Автор: Пользователь скрыл имя, 30 Января 2013 в 11:37, курсовая работа
Все расчеты произведены в соответствии с требованиями современной нормативно-технической и технологической документации.
Проектирование выполнено с применением современных материалов, технологий и оборудования.
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
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
(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)
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)
где =0,5*(СNa+2*CCa)*10-3 ; z-валентность иона.
– 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:
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)
2.4.3. Проверка фактической и расчетной скорости фильтрования
(2.17)
- Фактическая скорость фильтрования
(2.18)
- Фактическое время межрегенерационного периода
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
(2.21)
где – фактическая площадь одного фильтра, м2.
(2.22)
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
–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..
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
- 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]. м3/м3
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).
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.
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:
(2.35)
где - продолжительность межрегенерационного периода, час,
(2.36)
Затем определяется фактическая скорость фильтрования на первую ступень и сравнивается с расчетной скоростью, м/ч:
Потом рассчитывается фактической время межрегенерационного периода:
(2.38)
Определяется аналогично второй ступени по формуле (2,20).
- количество поглощенных (
(2.39)
Определяется аналогично второй степени по формуле (2.22).
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.
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