Водоснабжение промышленного предприятия

       

 м³/сут.

8.7.РАСЧЕТ Н-КАТИОНИТОВЫХ ФИЛЬТРОВ I СТУПЕНИ

 

    Определяем производительность Н-катионитовых фильтров I ступени:

       

  , м³/сут;

       

 м³/сут.

    Загрузку  Н-катионитовых фильтров I ступени принимаем катионитом марки КУ – 2.

Определяем  рабочую обменную емкость катионита  марки КУ – 2: 

       

  , г-экв/м³;

a_э^KI – коэффициент эффективности регенерации, определяем по табл.1, п.15, прил.7[3], a_э^KI = 0,62;

Е_полн^KI – полная обменная емкость катионита, согласно п.6, прил.8[3], Е_полн^KI = 750

 г-экв/м³;

q_отм^KI – расход воды на отмывку катионита после регенерации, q_отм^KI = 5 м³/м³;

å[катионов]₀ – содержание катионов в отмывочной воде, осветленной на механических фильтрах, мг-экв/л. 

       

 г-экв/м³.

       Определяем  объем катионита в фильтрах: 

       

   , м³;

       n^KI – число регенераций каждого фильтра в сутки, = 1. 

       

 м³.

       Определяем  общую площадь Н-катионитовых фильтров I ступени: 

       

   , м²;

       

 м².

К установке  принимаем 2 типовых рабочих фильтра и 1 резервный марки ФИПа I – 3,0 – 0,6. 
 

       Технические характеристики:

• диаметр, D = 3000 мм;
• площадь одного фильтра, F₁ = 7,1 м²;
• общая высота. Н_общ = 4450 мм;
• высота загрузки, h_з = 1,8 м;
• общий объем, V_общ = 29 м³;
• объем анионитового слоя, V_кат = 12,6 м³.

Определяем  фактическую площадь фильтрования: 

   , м²;

 м². 

Определяем  фактический объем загрузки: 

   ,м³;

 м³.

Определяем  скорость фильтрования при нормальном режиме: 

       

   , м/ч;

       

 м/ч,

       что удовлетворяет требованиям п.6.283[3] n_н^KI<25 м/ч.

       Определяем  скорость фильтрования при форсированном  режиме: 

       

   , м/ч;

       

 м/ч,

       что находится в соответствии с нормами, допускающими временное увеличение скорости фильтрования свыше допустимой на 10 м/ч.

Определяем  расход фильтровальной воды на отмывку  катионитовых фильтров I ступени:

       

  , м³/сут;

       

 м³/сут.

Определяем  расход воды на взрыхление загрузки Н-катионитовых фильтров I ступени:

       

   , м³/сут;

       

 м³/сут.

Взрыхление  Н-катионитовых фильтров I ступени производится второй частью отмывочной воды.

Определяем  расход 100% серной кислоты на регенерацию  загрузки Н-катионитовых фильтров I ступени: 

       

  , кг/сут;

       

 кг/сут.

Определяем  расход осветленной воды для приготовления 1,5% раствора серной кислоты:

       

   , м³/сут;

       

 м³/сут.

    Серная  кислота (содержание моногидрата 94%) поступает  на станцию обессоливания в железнодорожных  цистернах. Перелив кислоты в  стационарные цистерны осуществляется с помощью сифонной установки, заряжаемой вакуум – насосом. Из цистерны серная кислота с помощью компрессора выдавливается в мерники, откуда насосами – дозаторами подается в трубопроводы, по которым направляется в катионитовые фильтры I и II ступеней.

Определяем общее  количество 100% серной кислоты, подаваемое на катионитовые фильтры I и II ступеней: 

       

   , кг/сут;

       

 кг/сут.

    Определяем  объем стационарной цистерны, исходя из расчетной продолжительности  хранения серной кислоты Т_хр=30 суток: 

       

   , м³;

       

 м³.

Принимаем к  установке бак (цистерну) для хранения серной кислоты БНХ–16, диаметр бака-2000мм, длина-5400, объем-16 м³, масса-3840кг, давление -0,6 мПа.

Определяем часовой  расход концентрированной серной кислоты для регенерации Н-катионитовых фильтров I ступени:

       

  , м³/ч;

t_H2SO4^KI – продолжительность подачи регенерационного раствора, ч;

       

   , ч;

n_рег^KI – скорость пропуска регенерационного раствора, 10 м/ч;

W_H2SO4^KI – объем регенерационного раствора, необходимый для регенерации одного фильтра, м³;

       

   , м³;

       

 м³. 

       

ч. 

       

 м³/ч.

К установке  принимаем два насоса – дозатора марки Д200-36 (один – рабочий, второй – резервный).

Определяем часовой  расход серной кислоты для регенерации  Н-катионитовых фильтров II ступени: 

       

, м³/ч; 

       

   , ч; 

       

   , м³;

       

 м³. 

       

 ч. 

       

 м³/ч.

К установке  принимаем два насоса – дозатора марки НД    40/160 (один – рабочий, второй – резервный).

    8.9.РАСЧЕТ  ДЕКАРБОНИЗАТОРА

Расчетное количество воды, поступающее на декарбонизатор после катионитовых фильтров II ступени 56,58 м³/ч или 1358 м³/сут.

Декарбонизатор  загружается насадкой из колец Рашига размером 25*25*3 мм.

Определяем  количество угольной кислоты, удаляемое  в декарбонизаторе:

       

   , кг/ч;

[CO₂]_вх – содержание углекислоты в воде, поступающей на декарбонизатор, мг/л;

[CO₂]_вых – содержание углекислоты в декарбонизованной воде.

 кг/ч.

Определяем  необходимую площадь колец Рашига:

   , м²;

К_д – коэффициент декарбонизации, 0,51 м/ч;

DС_десорб – средняя движущая сила десорбции. 0,0325 кг/м³. 

       

 м².

Поверхность 1 м³ насадки из колец Рашига 25*25*3 мм равна 204 м³.

Определяем  объем насадки из колец Рашига:

   , м³;

       

 м³.

Определяем  площадь декарбонизатора:

   , м²;

q_ор – плотность орошения, 60 м³/м²*ч.

 м².

Принимаем к установке два типовых декарбонизатора  марки Б – 233 (один – рабочий, второй – резервный).

Технические характеристики:

• производительность 75 м³/ч;
• диаметр корпуса 1260 мм;
• площадь поперечного сечения 1,25 м²;
• расход воздуха при удельном расходе воды 25 м³/м³ –1880 м³/ч;

Определяем  высоту слоя насадки в декарбонизаторе:

   , м;

       

 м.

Определяем  расход воздуха на декарбонизацию:  м³/ч.

Определяем  напор, развиваемый вентилятором:  мм. вод. ст.

Принимаем к установке вентиляторный агрегат  марки А 4095 – 3.

    8.10.РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ

Общее количество осветленной воды, которое  должно быть получено от механических фильтров (полезная производительность) без учета воды, расходуемой на приготовление раствора коагулянта:

  , м³/ч;

 м³/ч.

Во избежание  увеличения содержания кремниевой кислоты  в воде, поступающей на ионообменные фильтры, скорые напорные фильтры загружаются  малозольным термостойким дробленым  антрацитом крупностью 1 мм.

Для восстановления фильтрующей способности применяем промывку фильтров обратным током воды с интенсивностью 15 л/с*м².

Определяем  общую площадь фильтрования:

   , м²;

Q – полезная производительность станции, м³/сут;

Т_ст – продолжительность работы станции в течение суток, 24 ч;

n_н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, принимаем 4 м/ч;

n_пр – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации, n_пр=3;

-15 л/см² –интенсивность промывки;

t-время промывки, ч.

       

 м².

Принимаем 4 рабочих фильтра и 1резервный  марки ФОВ 3 – 0,6.

Технические характеристики:

• диаметр, D = 3000 мм;
• площадь фильтрования, F₁ = 7,07 м²;
• высота загрузки, h_з = 1000 мм;
• объем фильтрующей загрузки W = 22 м³.

Объем воды на промывку одного фильтра

       q_пр

, м³

       q_пр

=44,67, м³

Запас воды на две  промывки хранится в баке

       W_б=2

, м³

       W_б=2

м³

Принимаем бак с размерами 6*6*2,5

Промывка  производится насосом, производительность которого равна: