Расчет натрий - катионитного фильтра II ступени

Выбор схемы химводоочистки

Сухой остаток химочищенной воды, обрабатываемой по схеме натрий -катионирования, определяем по формуле [8], мг/кг:

мг/кг

(5.1)

где S_ив – сухой остаток исходной воды [8], мг/кг;

H_Ca – кальциевая жесткость исходной воды [8], мг-экв/кг;

H_Mg – магниевая жесткость исходной воды [8], мг-экв/кг.

Величину непрерывной продувки рассчитываем по формуле [8], %:

% (5.2)

где – сухой остаток химочищенной воды, мг/кг;

– доля пара и конденста [8, стр. 207];

S_кв–сухой остаток котловой воды [8, стр. 207], мг/кг.

Величина продувки находиться в пределах допустимой, т.е. <10%.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Следовательно, по величине продувки можно применить обработку воды путём натрий - катионирования.

Относительная щелочность котловой воды равна относительной щелочности обработанной воды и определяется по формуле [8], %:

(5.3)

где 40 – эквивалент NaOH, мг/кг;

Щ_ов – щелочность химочищенной воды, равная щелочности исходной приобработке по схеме натрий - катионирования.

По полученной величине относительной щелочности в соответствии с нормами схему обработки воды путём натрий - катионирования можно применить с дозировкой нитратов в химически обработанную воду.

Содержание углекислоты в паре определяем по формуле [8], мг/кг:

(5.4)

где – доля разложения NaHCO₃ в котле при соответствующем давлении [8];

–доля разложения Na₂CO₃ в котле при соответствующем давлении [8];

22 – эквивалент CO₂, мг.

По концентрации углекислоты в паре применяем водород-катионирование с “голодной” регенерацией фильтров.

Определение производительности водоподготовки

 

Расход химически обработанной воды на питание паровых котлов слагается из потерь пара и конденсата, при этом учитывается возможность недовозврата 30% конденсата и 3% продувка котлов, 3% от паропроизводительности котельной.

Паропроизводительность котельной (согл. п.1):

Расход пара на производство:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Производительность ВПУ слагается из расхода на питание паровых котлов:

(7.4)

где k – коэффициент, учитывающий возможность недовозврата 20% конденсата, k = 1,2.

- процент продувки котла: ;

q₃ - потери на производство:

(7.5)

.

q₄ - потери в котельной:

(7.6)

.

q₆ - потери в деаэраторе подпиточной воды:

(7.7)

.

q₇ - потери с выпаром в деаэраторе:

(7.8)

.

.

 

 

Расчет натрий - катионитного фильтра II ступени

Принимается к установке фильтр следующего типа [8]:

-диаметр фильтра 2000 мм;

-высота слоя катионита H_сл=1,5 м;

-площадь фильтрования f = 3,1 м²;

-объем катионита V_к = 4,65 м³;

-производительность фильтров .

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рабочая обменная способность катионита при умягчении воды определяется по формуле [8], г-экв/м³:

E_p^Na = α_э Е_п – 0,5 q Ж_о = г-экв/м³

(5.5)

где α_э– коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту регенерации катионита в зависимости от удельного расхода соли на регенерацию [8];

–коэффициент, учитывающий снижение обменной ёмкости катионита [8];

E_п – полная обменная способность катионита [8], г-экв/м³;

q – удельный расход воды на отмывку катионита [8], м³/м³;

0,5 – доля умягчения отмывочной воды;

Ж_о– общая жёсткость фильтрата, поступающего на фильтры второй ступени, мг-экв/кг.

Число регенераций фильтра в сутки определяется по формуле [8], раз/сут:

раз/сут (5.6)

где E_p^Na – рабочая обменная способность катионита при натрий катионировании, г-экв/м³.

Скорость фильтрования [8], м/ч:

м/ч (5.7)

Расход 100%-ой поваренной соли на одну регенерацию фильтра определяется по формуле [8], кг:

кг (5.8)

где q_c – удельный расход поваренной соли на регенерацию [8], г/г-экв.

Расход крепкого 26%-го насыщенного раствора соли на одну регенерацию [8], м³:

м³ (5.9)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

где ρ_н.р. – плотность 26%-го раствора соли при 20 ˚С, т/м³;

b_н.р. – процентное содержание соли (NaCl) в насыщенном растворе при

20˚С, %.

Суточный расход технической соли на регенерацию фильтров определяется по формуле [8], кг/сут:

кг/сут (5.10)

где а –число работающих фильтров;

93 – содержание NaCl в технической соли, %.

Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра состоит из:

1) Расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра [8], м³:

м³ (5.11)

где i – интенсивность взрыхляющей промывки фильтров [8], кг/(с м²);

t_взр – продолжительность взрыхляющей промывки [8].

Расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли [8], м³:

м³ (5.12)

где b – концентрация регенерационого раствора [8], %;

ρ_р.р. – плотность регенерационного раствора [8], т/м³.

2) Расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации [8], м³:

м³ (5.13)

где q_от – удельный расход воды на отмывку катионита [8], м³/м³.

Расход воды на одну регенерацию натрий – катионитного фильтра без использования промывочной воды на взрыхление составит [8], м³:

м³ (5.14)

Расход воды на регенерацию фильтров в сутки в среднем составит [8],м³/сут:

м³/сут (5.15)

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчет натрий-катионитного фильтра I ступени

На натрий-катионитный фильтр I ступени вода поступает с общей жесткостью 2,7 мг-экв/л.

Принимается к установке фильтр со следующими конструктивными характеристиками:

-диаметр фильтра 1500 мм;

-высота слоя катионита H_сл=2,0 м;

-площадь фильтрования f = 1,72 м²;

-объем катионита V_к = 3,44 м³ [8].

Рабочая обменная способность катионита при умягчении воды определяется по формуле [8], г-экв/м³:

E_p^Na = α_э Е_п – 0,5 q Ж_о = г-экв/м³(5.16)

где Ж_о– общая жёсткость фильтрата, поступающего на фильтры первой ступени, мг-экв/кг.

Число регенераций фильтра в сутки определяется по формуле [8], раз/сут:

раз/сут (5.17)

где E_p^Na – рабочая обменная способность катионита при натрий катиони- ровании, г-экв/м³;

а–число работающих фильтров.

Скорость фильтрования [8], м/ч:

м/ч (5.18)

Расход 100%-ой поваренной соли на одну регенерацию фильтра определяется по формуле [8], кг:

кг (5.19)

где q_c – удельный расход поваренной соли на регенерацию [8],г/г-экв.

Расход 26%-го насыщенного раствора соли на одну регенерацию [8], м³:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

м³ (5.20)

где ρ_н.р. – плотность 26%-го раствора соли при 20 ˚С, т/м³;

b_н.р. – процентное содержание соли (NaCl) в насыщенном растворе при 20^оС, %.

Суточный расход технической соли на регенерацию фильтров определяется по формуле [8], кг/сут:

кг/сут (5.21)

где а –число работающих фильтров;

93 – содержание NaCl в технической соли, %.

Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра состоит из:

1) Расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра [8], м³:

м³ (5.22)

где i – интенсивность взрыхляющей промывки фильтров [8], кг/(сּм²);

t_взр – продолжительность взрыхляющей промывки [8].

2) Расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли [8], м³:

м³ (5.23)

где b – концентрация регенерационого раствора [8], %;

ρ_р.р. – плотность регенерационного раствора [8], т/м³.

3) Расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации [8], м³:

м³ (5.24) где q_от – удельный расход воды на отмывку катионита [8], м³/м³.

Расход воды на одну регенерацию натрий - катионитного фильтра без использования промывочной воды на взрыхление составит [8], м³:

м³ (5.25)

 

Расход воды на регенерацию фильтров в сутки в среднем составит [8],м³/сут:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 1-43 01 05.13.62.29

м³/сут (5.26)