определяем площадь катионитных фильтров первой ступени:
, м2 (2.3)
где: 
- высота слоя катионита, м, равна 2м
м2
Выбираем фильтр ФИПа1-1, 0-0, 6-Na-2;
Производительность 24 м3/ч; давление воды рабочее- 0, 6 МПа; температура 400С; вместимость 2, 5 м3; фильтрующая загрузка сульфоуголь; высота 2 м; объём 1, 57 м3; масса загрузки 1050 кг; диаметр фильтра 1020мм; высота 3610 мм; масса аппарата без загрузки 910 кг.
Определяем число рабочих фильтров N:
; (2.4)
где: f-площадь фильтрования одного фильтра, м2. Должны быть дополнительные предусмотрены резервные фильтры. Число рабочих фильтров по нормам проектирования должно быть не менее двух, резервных-один.
Принимаем два рабочих фильтра.
Определяем фактическую скорость фильтрования воды в принятых фильтрах Vфакт. м/ч,
; м/ч (2.5)
Фактическая скорость фильтрования должна быть не более рекомендуемой нормами при общей жесткости воды:
; м/ч
эта скорость превышает предельную рекомендуемую = 25 м/ч; число рабочих фильтров 3 и один резервный.
Фильтры второй ступени:
Рассчитываются аналогично фильтрам первой ступени. При этом принимаются следующие параметры катионирования на второй ступени: исходная жесткость равна жесткости фильтрата первой ступени, принимаемой равной 0, 1 г-экв/м3;
рабочая обменная емкость катионита ЕNaраб.2-250-300 г-экв/м3; высота слоя катионита Н2-1, 5 м; скорость фильтрования V2-не более 40 м/ч; удельный расход соли ac=300-400 г/г-экв; концентрация раствора соли -8-12%.
Площадь фильтрования катионитных фильтров второй ступени F к2 м2, определяется по рекомендуемой скорости фильтрования V2 м/ч:
, м2 (2.6)
м2
К применению приняты фильтры ФИПа||-1, 0-0, 6-Na c высотой загрузки катионита 1, 5м; диаметр фильтра 1020 мм; площадь фильтров 0, 82 м2; высота корпуса 3100мм; масса аппарата 950 кг без загрузки.
Принимаем 2 рабочих и один резервный фильтр.
, м2 (2.7)
м2
м/ч
Продолжительность фильтроцикла этих фильтров, ч,
; ч. (2.8)
ч
Число регенераций для одного фильтра в сутки равна:
(2.9)
Одна регенерация в течении 10 суток
Рис. 2. Натрий-катионитный параллельно-точный фильтр: а - вид сбоку; 6 — план; 1 — подача воды на фильтр; 2— подача соли на регенерацию; 3— сброс взрыхляющей воды; 4 - отвод умягченной воды в бак или на следующую ступень фильтра; 5, 6- пробоотборники исходной и умягченной воды; 7- сборник сбросов от пробоотборников; 8, 9- люки; 10- подача воды на взрыхление; 11 - сброс отработанного регенерирующего раствора, отмывочной воды и первого фильтрата.
Солевое хозяйство
Масса поваренной соли Pc, кг, на одну регенерацию одного натрийкатионитного фильтра определяется по формуле:
; кг (2.10)
Исходные данные для расчета по формуле (2.10) определены в формуле (2.2)
кг
Для фильтра второй ступени, аналогично:
кг
Объём раствора соли Wc, определенной выше массы, определяется по формуле (2.12), в которой G=Pc; с- концентрация раствора, принимаемая для фильтров первой ступени равной 5-8%, для второй 8-12%; 
-удельная масса раствора, определяется по таблице 4.8 методич. Объем баков мерников равен 2Wc.
Расход раствора соли qc, м3/ч, по которому определяется диаметр трубопровода, равен:
; м3/ч (2.11)
где: 
с- скорость фильтрования регенерационного раствора через катионит, принимается 3-4 м/ч.
м3/ч
м3/ч
Диаметр солерастворителя определяется по расходу раствора соли 
и рекомендуемой скорости фильтрования до 10 м/ч.
Суточный расход технической соли, необходимый для регенерации фильтров умягчения воды обеих ступеней равен:
; кг/сут (2.12)
кг/сут
принято 16 суточное хранение соли в баках мокрого хранения.
Масса соли для хранения составит:
кг или 2, 5 т.
Объём баков для хранения 25% раствора соли определен из расчета 5 м3 на 1т соли.
; м3 (2.13)
м3
К установке принимаются 2 бака с унифицированными размерами в плане 1, 5*1, 5 и высотой 2, 4м. Ёмкость каждого бака будет равна 5, 4 м3. Баки выполняются из железобетона с защитой поверхности от коррозии. Схема расположения баков приведена на рисунке 3. Высотное расположение баков приведено на рисунке 4. Положение баков в общей схеме установке умягчения воды на рисунке 1.
Рис. 3. Баки мокрого хранения соли (положение 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; б - подача воздуха на взрыхление соли
Рис. 4, Отделение хранения соли в разрезе: подрисуночные надписи см. на рис. 4.12
; м3 (2.14)
где: 
=152, 61кг/сут.; с=25%; =1, 19
м3
Концентрированный раствор соли из баков перекачивается через солерастворитель в бак мерник. Принимается к применению меньший солерастворитель Саратовского завода энергетического машиностроения С-0, 125-0, 4. Диаметр солерастворителя- 426 мм, площадь фильтрования-0, 14 м2. При скорости фильтрования через него раствора соли равной 3 м/ч, его производительность составляет 3*0, 14, равна 0, 42 м3/ч. Следовательно производительность принятого солерастворителя вполне достаточна для пропуска расчетного объёма соли.
К установке принимаются два солерастворителя- один рабочий и один резервный.
Для перекачки раствора приняты насосы центробежные химические консольные Х2/30 производительность 2 м3/ч и напором 30 м (самые малые в ряду насосов этого типа). Масса насоса-126 кг, мощность электродвигателя насоса составляет 3 кВт. Габариты насоса вместе с электродвигателем в плане равны 930*450мм. Устанавливается два насоса один рабочий, один резервный.
Из солерастворителя раствор подается в баки-мерники для приготовления регенерационных растворов для регенерации фильтров первой и второй ступеней. В соответствии с указанием норм концентрация соли для фильтров первой ступени
принимается равной 5%, для второй ступени 10%.
Объём раствора для одной регенерации одного фильтра определяется по формуле:
; м3 (2.15)
где: 
-масса соли на одну регенерацию, кг.
Из предыдущих определений для натрий-катионитного фильтра первой ступени:
=42, 67 кг; с=5%; =1, 034.
м3
м3
Для натрий-катионитного фильтра второй ступени: =123кг; с=10%; =1, 071
В баках-мерниках хранится объём раствора на две регенерации. Принимаются для обеих ступеней баки-мерники одинакового объёма, что обеспечивает их взаимозаменяемость. Объём одного бака равен:
, 0 м3. Диаметр каждого бака в плане 1, 3 м, высота 2, 5м. Принимается 3 бака: один для первой ступени фильтров, второй для второй ступени, третий резервный для обеих ступеней. Баки-мерники оборудуются сигнализатором уровня раствора, переливным трубопроводом и трубопроводом опорожнения. Баки выполняются из метала с защитным покрытием от коррозии.
Расход раствора соли qc, м3/ч, по трубопроводу от бака мерника к фильтрам определяется по формуле, по принятой скорости фильтрования регенерационного раствора Vc через катионит равной 3м/ч.
Для фильтров первой ступени:
; м3/ч (2.16)
м3/ч или 0, 38л/с
Аналогично для фильтров второй ступени:
м3/ч или 0, 68 л/с
Баки –мерники располагаются на высоте, позволяющей самотечное движение раствора соли в катионитные фильтры.
Расход воды на взрыхление фильтров qвзр. , л/с, определяется по формуле:
; л/с (2.17)
где: 
- интенсивность площади воды для взрыхления катионита принята равной 4 л/с, площади фильтрования f фильтра первой ступени определена выше = 0, 46; второй=0, 82 м2
для первой ступени фильтров:
л/с
для второй ступени фильтров:
л/с
Объём воды Wвзр. , м3, на одно взрыхление одного фильтра определяется по формуле:
; м3 (2.18)
где: 
- принято 20 мин.
для фильтров первой ступени:
м3
для фильтров второй ступени:
м3
Воду для взрыхления предусмотрено подавать от специальных баков, в каждом из которых предусматривается хранить объём воды, необходимый для двух взрыхлений. Принимается для взрыхления обоих типов фильтров два бака одинакового объёма (большего по расчету):
; м3
Чтобы обеспечить взрыхление любого фильтра от любого бака предусмотрены переключения между баками. Баки предусматривается выполнить из металла с антикоррозийным покрытием. Диаметр каждого бака 2, 0 м, высота 2, 5 м.
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 первой ступени фильтров: 
=1, 84 л/с или 7 м3/ч. К установке принимаются два насоса (один рабочий, второй резервный) типа К8/18 фактической производительностью 8 м3/ч и напором 19 м. Масса насосного агрегата-63 кг, размеры в плане 795*286 мм. Мощность электродвигателя- 1, 5 кВт.
Аналогично для второй ступени фильтров: 
=3, 28 л/с или 9, 8 м3/ч. К установке также принимается два насоса (один рабочий, второй резервный) типа К50-32-125 производительностью 12, 5 м3/ч и напором 20 м. Масса насосного агрегата -90кг, размеры в плане 795*286 мм. Мощность электродвигателя -2, 2 кВт.
Объём воды для отмывки Wотм., м3 определяется по формуле:
; м3 (2.19)
где: 
- удельный расход воды на отмывку принят равным 5 м3 на 1м3 катионита.
Для фильтра первой ступени:
f=0, 46 м2 площадь фильтрования
Hk=2, 0 м
м3
Для фильтра второй ступени:
f=0, 82 м2 площадь фильтрования
Hk=1, 5 м
м3
Отмывку фильтров первой ступени предусмотрено производить исходной водой, второй ступени – фильтратом первой ступени. Вода на отмывку подается по трубопроводам подачи воды на фильтр в рабочем режиме.
Расходы воды на собственные нужды установки для одной регенерацию одного фильтра по данным расчетов сведены в таблицу 1.
Таблица 1.
Расходы воды для одной регенерацию одного фильтра
| Фильтр | Расходы воды на одну регенерацию, м3 | |||
| На приготовление регенерационного раствора соли Wраств. | На взрыхление Wвзр | На отмывку Wотм. | Суммарный расход | |
| Первой ступени | 0, 8 | 2, 2 | 4, 6 | 7, 6 |
| Второй ступени | 1, 1 | 3, 9 | 6, 15 | 11, 15 |
Первая половина объёма 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 первой ступени рав-ны:
; м3
для фильтров второй ступени:
; м3