Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Сентября 2010 в 05:17, Не определен
Аналитический обзор и патентный поиск
где 0,005 г-экв/сут – количество катионита магния, умягчаемое по
уравнению 2,
47,61 – эквивалентная масса MgСl2.
Количество MgSO4, умягчаемое в воде, кг/ч, определяется по уравнению:
где 0,005 г-экв/сут – количество катионита магния, умягчаемое по
уравнению 4,
60,18 – эквивалентная масса MgSO4.
Количество Na+, выделяемое в процессе умягчения воды из катионита, принимая во внимание, что катионы кальция и магния более или менее полностью заменяются катионами натрия.
где 23 – эквивалентная масса иона натрия.
Вследствие
замены катионитов кальция и магния
катионами натрия, остаточная жесткость
воды будет снижаться и составит
0,015 мг-экв/кг. Значит реакции умягчения
воды (уравнения 1-6) пройдут не полностью.
Найдем эффективность реакций
4,213 - 100 %
0,015 - х %
Таким образом, реакция идет на 98,6 %.
Зная это, найдем количество солей жесткости, которые останутся в умягченной воде после фильтра первой ступени.
Количество СаСl2, удалившееся из воды в процессе умягчения:
Количество СаСl2, оставшееся в умягченной воде после фильтра второй ступени:
Количество MgСl2, удалившееся из воды в процессе умягчения:
Количество MgСl2, оставшееся в умягченной воде после фильтра второй ступени:
Количество CaSO4, удалившееся из воды в процессе умягчения:
Количество CaSO4, оставшееся в умягченной воде после фильтра второй ступени:
Количество MgSO4, удалившееся из воды в процессе умягчения:
Количество MgSO4, оставшееся в умягченной воде после фильтра второй ступени:
Найдем количество солей натрия, образующихся в процессе умягчения воды.
Количество NaСl, образующееся в воде, кг/ч, определяется по уравнению:
где 0,025 г-экв/сут – количество катионита натрия, образующееся по уравнению 1,2
58,44 – эквивалентная масса NaCl.
Количество Na2SO4, образующееся в воде, кг/ч, определяется по уравнению:
где 0,025 г-экв/сут – количество катионита натрия, образующееся по уравнению 5,6,
71,02 – эквивалентная масса Na2SO4.
Найдем количество катиона кальция, перешедшего на катионит в процессе умягчения воды:
где 0,015 г-экв/сут – количество всего катионита кальция, содержащегося в воде,
20,04 – эквивалентная масса иона кальция.
Найдем количество катиона магния, перешедшего на катионит в процессе умягчения воды:
где 0,00074 г-экв/сут – количество всего катионита магния, содержащегося в воде,
12,16 – эквивалентная масса магния.
Найдем количество катионита на начало процесса умягчения воды второй ступени:
где m- насыпная масса катионита, т/м3.
Найдем количество катионита второй ступени после процесса умягчения воды
где 0,1 – механический износ катионита, в первый год эксплуатации – 20%, в последующие – 10%.
Найдем механический износ катионита за один процесс умягчения воды:
Таким образом, в химических реакциях умягчения воды второй ступени участвует катионита в количестве:
Найдем необходимое количество воды на начало процесса умягчения воды для фильтров второй ступени:
Отметим, что для взрыхления используется исходная вода. А так как расчет материального баланса ведется на часовую производительность фильтров первой ступени (2,3 м3/ч), то вода на процесс поступает без учета на взрыхляющую промывку.
Вода, сбрасываемая в дренаж после отмывки катионита равна 0,006 м3/ч.
Значит, количество умягченной воды будет равно:
Полученные значения сведем в таблицу материального баланса процесса умягчения воды.
Таблица 3.5.
Материальный баланс процесса умягчения воды
фильтрами
второй ступени.
| Статьи прихода | мг/ч | Статьи расхода | мг/ч |
| 1. Умягчаемая вода | 24006000 | 1. Умягченная вода | 24000000 |
| 2. Соли жесткости, в т.ч. | 0,0613 | 2. Соли жесткости, в т.ч. | 0,0008582 |
| СаSO4 | 0,021 | СаSO4 | 0,000294 |
| СаCl2 | 0,0173 | СаCl2 | 0,0002422 |
| MgSO4 | 0,013 | MgSO4 | 0,000182 |
| MgСl2 | 0,01 | MgСl2 | 0,00014 |
| 3. Катионит в т.ч. | 97,6001 | 2. Соли нежесткости, в т.ч. | 0,134 |
| Na+ | 0,1001 | NaСl | 0,06 |
| R | 97,5 | Na2SO4 | 0,074 |
| 4. Катионит в т.ч. | 87,6173 | ||
| Са2+ | 0,0123 | ||
| Mg2+ | 0,005 | ||
| R | 87,6 | ||
| 5. Вода сбрасываемая в дренаж после отмывки катионита | 6000 | ||
| 6. Механический износ катионита | 9,7 | ||
| ИТОГО | 24006097,5 | ИТОГО | 24006097,5 |
Рассчитываем состав умягченной воды после фильтра второй ступени.
Анионитный состав умягченной воды остается неизменным (данные возьмем по умягчаемой воде, сумма анионитов равна 4,124 мг-экв/кг).
Жесткость умягченной воды составляет 0,01 мг-экв/кг.
Содержание кальция в умягчаемой воде составит:
где 0,53 – доля кальция в общем количестве солей жесткости (принимается по исходной воде).
Содержание магния в умягченной воде составляет:
где 0,412 – доля магния в общем количестве солей жесткости (принимается по исходной воде).
Необходимо помнить, что сумма катионитов равна сумме анионов в воде.
Сумма катионов в умягченной воде после фильтра второй ступени равна 4,124 мг-экв/кг.
Содержания натрия в умягченной воде равно:
Найдем солесодержание умягченной воды, мг/кг.
Расчет процесса регенерации катионита
В нашем случае схема регенерации используется прямоточная.
Процесс восстановления катионита способного к умягчению раствором поваренной соли выражается следующими уравнениями:
Сбрасываемый избыток соли, кг, за одну регенерации Na-катионирования фильтров первой ступени подсчитывается по формуле:
где 58,44 – теоретически необходимый эквивалент NaCl, расходуемый на регенерацию одного грамм-эквивалента солей жидкости, г/г-экв.
Количество соли, сбрасываемое от Na-катионирования фильтров:
Количество соли, которое необходимо для начала процесса регенерации катионита:
Количество технической соли, необходимое для начала процесса регенерации катионита:
Количество примесей в технической соли, необходимой для начала процесса регенерации катионита:
Количество примесей в избытке соли, сбрасываемой в дренаж после регенерации катионита, остается неизменно.
Количество катионита, получаемое после регенерации:
Количество солей жесткости, сбрасываемых в дренаж за одну регенерацию фильтра, кг-экв:
Количество солей жесткости, сбрасываемых в дренаж за одни сутки:
Количество CaCl2, сбрасываемого за сутки, кг-экв:
где - доля кальция в общем количестве сбрасываемых солей жесткости (в исходной воде содержится 53% Са, =0,53).
Количество MgCl2, сбрасываемого за сутки, кг-экв:
Количество СаСl2 и MgCl2, сбрасываемых от водоподготовительных установок первой ступени:
где 55,5 – эквивалентная масса хлорида кальция.
где 47,61 – эквивалентная масса хлорида магния.
Сброс продуктов регенерации от фильтров второй ступени в течение часа, на который ведется расчет, незначителен (фильтр второй ступени регенерируют обычно один раз в 52 суток), поэтому все улавливаемые соли жесткости учитываются в первой ступени катионирования.