Проектирование катионного фильтра

 

2. Определим число фильтроциклов в сутки:

 

где - продолжительность работы установки в течение суток, (две 8-ми часовые смены);

- полезная продолжительность фильтроциклов,  принимаем ;

- продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтра,  принимаем .

 

принимаем .

3. Рассчитаем обменную способность ионообменного фильтра:

 

где - коэффициент эффективности регенерации, в зависимости от удельного расхода серной кислоты на регенерацию катионита, принимаем [4, рис. XIV-17];

- полная обменная способность  катионита, согласно справочным  данным для КУ-2-8 [4, табл. XIV-2];

- удельный расход отмывочной  воды, принимаем .

 

4. Найдем объем установки:

Исходя из определения числа фильтроциклов

 

где - расход Н-катионированной и частично обессоленной воды на собственные нужды от полезной;

- расход воды за 2 смены;

 

5. Определим диаметр установки:

Высота слоя катионита, достаточная для предотвращения проскока солей жесткости в фильтрат до окончания заданного рабочего цикла умягчения принимаем согласно рекомендациям [4, стр. 458] . Тогда необходимая площадь рабочих фильтров будет равна:

 

Соответствующий диаметр аппарата:

 

Принимаем внутренний диаметр аппарата в соответствии со стандартными сортаментами: .

 

2. Расчет толщины стенки аппарата

 

1. Толщина цилиндрической обечайки

 

Задачей  расчета  является  определение  толщины  стенки  корпуса.  Схема  к расчету приведена на рисунке 2. В качестве исходных данных к расчету  выступают  рассчитанное  допускаемое  напряжение,  определенный  диаметр  обечайки  и давление.

Рисунок 2 – Схема к расчету толщины стенки цилиндрической обечайки

 

Определим исполнительную толщину стенки цилиндрической обечайки:

 

где - расчетная толщина стенки;

- общее значение конструктивной  прибавки;

1. Найдем расчетную толщину стенки обечайки:

 

где –избыточное давление внутри аппарата;

- внутренний диаметр обечайки;

- коэффициент прочности сварного  шва, при стыковой сварке, с  двухсторонним проваром, выполняемым  автоматической или полуавтоматической  сваркой .

- допускаемое напряжение;

2. Определим допускаемое напряжение из равенства:

 

где - номинальный предел прочности. Для нержавеющей стали 12Х18Н10Т при работе в интервале температур , ;

 – поправочный множитель,  для сварных стальных изделий  ;

- коэффициент запаса прочности,  для рабочих условий по нижним  критическим напряжениям принимается  .

 

 

3. Найдем значение конструктивной прибавки:

 

где - поправка на коррозию и эрозию, при проницаемости менее 0,05 мм в год при стойкости к заданной среде (для нержавеющей стали) ;

- прибавка на минусовое  значение предельного отклонения  по толщине листа, из которого  изготавливается аппарат;

- прибавка, учитывающая  уменьшение толщины листа при  гибки, вытяжке.

Так как сумма  и не превышает 5% от расчетной толщины элемента, то влияние деформации изготовления не учитывается.

Окончательно  получим:

 

, примем

Расчетное давление на стенки аппарата:

 

 

2. Толщина эллиптического днища

 

Выполним  расчет  толщины  стенки  стандартного  эллиптического  днища. Схема к расчету изображена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема к  расчету толщины стенки эллиптического днища

 

Толщина стенки днища определяется по формуле:

 

где - расчетная толщина стенки

 

где – радиус кривизны в вершине днища, для эллиптического днища с радиус

 

 

 

3. Расчет штуцеров ввода и вывода воды