Расчет блока предварительной очистки и химического обессоливания воды

Федеральное агентство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Московский Энергетический Институт

(технический университет)

Кафедра Технология воды и топлива

Расчет блока предварительной очистки и химического обессоливания воды

                                                                              Выполнила:

                                                                                Студентка группы ТВТ-04

                                                                                Селезнева И.Н.

                                                                                Проверил:

                                                                                Гаврилов В.Н.

Волжский 2009

Исходные данные

Схема №9

Производительность цепочки: 100м³/ч

Исходная вода: река Ока

Кислота для регенерации: соляная

Способ предварительной обработки: содоизвесткование.

Таблица 1. Качество воды исходной и после предварительной очистки

Тип воды	Исходная вода р. Ока	После содоизвесткования
Жо	6.4 мг-экв/л	1.0 мг-экв/л
Ca	4.65 мг-экв/л	0,6 мг-экв/л
Mg	1.75 мг-экв/л	0,4 мг-экв/л
Na	2.4 мг-экв/л	5,5 мг-экв/л
Cl	2.0 мг-экв/л	2,0 мг-экв/л
SO42-	2.1 мг-экв/л	3,5 мг-экв/л
HCO3-	4.7 мг-экв/л	0,27 мг-экв/л
CO32-	-	0,53 мг-экв/л
OH-	-	0,2 мг-экв/л
ΣK	8.8 мг-экв/л	6.5 мг-экв/л
Ack	4.1 мг-экв/л	5.5 мг-экв/л
SiO2	30 мг/л	-
примечание		Со стоками МН фильтров

Таблица 2. Основные конструктивные показатели фильтров схемы

Показатели	Размерность	Н/дп	А/дп	А//дп
Диаметр фильтров	м	2,6	2,6	2,6
Площадь фильтрования	м2	5,3	5,3	5,3
Материал загрузки	-	КУ-2-8	АН-31	АВ-17
Высота загрузки	м	2,0	1,6	1,6
Объем загрузки	м3	10,6	8,5	8,5
Расчетное значение рабочей обменной емкости	г-экв/м3	950	1100	200

1. Характеристики фильтров

А) Площадь фильтров

                                              м²                              (1)

м²

м²

Выбираем из таблицы величину площади фильтрования, соответствующую стандартному типоразмеру фильтра:

Для катионитных фильтров f_Н = 5,3 м²

Для анонитных фильтров f_А = 5,3 м²

Б) Диаметры фильтра

Выбираем из таблицы величину диаметра, соответствующую стандартному типоразмеру фильтра:

Для катионитных фильтров d_ф = 2,6 м

Для анионитных фильтров d_ф = 2,6 м

2.  Выработка ХОВ за фильтроциклом

,                                                 (3)

где Q_А и Q_k – выработка воды за фильтроцикл соответственно 

анионитными и катионитными фильтрами “цепочки”, м³.

ΣK=5,5мг-экв/л - сумма катионитов;

Аск=5,5мг-экв/л - сумма анионов сильных кислот;

EА1= 1100г-экв/м³, EН1=950г-экв/м³  – рабочая емкость поглощения анионитом АВ-17 и катионитом  КУ-2-8 соответственно;

VA1=8,5м³, VН1=10,6м³ – объем загрузки анионита АВ-17 и катионита КУ-2-8 соответственно.

На основании данной зависимости <1 произведем расчет производительности цепочки, которая будет равна количеству воды, перед анионитными фильтрами:

                                                               (4)

Значение требуемой обменной емкости анионитного фильтра второй ступени

г-экв/м³,                                                       (5)

где Аслк = (SiO₃)_осв+(СО₂)_дек=0.2+0.1=0.3мг-экв/дм³ – сумма анионов слабых кислот;

VA2=8,5м³ - объем загрузки анионитного фильтра второй ступени.

3.  Стадия анионирования

     3.1 Количество 100% щелочи на регенерацию анионитных фильтров:

     (6)

= 414кг

3.2 Объем 4% раствора NaOH, приготовленного на обессоленной воде

,                                               (7)

где  ρ_NaOH = 1.04 г/см³ – плотность регенерационного раствора;

р_NaOH = 4%  - процентная концентрация NaOH.

3.3  Объем отработавшего регенерационного раствора NaOH:

,                            (8)

где  m^отр_NaOH=1.5 г-экв/г-экв – фактический удельный расход щелочи на регенерацию А1 фильтра с учетом повторного использования отработавшего раствора;

С^отр_NaOH=120 мг-экв/л – остаточное содержание щелочи.

3.4 Объем обессоленной воды на отмывку анионитных фильтров по линии регенерации определяется исходя из условия обеспечения необходимой отмывки А1фильтра, поэтому

V˚_A=q˚_A1·VA1 = 12 · 8,5 = 102 м³,                                                                   (9)

где  q˚_A1=12м³/м³ – удельный расход воды на отмывку анионитного А1фильтра.

3.5  Расход обессоленной воды на взрыхление анионита в А2 фильтре:

,                                           (10)

где i_А2 = 3л/(м²·сек) – интенсивность взрыхления;

f = 5.3 м² – площадь фильтрования;

τ_взр = 20 мин – время взрыхления.