99777

Рассчитать катионитовые фильтры водоумягчительной установки

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Рассчитать катионитовые фильтры водоумягчительной установки для работы ее по схеме последовательного Н-Na-катионирования при следующих условиях. Расчет Н-катионитовых фильтров Ι-ой ступени при последовательном Н-Na-катионировании...

Русский

2016-11-17

116 KB

0 чел.

ВАРИАНТ 2

при последовательномН-Na-катионировании

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

Qпол.= 147 м3/ч; Ж0=5,2 мг-экв/л; полезная продолжительность фильтроцикла– 10,5 ч; продолжительность регенерации 1,5 ч;Na-катионитовые фильтры в установку двухступенчаты, содержаниеNa в исходной воде – 0,38 мг-экв/л, удельный расход соли на регенерацию фильтров Ι-ой ступени 150 г на 1 г-экв поглощенных катионитов.

Н-катионитовые фильтры в установке одноступенчатого катионирования; карбонатная жесткость Жк = 3,2мг-экв/л, удельный расход H2SO4 = 85 г/г-экв, щелочность умягчаемой воды – а = 0,7 мг-экв/л; средняя за рабочий цикл кислотность фильтрата Н–катионитовых фильтров –b = 0,25 мг-экв/л.

Установка работает круглосуточно. Фильтры загружают сульфоуглем КУ-1.

I. РасчетН-катионитовых фильтров Ι-ой ступени при последовательномН-Na-катионировании.

1. Определяется расчетный расход воды поступающей на

Н-катионитовые фильтры по последовательной схеме по формуле (11)

м3/ч

суточное количество умягчаемой воды 108,1 · 24 = 2594,4 м3/сут,

гдеQпол.– полезная суточная производительность установки , 147 м3/ч;

Жк – карбонатная жесткость умягчаемой воды, 3,2 мг-экв/л;

b – средняя за рабочий цикл кислотность фильтратаН-катионитовых фильтров принимается 0,2 мг-экв/л (при условии отключения фильтров на регенерацию в момент увеличения щелочности фильтрата до 0,35–1 мг-экв/л).

2. Находят объем катионита с загрузкой из сульфоугля КУ-1 в

H-катионитовые фильтры по формуле (6), м3;

м3

3. Находят рабочую обменную способностьН-катионитовых фильтров, г–экв\м3 по формуле (4) В.А. Клячко с той лишь разницей, что коэффициент  определяется в зависимости от удельного расходаН2SО4 равный 85 г/г-экв.поглощенных катионов и при.3 рис. 3 методических указаний

= 0,85;

βNa находят по прил.3 рис. 2 методических указаний в зависимости от концентрации натрия и общей жесткости в исходной воде, которые определяют по формуле (5)

мг-экв/л

– квадрат концентрацииNa+ в исходной воде, (по заданию) 0,4 мг-экв/л;

Ж0 –общая жесткость в исходной воде, (по заданию) 4 мг-экв/л;

βNa = 0,9;

q – удельный расход осветленной воды на отмывку катионита принимается в пределах 4–5 м3/м3 катионита, q = 5 м3/м3;

Еполн – полная обменная способность катионита, дляН-катионитовых фильтров, находят по табл. 3 прил.4 методических указаний, принимается 700 г-экв/м3т.к. марка катионита КУ–1по заданию;

При том же режиме работы и регенерации фильтров, что вNa-катионировании число фильтроциклов в сутки находим по формуле

шт.

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

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

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток, 24 час.

4. Находят суммарную площадь фильтрования, по формуле (7), м3 , и

по табл.2 прил.3 принимается высота загрузкиН = 2200 мм м2;

Принимаем 3 рабочих фильтров диаметром по 1525 мм с высотой загрузки 2200 мм и 1 резервный такого же размера.

5. После того, как определили суммарную площадь фильтрования, проверяемF иV рассчитанных и принятых фильтров по табл. 2 прил.3 методических указаний, при высоте загрузки – 2,2 и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 1,77.

м3 и м3

При проверке площади фильтрования и объема сульфоугля в фильтрах, разница между полученными расчетами величинами и серийно выпускающими промышленность фильтрами не должна быть ±10% .

В этом случае разница составляетF = 6,8 %,V = 7,3 %.

6. Определяем скорость фильтрования по формуле:

м/ч,

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

II. РасчетNa-катионитовых фильтров Ι-ой ступени при последовательномН-Na-катионировании.

1. РассчитываютсяNa-катионитовые фильтры Ι-ой ступени.

Находятqпол.Na дляNа-катионитовых фильтров Ι-ой ступени

м3/ ч.

Если в схеме катионитовой установки имеются фильтры второй ступени, которые отмываются умягченной водой, то величина  м3/ ч.

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 установки.

Принимая расход умягченной воды на отмывку фильтров второй ступени в размере 2 % от полезной производительности, тогда общий расход умягчаемой воды м3/сут получаем :

;

Переводим в суточный расход т.е. м3\сут;

24 – работа установки в течение суток, час

2. Необходимый объем сульфоугля КУ-1 для-катионитовых фильтров Ι-ой ступени, находим по формуле (12), м3 ;

м3

где n – число фильтроциклов в сутки находим по формуле (3),

шт.

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

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

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток, 24 час.

3. Находят рабочую обменную способностьNa-катионитовых фильтров, по формуле (4) В.А.Клячко, г-экв./м3:

αЭ – коэффициент эффективности регенерации фильтров, находим по рис. 1прил.3 методических указаний, принимается количество соли на регенерацию 150 г поглощенных катионов (по заданию), αЭ = 0,78

βNa – коэффициент учитывающий снижение обменной способности катионита, определяется по формуле (5) и находят по рис.2 прил.3 методических указаний, в зависити от концентрацииNa+ в умягчаемой воде:

мг-экв/л,

получаем βNa = 0,9

где  – квадрат концентрацииNa+ в исходной воде (по заданию) 0,38 мг-экв/л;

Еполн – полная обменная способность катионита, дляNa-катионитовых фильтров, находят по табл. 3 прил.4 методических указаний, принимаем 700 г-экв/м3 т.к. марка катионита КУ-1;

q – удельный расход осветленной воды на отмывку катионита принимается в пределах 4–5 м3/м3,q = 5 м3/м3.

4. Находят суммарную площадь фильтрования, по формуле (7), м2

Принимается высота загрузкиН = 2200 м табл. 2 прил.3 методических указаний, тогда необходимая площадь фильтрования составит

м2

В целях однотипности оборудования принимается 5 фильтра диаметром 1525 мм мм и 1 резервных такого же размера.

5. После того, как определили суммарную площадь фильтрования, проверяемF иV рассчитанных и принятых фильтров по табл. 2 прил.3 методических указаний, при высоте загрузки – 2,2 и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 1,77.

При проверке площади фильтрования и объема сульфоугля в фильтрах, разница между полученными расчетами величинами и серийно выпускающими промышленность фильтрами не должна быть ±10% .

В этом случае разница составляетF = 0,6%,V = 0,6%.

6. Скорость фильтрования вычисляем по формуле;

м/ч;

т.е. в допустимых пределах (5–25 м/ч)

II. РассчитываемNa-катионитовые фильтры второй ступени.

1.Для фильтров второй ступениq расчNa принимается равнойQпол м3/ч, так как схема последовательная, и по этой схеме полезный объем воды, подаваемый на-катионитовые фильтры II-ой ступени равенQпол для всей установки.

2. Необходимый объем сульфоугля КУ-1 для Nа – катионитовых фильтровII ступени определяется по формуле (8), м3

где Ж0 – общая жесткость для фильтровII-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.,число фильтроциклов в сутки определяется по формуле (3), шт;

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

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

T – продолжительность работы катионитовой установки в течении суток, 24 час.

3. Находят рабочую обменную способностьNa-катионитовых фильтровII-ой ступени, г-экв\м3.

Поскольку фильтры второй ступени отмываются умягченной водой после фильтров первой ступени, то второй член в формуле (4) 0,5qЖ0 можно упустить. Следовательно,Ераб определяется по уравнению:

αЭ – коэффициент эффективности регенерации, определяется по рис.1прил.3 методических указаний.

Фильтры II-ой ступени регенерируются повышенным содержанием удельного расхода соли, порядка 300–400 г/г-экв поглощенных катионитов, количество соли принимаем 400г на 1 г-экв поглощенных катионитов, тогда αЭ = 0,9;

βNa – коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита зависит от концентрацииNa+ в умягчаемой воде, определяется по рис.2 прил.3 методических указаний.

Определения концентрации в умягчаемой воде, поступающей на фильтры II ступени, следует принимать равной сумме катионовCа2+,Мq2+,+,К+ в исходной воде, поскольку при пропуске воды через фильтры первой ступени катионыCа2+,Мq2+,К+ заменяются на катионы+, то концентрацию натрия определяем по формуле:

мг-экв/л

гдеNa+ – концентрацииNa+ в исходной воде, мг-экв/л;

по формуле (5) получаем :

мг-экв/л, βNa = 0,5

где  – квадрат концентрацииNa+ в исходной воде 5,58 мг-экв/л;

Еполн – полная обменная способность катионита, дляNa-катионитовых фильтров, находят по табл. 3 прил.4 методических указаний, 700 г-экв/м3 т.к. марка катионита СК-1;

4. Находим суммарную площадь фильтрования, по формуле (7), м3 и

по табл.2 прил.3. Выбираем высоту загрузкиН = 2200 мм м2;

В целях однотипности оборудования принимаем 4 фильтра диаметром 1525 мм мм и 2 резервный такого же размера.

5.После того, как определили суммарную площадь фильтрования, проверяемF иV рассчитанных и принятых фильтров по табл. 2 прил.3 методических указаний, при высоте загрузки – 2,2 и площадь фильтрующей поверхности фильтра – 1,77.

м3 и м3

При проверке площади фильтрования и объема сульфоугля в фильтрах, разница между полученными расчетами величинами и серийно выпускающими промышленность фильтрами не должна быть ±10% .

В этом случае разница составляетF = 9,6 %,V = 9,6 %.

6. Определяется скорость фильтрования по формуле, м/ч:

, что допустимо.

Допускается увеличение скорости до 50–60 м/ч.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10480. Насичені вуглеводні. Номенклатура 201 KB
  Дата: Тема: Урок залік з теми Насичені вуглеводні. Номенклатура.€ Тип уроку: урок застосування знань умінь та навичок. Навчальна мета: Конкретизувати та поглибити знання учнів з теми Насичені вуглеводніâ€. Навчити учнів застосовувати загальні зако...
10481. Семінар з теми Ненасичені вуглеводні етиленового ряду 177 KB
  Дата: Тема: Семінар з теми Ненасичені вуглеводні етиленового ряду Навчальна мета: Конкретизувати та поглибити знання учнів з теми Ненасичені вуглеводні етиленового рядуâ€; Навчити учнів застосовувати загальні закономірності для пояснення властивосте
10482. Ненасичені вуглеводні. Етилен як представник ненасичених вуглеводнів. Склад молекули, електронна та структурна формули, sp2-гібридизація електронів, σ- та π-звязки 63 KB
  Тема: Ненасичені вуглеводні. Етилен як представник ненасичених вуглеводнів. Склад молекули електронна та структурна формули sp2гібридизація електронів σ та πзвязки. Навчальна мета: сформувати поняття про новий гомологічний ряд алкени; ознайомити з новим видом гі...
10483. Ненасичені вуглеводні. Етилен як представник ненасичених вуглеводнів. Склад молекули, електронні та структурні формули, кратні звязки 64.5 KB
  Тема: Ненасичені вуглеводні. Етилен як представник ненасичених вуглеводнів. Склад молекули електронні та структурні формули кратні звязки. Гомологи етилену. Ізомерія карбонового скелету і положення кратного звязку. Номенклатура алкенів. Мета: навчальна: сформуват...
10484. Одержання кисню в лабораторії. Реакції розкладу. Поняття про каталізатори 56 KB
  Тема: Одержання кисню в лабораторії. Реакції розкладу. Поняття про каталізатори. Навчальна мета: розглянути основні лабораторні способи добування кисню дати уявлення про реакцію розкладу каталізатор. Виховна мета: виховувати в учнів самостійність вміння виконува
10485. Оксисен. Кисень, склад його молекули, фізичні властивості 53 KB
  Тема: Оксисен. Кисень склад його молекули фізичні властивості. Мета: навчальна: повторити класифікацію речовин за складом. Ознайомити з хімічним елементом Оксигеном. Вивчити склад фізичні властивості способи добування і збирання фізіологічну дію кисню. Сформувати
10486. Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Поняття про періоди і групи. Структура періодичної системи 54.5 KB
  Тема: Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Поняття про періоди і групи. Структура періодичної системи. Мета: навчальна: сформувати знання про структуру періодичної системи малі та великі періоди групи елементів та поділ їх на підгрупи: головні та по
10488. Измерение направленных и поляризационных параметров рупорных антенн 116 KB
  Исследуемые рупорные антенны с присоединенными к ним волноводными детекторными секциями по очереди можно устанавливать в антенно-поворотном устройстве. АПУ позволяет -поворачивать и измерять угол поворота рупорной антенны как в горизонтальной плоскости