Водоснабжение промышленных предприятий. Метод умягчения воды

Автор: Пользователь скрыл имя, 30 Января 2013 в 11:37, курсовая работа

Краткое описание

Все расчеты произведены в соответствии с требованиями современной нормативно-технической и технологической документации.
Проектирование выполнено с применением современных материалов, технологий и оборудования.

Оглавление

Введение Лист
1. Баланс системы водоснабжения ПП 3
1.1 Расчет баланса системы водоснабжения 3
1.2 Критерий рациональности использования воды 5
1.3 Определение требуемого расхода умягченной воды 6
2. Расчет и проектирование станции умягчения воды 8
2.1 Анализ химического состава воды 8
2.2 Расчет ступеней Na-катионирования 9
2.3 Расчет второй ступени Na-катионирования 10
2.4 Определение расходов воды на собственные нужды станции 14
2.5 Алгоритм расчета расходов воды на собственные нужды станции 14
2.6 Расчет первой ступени Na-катионирования 17
2.7 Солевое хозяйство 22
2.8 Подбор оборудования 24
Использованная литература 26

Файлы: 1 файл

Водоснаб систем ПП 5курс Дьяконов Д.С..doc

— 734.00 Кб (Скачать)

Регенерация загрузки катионитовых фильтров проводится технической солью.

 

2.4. Расчет второй ступени Na-катионирования

 

2.4.1. Объем катионита

                                           (2.7)

где  – коэффициент запаса по жесткости для второй ступени принимается ;

 – рабочая обменная емкость  катионита, опреляется по формуле  2.8

 

                  (2.8)

где – коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита по Ca2+ и Mg2+ вследствие частичного задержания катионов Na+, принимается по табл. 2 [1] или по формулам:

   (2.9)

где – для расчета второй ступени катионирования – это концентрация Na+ в воде после первой ступени умягчения:

   (2.10)

мг-экв/л;

т.к. bIINa > 10, то для фильтров второй ступени эта величина определяется по формуле:

 (2.11)

где , – концентрации ионов кальция и натрия, мг-экв/л; – коэффициенты активности соответствующих ионов, которые можно найти по прил. 3 [3], если ионная сила раствора - m ³ 0,005. Ионная сила раствора в этом случае определяется:

 (2.12)

 т.к
, то-

где =0,5*(СNa+2*CCa)*10-3 ; z-валентность иона.

 

 

 мг-экв/л

 

 – полная обменная емкость  катионита, принимается по п. 15 [1], для катионита КУ-2-8, г-экв/м3;

 – число регенераций каждого фильтра в сутки, принимается для второй ступени:

 (2.13)

где – продолжительность работы станции в течение суток, =20ч; – продолжительность межрегенерационного периода работы фильтра второй ступени, ч:

 

                          

 (2.14)

где   – высота загрузки фильтра, м, п. 22 [1]; – скорость фильтрования, м/ч, п. 22 [1]; – 80%-ный калибр зерен катионита в мм; tII – продолжительность всех операций регенерации фильтров (взрыхления, регенерации и отмывки), ч (прил. 2) [3].

 

Взрыхление катионита  происходит с интенсивностью 5 л/с  м2 в течение 30мин, продолжительность регенерации составляет – 75 мин, отмывки – 60 мин согласно (прил. 2) [3].

 

2.4.2. Площадь катионитовых фильтров

 

 (2.15)

 

 

Фильтры принимаются  типовые напорные диаметром D =2 типа ТКЗ

Необходимое количество фильтров определяется:

 (2.16)

 

 принимается 3 рабочих и 1 резервный

 

2.4.3. Проверка фактической и расчетной скорости фильтрования

 (2.17)

 

 

- Фактическая скорость фильтрования

 

 (2.18)

 

- Фактическое время межрегенерационного периода

 

                                  (2.19)

Принимается 1 промывка в 16 смен, ч

 

2.4.4. Расход соли на 1 регенерацию одного фильтра

 (2.20)

где  – удельный расход поваренной соли на регенерацию, принимается по табл. 1 и п. 21 прил. 7 [1], ;

  – количество поглощенных  (задержанных) катионов жесткости  за 1 фильтроцикл, г-экв:

 

 (2.21)

 

где – фактическая площадь одного фильтра, м2.

 

 

 

 

      1. Суточный расход соли для всех рабочих фильтров, т.

 (2.22)

 

    1.  Определение расходов воды на собственные нужды станции.

 

Для взрыхления загрузки фильтров второй ступени катионирования, ее регенерации и отмывки используется частично умягченная вода, т.е. после первой ступени катионирования. Поэтому первая ступень должна быть рассчитана с учетом этих дополнительных расходов воды.

Таким образом, общий  расход, поступающий на фильтры первой ступени катионирования (прил. 1) [3], определяется, м3/сут:

 (2.23)

где  – расход воды для взрыхления загрузки, м3/сут;

 – расход воды для приготовления  регенерационного раствора, м3/сут;

–расход воды для отмывки катионитовой загрузки от регенерационного раствора, м3/сут.

 

Для собственных нужд при эксплуатации Na-катионитовых фильтров первой ступени используется исходная вода или остатки регенерационных растворов и отмывочных вод фильтров второй ступени..

 

    1.  Алгоритм расчета расходов воды на собственные нужды второй ступени Na-катионирования.

 

2.6.1. Объем воды на взрыхление загрузки одного фильтра, м3

 (2.24)

где  – интенсивность подачи воды для взрыхления, принимается по п. 21 [1]

л/с*м²;

 – продолжительность взрыхления (п. 21 [1]).

 

- среднесуточный расход воды на взрыхление рабочих фильтров, м3/сут:

 (2.25)

 

 

 

2.6.2. Объем воды для приготовления раствора NaCl, м3.

 (2.26)

где  – активная концентрация технической соли, по [8] п. 15.12 – С = 93 %;

- плотность раствора, по прил. 5 [3], для 5 % - 1,036 т/м3, 10 % - 1,07 т/м3;

 – концентрация рабочего  раствора соли, %, принимается по  п. 21 прил. 7 [1].

 

 

Для повышения эффекта регенерации  следует применять ступенчатую  регенерацию катионитовой загрузки. В этом случае сначала регенерация проводится 5 %-ным раствором поваренной соли, а затем через загрузку пропускается 10 %-ный раствор поваренной соли.

Среднесуточный расход воды для регенерации рабочих фильтров, м3/сут:

 

 (2.27)

 

 

2.6.3. Объем воды для отмывки загрузки фильтров от продуктов регенерации, м3.

 

 (2.28)

 

где – удельный расход на отмывку загрузки, принимается по п. 15 прил. 7 [1]. м33

 

 

Среднесуточный отмывочный расход, м3/сут:

 

 (2.29)

 

 

 

2.6.4. Определение скоростей при различных режимах эксплуатации фильтров: взрыхлении, регенерации, отмывке, м/ч.

 

 (2.30)

где – расход при взрыхлении (регенерации, отмывке), м3/ч:

 

 (2.31)

где – продолжительность операций, мин (прил. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    1. Расчет первой ступени Na-катионирования.

 

2.7.1. Объем катионита первой ступени.

 

 (2.32)

 

Рабочая обменная емкость  для первой ступени Na-катионирования, г-экв/м3:

 

 (2.33)

 

где – коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита по Ca2+ и Mg2+, рассчитывается по формуле:

 

 (2.34)

 

где СNa – при расчете первой ступени – это концентрация натрия в исходной воде.

 

 г-экв/м3

 

 

2.7.2. Площадь фильтров первой ступени определяется аналогично второй ступени по формулам (2.23 – 2.24). Затем по той же литературе принимаются типовые фильтры и назначается количество рабочих и резервных.

 

 

Фильтры принимаются  типовые напорные диаметром D = 2м типа ТКЗ.

Необходимое количество фильтров определяется:

 

 принимаем 2 раб и 1 резервный

 

      1. Проверка фактической и расчетной скорости фильтрования.

 

 (2.35)

 

где - продолжительность межрегенерационного периода, час,

 

 (2.36)

 

 

 

 

Затем определяется фактическая скорость фильтрования на первую ступень и  сравнивается с расчетной скоростью, м/ч:

 

                                                   

                                      (2.37)

 

 

Потом рассчитывается фактической время  межрегенерационного периода:

 

 (2.38)

 

 

      1. Расход поваренной соли для регенерации одного фильтра.

 

Определяется аналогично второй ступени по формуле (2,20).

- количество поглощенных (задержанных)  катионов жесткости за 1 фильтроцикл,  г-экв:

 

 (2.39)

 

 

 

 

      1. Суточный расход поваренной соли для всех рабочих фильтров.

 

Определяется  аналогично второй степени по формуле (2.22).

 

 

      1. Расходы на собственные нужды первой ступени.

 

Определяются  аналогично второй ступени по формулам (2.23) – (2.29).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8. Солевое хозяйство

 

Для нормальной эксплуатации солевого хозяйства  в соответствии с п. 6.202 – 6.203 [1] склады реагентов следует рассчитывать на 30-суточное хранение (для поваренной соли – до 40 сут). Поэтому на станции умягчения предусматриваются склады на хранения реагента.

Принимается «мокрое» хранение соли, так как  суточный расход соли более 500 кг.

При «мокром» хранении за пределами здания устраиваются баки-хранилища 20%-ной соли на месячный запас, а в здании станции умягчения предусматриваются насосы для перекачки насыщенного раствора из баков-хранилищ в расходные баки 5-10% - ного раствора.

 

      1. Общий суточный расход соли:

 

 

      1. Баки-хранилища

 

Для надежности эксплуатации рекомендуется принимать и устанавливать в здании станции умягчения баки для взрыхления, регенерации и отмывки на объемы воды, найденные по формулам (2.23, 2.24, 2.25). Конструкция и размеры баков принимаются в соответствии с разделом 14 п. 14.11 [1].

Объем баков рассчитывается, м3

 

 (2.40)

 

где - время, на которое заготавливается соль, пп. 6.202 – 6.203 [1]; сут

- плотность 20 %-ного раствора, 1,15 т/м3;

- концентрация раствора в  баке-хранилище.  =20%

 

 

Принимается 2 бака следующих размеров:

м – ширина;

Информация о работе Водоснабжение промышленных предприятий. Метод умягчения воды