АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

РЕШЕНИЕ. На собственные нужды катионитовой установки расходуется осветленная, но не умягченная вода, в этом случае

Читайте также:
  1. I. Решение логических задач средствами алгебры логики
  2. I.5.4. Решение задачи линейного программирования
  3. II этап: Решение задачи на ЭВМ в среде MS Excel
  4. II этап: Решение задачи на ЭВМ в среде MS Excel
  5. II этап: Решение задачи на ЭВМ в среде MS Excel
  6. II этап: Решение задачи на ЭВМ средствами пакета Excel
  7. II. Решение логических задач табличным способом
  8. II.1.3. Решение транспортной задачи в QSB
  9. III. Разрешение споров в международных организациях.
  10. III. Решение логических задач с помощью рассуждений
  11. IV. Воскрешение мертвых
  12. MatLab: решение дифференциальных уравнений

На собственные нужды катионитовой установки расходуется осветленная, но не умягченная вода, в этом случае

-катионитовые фильтры рассчитывают по полезной производительности установки.

1. Расчитываем Na-катионитовые фильтры Ι-ой ступени.

Находим Qполез для –катионитовых фильтров 1 ступени

м3/сут.

Если в схеме катионитовой установки имеются фильтры второй ступени, которые отмываются умягченной водой, то величина Qполез в формуле 1 должна быть несколько увеличена. Катионитовые фильтры второй ступени регенерируются сравнительно редко, поэтому расход умягченной воды на их отмывку невелик и может быть ориентировочно принят в 1-2% от полезной производительности.

Принимая расход умягченной воды на отмывку фильтров второй ступени в размере 2% от полезной производительности, найдем общий расход умягчаемой воды:

м3/сут.

24 – работа установки в течение суток, час

2. Находим объем сульфоугля СК-1

;

где n – число фильтроциклов в сутки

шт

t – полезная продолжительность фильтроцикла, принимаем 10,5 ч (по заданию);

t1 – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтра принимаем 1,5 ч (по заданию);

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток.

Ераб – рабочая обменная способность катионита, для Na-катионитовых фильтров, г-экв/м3

3. Находим рабочую обменную способность Na-катионитовых фильтров, определяем по формуле В.А.Клячко:

αЭ – коэффициент эффективности регенерации фильтров, находим по графику 1 методических указаний, соли 200 г. По заданию αЭ = 0,82

βNa – коэффициент учитывающий снижение обменной способности катионита находят по табл.2 методических указаний и зависит от концентрации Na+ в умягчаемой воде, по формуле

мг-экв/л,

получаем βNa = 0,9

где – квадрат концентрации Na+ в исходной воде, мг-экв/л;

Ж0 – общая жесткость исходной воды, мг-экв/л;

q – удельный расход осветленной воды на отмывку катионита принимается в пределах 4–5 м33 , принимаем 5 м33 .

Тогда г-экв/м3.

Еполн рабочая обменная способность катионита, для Na-катионитовых фильтров, находят по табл. 1 методических указаний (600 г-экв/м3);

q – удельный расход осветленной воды на отмывку катионита; обычно принимается в пределах 4–5 м33 катионита q = 5 м33;



4. Необходимый объем сульфоугля СК-1 для -катионитовых фильтров Ι-ой ступени

м3/сут

м3;

5. Принимаем высоту загрузки –2,2 м табл. 2 методических указаний, тогда необходимая площадь фильтрования составит

м2;

6. Скорость фильтрования Qрасч – м3

м/час,

т.е. в допустимых пределах (5–25 м/ч)

Принимаем 3 рабочих фильтра диаметром 1030 мм по табл. 2 методических указаний.

7. После того как определили суммарную площадь фильтрования, проверяем м3 и м3 при высоте загрузки – 2,2 и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 0,78 которые находят по табл. 2 методических указаний.

При проверке площади и объема разница между полученными расчетными величинами и серийно выпускающими промышленность не должна быть ±10 % ,как больше расчетной, так и меньше ее.

В этом случае разница составляет F = 6,8 %, V = 7 %.

Кроме трех рабочих -катионитовых фильтров, принимаем 1 резервный такого же размера.

 

II. Рассчитываем Na-катионитовые фильтры второй ступени.

Для фильтров второй ступени Qпол принимается 150 м3/ч, так как схема параллельная, и по этой схеме полезный объем воды, подаваемый на
-катионитовые фильтры II-ой ступени равен Qпол для всей установки.

1. Находим объем сульфоугля:

, м3

где n – число фильтроциклов в сутки

t – полезная продолжительность фильтроцикла Na-катионитовых фильтров второй ступени, принимается 150–200 ч;

t1 – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтра.
1,5 ч (по заданию);

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток;

Ж0 – общая жесткость умягчаемой воды для II-ой ступени принимаем
0,15 мг-экв/л;

2. Находим рабочую обменную способность Na-катионитовых фильтров II-ой ступени.

Поскольку фильтры второй ступени отмываются умягченной водой после фильтров первой ступени, то второй член в формуле (3) можно упустить. Следовательно, Ераб определяется по уравнению:

‡агрузка...

;

αЭ – коэффициент эффективности регенерации по графику 1 методических указаний.

Фильтры II-ой ступени регенерируются повышенным содержанием удельного расхода соли, порядка 300–400 г/г-экв поглощенных катионитов – определяем по графику 1 соль берем 400г на 1 г-экв

Тогда αЭ = 0,9

βNa – коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита зависит от концентрации Na+ в умягчаемой воде.

Определения концентрации в умягчаемой воде, поступающей на фильтры II ступени, следует принимать равной сумме катионов 2+, Мq2+, +, К+ в исходной воде, поскольку при пропуске воды через фильтры первой ступени катионы 2+, Мq2+, К+ заменяются на катионы +, то концентрацию натрия определяем по формуле:

мг-экв/л

Na+ – концентрации Na+ в исходной воде, мг-экв/л;

Ж0 –общая жесткость исходной воды, мг-экв/л.

Подставляем в формулу (4) получаем

мг-экв/л, по графику 2 методических указаний получаем βNa = 0,54

– квадрат концентрации Na+ в исходной воде, мг-экв/л;

Ж0 –общая жесткость исходной воды, мг-экв/л.

Подставляем полученные данные в формулу (5)

мг-экв./м3

3. Необходимый объем сульфоугля СК-1 для -катионитовых фильтров II-ой ступени Qполез м3/сут

м3

Qрасч = Qполезн, так как на фильтр II-ой ступени поступает все количество умягчаемой воды.

Ж0 – общая жесткость для фильтров II-ой ступени принимается
0,15 мг-экв/л

В случаи двухступенчатого -катионирования общая жесткость в фильтрах Ι-ой ступени вода умягчается до остаточной жесткости
0,1–0,20 мг-экв/л. При обычной скорости фильтрования 15–25 м/ч.

4. В целях однотипности оборудования принимаем 7 фильтров диаметром 1030 мм с высотой загрузки 2,2 м.

После выбора высоты загрузки Н находим суммарную площадь F фильтрования по формуле

м2;

5. Скорость фильтрования

м/ч, что допустимо.

Допускается увеличение скорости в пределах (50–60 м/ч)

6. После того как определили суммарную площадь фильтрования, проверяем м2 и м3 при высоте загрузки – 2,2 и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 0,78, которые находят по табл. 2 методических указаний.

При проверке площади и объема разница между полученными расчетами величинами и серийно выпускающими промышленность не должна быть ±10% ,как больше расчетной, так и меньше ее.

В этом случае разница составляет F = 3,6%, V = 3,4%.

Кроме семи рабочих -катионитовых фильтров, принимаем 2-ой резервный такого же размера.

 

III. Рассчитываются Н-катионитовые фильтры водоумягчительной установки для работы по схеме параллельного Н-Na-катионирования.

Находят расход воды, который должен быть подан на H-катионитовые фильтры по формуле:

1. – количество воды, отделяемое на H- катионитовые фильтры в м3/ч, при параллельном Н-Na-катионировании.

Расход qH определяем по формуле

м3

суточное количество умягчаемой воды 101,25 · 24 = 2430 м3/ сут;

где Qполезн – общий расход умягчаемой воды, поступающий на установку , 150 м3/ч;

Жк – карбонатная жесткость умягчаемой воды, 3 мг-экв/л.

Ж0 – общая жесткость умягчаемой воды, 4 мг-экв/л;

а – щелочность умягчаемой воды, 0,3мг-экв/л

2.Находим объем катионита для загрузки в H-катионитовые фильтры по формуле

3

3. Находим рабочую обменную способность Н-катионитовых фильтров по формуле В.А. Клячко с той лишь разницей, что коэффициент определяется в зависимости от удельного расхода Н24 равный 70 г/г-экв. рис. 3 методических указаний

, г-экв/ м3;

= 0,8

βNa определяем по рис. 2 методических указаний

мг-экв/л

–квадрат концентрации Na+ в исходной воды;

Ж0 –общая жесткость исходной воды.

βNa = 0,90

г-экв/м3

q – удельный расход осветленной воды на отмывку катионита; обычно принимается в пределах 4–5 м33 катионита q = 5 м33.

При том же режиме работы и регенерации фильтров, что в Na-катионировании

n – число фильтроциклов в сутки

шт.

t – полезная продолжительность фильтроцикла, принимаем 10,5 часа. (по заданию)

t1 – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтра
1,5 ч (по заданию);

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток. 24 ч.

4. Необходимый объем катионита для загрузки в Н-катионитовые фильтры будет равен

м3

5. Принимаем к установке 3 рабочих фильтров диаметром по 1525 мм с высотой загрузки 2200 мм (табл. 2 методических указаний).

м2.

6. Скорость фильтрования:

м/ч,

т.е. в допустимых пределах (5–25 м/ч)

7. После того как определили суммарную площадь фильтрования, проверяем м3 и м3 при высоте загрузки – 2,2 и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 1,77, которые находят по табл. 2 методических указаний.

При проверке площади и объема разница между полученными расчетами величинами и серийно выпускающими промышленность не должна быть ±10% ,как больше расчетной, так и меньше ее.

В этом случае разница составляет F = 0,95 %, V = 0,6 %.

Кроме трех рабочих Н-катионитовых фильтров, принимаем 1 резервный такого же размера.

 

ВАРИАНТ 2

при последовательном Н-Na-катионировании

 

Рассчитать катионитовые фильтры водоумягчительной установки для работы ее по схеме последовательного Н-Na-катионирования при следующих условиях:

Na-катионитовые фильтры в установку двухступенчатые

Qполез= 150 м3/ч; Ж0 = 4 мг-экв/л; содержание Na в исходной воде –
0,4 мг-экв/л; полезная продолжительность фильтроцикла – 10,5 ч; продолжительность регенерации 1,5 ч; удельный расход соли на регенерацию фильтров Ι-ой ступени 200 г на 1 г-экв поглощенных катионитов.

Н-катионитовые фильтры в установке одноступенчатого катионирования; щелочность умягчаемой воды – 0,3 мг-экв/л; Жо = 4 мг-экв/л, карбонатная жесткость Жк = 3 мг-экв/л, удельный расход (обычно принимают)
H2SO4 = 70 г/г-экв, b = 0,2 мг-экв/л.

Установка работает круглосуточно. Фильтры загружают сульфоуглем СК-1.

1. Определяем расчетный расход воды поступающей на Н-катионитовые фильтры по последовательной схеме

м3

суточное количество умягчаемой воды 107,81 · 24 = 2587,44 м3/сут,

где Qполезн – общий расход умягчаемой воды , 150 м3/ч;

Жк – карбонатная жесткость умягчаемой воды, 3 мг-экв/л;

а1 – заданная карбонатная жесткость смешанной воды
(Н-катионированной и исходной) принимается равной 0,7 мг-экв/л;

b – средняя за рабочий цикл кислотность фильтрата

Н-катионитовых фильтров принимают 0,2 мг-экв/л (при условии отключения фильтров на регенерацию в момент увеличения щелочности фильтрата до 0,35–1 мг-экв/л).

2.Находим объем катионита для загрузки в H-катионитовые фильтры по формуле

;

3. Находим рабочую обменную способность Н-катионитовых фильтров.

определяем по формуле В.А. Клячко с той лишь разницей, что коэффициент определяется в зависимости от удельного расхода Н24 равный 70 г/г-экв рис. 3.

= 0,8;

βNa находим по рис. 2 методических указаний в зависимости от концентрации натрия и общей жесткости в исходной воде, которые определяют по формуле

мг-экв/л

– квадрат концентрации Na+ в исходной воде, мг-экв/л;

Ж0 –общая жесткость в исходной воде, мг-экв/л;

βNa = 0,90;

q – удельный расход осветленной воды на отмывку катионита; обычно принимается в пределах 4–5 м33 катионита q = 5 м33

При том же режиме работы и регенерации фильтров, что в
Na-катионировании

n – число фильтроциклов в сутки

шт.

t – полезная продолжительность фильтроцикла, принимаем 10,5 ч (по заданию)

t1 – продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтра
1,5 ч (по заданию).

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток.

4. Необходимый объем катионита для загрузки в Н-катионитовые фильтры будет равно:

м3

5. Принимаем к установке 3 рабочих фильтров диаметром по 1525 мм с высотой загрузки 2200 мм (табл.2).

м2;

6. Скорость фильтрования:

м/ч, т.е. в допустимых пределах (5–25 м/ч);

7. После того как определили суммарную площадь фильтрования, проверяем м3 и м3 при высоте загрузки – 2,2 и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 1,77, которые находят по табл. 2 методических указаний.

При проверке площади и объема разница между полученными расчетами величинами и серийно выпускающими промышленность не должна быть ±10% ,как больше расчетной, так и меньше ее.

В этом случае разница составляет F = 5,6 %, V = 5,7 %.

Кроме трех рабочих Н-катионитовых фильтров, принимаем 1 резервный такого же размера.

 

II. Расчет Na-катионитовых фильтров Ι-ой ступени при последовательном Н-Na-катионировании.

1. Расчитываем Na-катионитовые фильтры Ι-ой ступени.

Находим Qполез для -катионитовых фильтров Ι-ой ступени

м3/ сут.

Если в схеме катионитовой установки имеются фильтры второй ступени, которые отмываются умягченной водой, то величина Qполез в формуле (1) должна быть несколько увеличена. Катионитовые фильтры второй ступени регенерируются сравнительно редко, поэтому расход умягченной воды на их отмывку невелик и может быть ориентировочно принят в 1–2 % от полезной производительности.

Принимая расход умягченной воды на отмывку фильтров второй ступени в размере 2 % от полезной производительности, найдем общий расход умягчаемой воды:

м3/сут.

24 – работа установки в течение суток, час

2. Находим объем сульфоугля СК-1

;

где n – число фильтроциклов в сутки

шт.

t – полезная продолжительность фильтроцикла, принимаем 10,5 ч ( по заданию);

t1 – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтра
1,5 ч (по заданию);

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток.

Ераб – рабочая обменная способность катионита, для Na-катионитовых фильтров, г-экв/м3.

3. Находим рабочую обменную способность Na-катионитовых фильтров, определяем по формуле В.А. Клячко.

Ераб = αЭ βNaЕполн - 0,5qЖ0

αЭ – коэффициент эффективности регенерации фильтров, находим по графику 1 (методических указаний) соли 200г. По заданию αЭ = 0,82

βNa – коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита находят по табл. 2 методических указаний и зависит от концентрации Na+ в умягчаемой воде, по формуле

мг-экв/л,

получаем βNa = 0,9

где С2Na – квадрат концентрации Na+ в исходной воде, мг-экв/л;

Ж0 –общая жесткость исходной воды, мг-экв/л;

q – удельный расход осветленной воды на отмывку катионита принимается в пределах 4–5 м33, принимаем 5 м33.

Тогда Ераб = αЭ βNaЕполн. – 0,5qЖ0 = 0,82 * 0,9 * 600 – 0,5 *5 * 4 = 433 г-экв/ м3 .

Еполн рабочая обменная способность катионита, для Na-катионитовых фильтров, находят по табл.1 методических указаний (600 г-экв/ м3)

q – удельный расход осветленной воды на отмывку катионита; обычно принимается в пределах 4–5 м33 катионита, q = 5 м33

4.Необходимый объем сульфоугля СК-1 для -катионитовых фильтров Ι-ой ступени

м3

5. Принимаем высоту загрузки – Н 2,2 м табл. 2 методических указаний, тогда необходимая площадь фильтрования составит

м2

 

6. Скорость фильтрования

м/ч;

т.е. в допустимых пределах (5–25 м/ч)

Принимаем 4 рабочих фильтра диаметром 1525 мм по табл. 2 методических указаний.

7. После того как определили суммарную площадь фильтрования, проверяем F = 1.77*4 =7.08 м3 и

V = 4* 2,2 * 1.77 = 15.58 м3 при высоте загрузки – 2,2 и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 1,77, которые находят по табл. 2 методических указаний.

При проверке площади и объема разница между полученными расчетами величинами и серийно выпускающими промышленность не должна быть
10 % ,как больше расчетной, так и меньше ее.

В этом случае разница составляет F = 8.2%, V = 8.85%.

Кроме трех рабочих -катионитовых фильтров, принимаем 1 резервный такого же размера.

 

II. Рассчитываем Na-катионитовые фильтры второй ступени.

Для фильтров второй ступени Qпол принимается 150 м3/ч так как схема параллельная, и этой схеме полезный объем воды, подаваемый на
-катионитовые фильтры II ступени равен Qпол для всей установки.

1.Находим объем сульфоугля:

, м3

где n – число фильтроциклов в сутки

t – полезная продолжительность фильтроцикла Na-катионитовых фильтров второй ступени, принимается 150–200 ч.

t1 – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтра.
1,5 ч (по заданию);

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток.

Ж0 – общая жесткость умягчаемой воды для II-ой ступени принимаем 0,15 мг-экв/л.

2. Находим рабочую обменную способность Na-катионитовых фильтров II-ой ступени.

Поскольку фильтры второй ступени отмываются умягченной водой после фильтров первой ступени, то второй член в формуле (3) 0,5*q0 можно упустить. Следовательно, Ераб определяется по уравнению:

Ераб = αЭ βNaЕполн;

αЭ – коэффициент эффективности регенерации по графику 1 методических указаний.

Фильтры II-ой ступени регенерируются повышенным содержанием удельного расхода соли, т.е. 300-400г/г-экв поглощенных катионитов, определяем по графику 1, соль берем 400г. на 1 г-экв.

Тогда αЭ = 0,9

βNa – коэффициент учитывающий снижение обменной способности катионита зависит от концентрации Na+ в умягчаемой воде.

Определения концентрации в умягчаемой воде, поступающей на фильтры II-ой ступени, следует принимать равной сумме катионов 2+, Мq2+, +, К+ в исходной воде, поскольку при пропуске воды через фильтры первой ступени катионы 2+, Мq2+, К+ заменяются на катионы +, то концентрацию натрия определяем по формуле

С2Na = Ж0 + Na+ = 4 + 0,4 = 4,4 мг-экв/л

Na+ – концентрации Na+ в исходной воде, мг-экв/л;

Ж0 –общая жесткость исходной воды, мг-экв/л.

Подставляем в формулу (4) получаем

= 4,85 мг-экв/л,

по графику 2 методических указаний получаем βNa = 0,54

С2Na –квадрат концентрации Na+ в исходной воде, мг-экв/л;

Ж0 –общая жесткость исходной воды, мг-экв/л.

Подставляем полученные данные в формулу (5)

Ераб = αЭ βNaЕполн. = 0,9*0,54*600 ≈ 292 мг-экв./м3 3.Необходимый объем сульфоугля СК-1 для Nа – катионитовых фильтров II ступени

м3

Qрасч = Qполезн т. к. на фильтру II-ой ступени поступает все кол-во умягчаемой воды.

Ж0 – общая жесткость для фильтров II-ой ступени принимается 0,15 мг-экв/л

В случаи двухступенчатого -катионирования общая жесткость в фильтрах Ι-ой ступени вода умягчается до остаточной жесткости
0,1–0,20 мг-экв/л. При обычной скорости фильтрования 15–25 м/ч.

В целях однотипности оборудования принимаем 7 фильтра диаметром 1030 мм с высотой загрузки 2,2 м.

4. После выбора высоты загрузки Н находим суммарную площадь F фильтрования по формуле

м2

5. Скорость фильтрования

м/ч, что допустимо.

Допускается увеличение скорости до 50–60 м/ч.

6. После того как определили суммарную площадь фильтрования, проверяем F = 0,78*7 =5,46 м2

V = 7* 2,2* 0,78 = 12,0 м3 при высоте загрузки – 2,2, и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 0,78 которые находят по табл. 2 методических указаний.

При проверке площади и объема разница между полученными расчетами величинами и серийно выпускающими промышленность не должна быть ±10 % ,как больше расчетной, так и меньше ее.

В этом случае разница составляет F = 3,6 %, V = 3,4 %.

Кроме семи рабочих -катионитовых фильтров, принимаем 2 резервный такого же размера.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.069 сек.)