Число регенерации Н-катионитных фильтров (должно соответствовать рекомендациям таблицы 1.2), n, шт

, (1.44)

где Ак – см. формулу 1.41;

fн – см. формулу 1.39;

Нсл – высота слоя катионита, м, в противоточном фильтре принимается высота только «зажатого слоя», т. е. 3.3 м;

а – количество рабочих фильтров (без резервного);

– рабочая обменная способность катионита, г-экв/м3

, (1.45)

где αэ – коэффициент эффективности регенерации, составляет 0,9-0,93 при удельном расходе серной кислоты на регенерацию, определенном по графику на рисунке 1.3;

– полная динамическая обменная способность катионита, г-экв/м3, принимается по паспортным данным завода;

q – удельный расход отмывочной воды, м3/м3, принимается по таблице 1.3;

Жо – общая жесткость воды, поступающей на Н-катионитные фильтры, г-экв/м3;

СNa – концентрация натрия в обрабатываемой воде, г-экв/м3.

Расход 100% серной кислоты на одну регенерацию Н-катионитового фильтра первой ступени при частичном обессоливании, Qк, кг

, (1.46)

где qк – удельный расход серной кислоты, г/г-экв, принимается по рисунку 1.3 в зависимости от солесодержания обессоливаемой воды и конструкции фильтра;

fн – см. формулу 1.44;

Нсл – см. формулу 1.44;

– см. формулу 1.45.

Расход технической серной кислоты на регенерацию фильтров в сутки, , кг/сут

, (1.47)

где – см. формулу 1.46;

а – см. формулу 1.41;

n – см. формулу 1.42;

с – содержание Н2SО4 в технической серной кислоте,% используемой для энергетических целей не менее 92 %.

Расход воды на взрыхляющую промывку фильтра, Qвзр, м3

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

(1.48)

где i – интенсивность взрыхления л/с·м2, принимаем 4;

fн – см. формулу 1.42;

tвзр – время взрыхления, мин, принимаем 15.

Расход воды на приготовление регенерационного раствора кислоты на одну регенерацию, Qр. г, м3

, (1.49)

где – см. формулу 1.46;

b – концентрация регенерационного раствора, %, принимается по таблице 1.2;

ρр. р – плотность регенерационного раствора серной кислоты в зависимости от концентрации Н2SО4, т/м3, принимается по таблице 1,5.

Расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, Qот, м3

, (1.50)

где qот – удельный расход воды на отмывку катионита, м3/м3, принимается по таблице 1.3;

fн – см. формулу 1.44;

Нсл – см. формулу 1.44.

Расход воды на одну регенерацию Н-катионитового фильтра без использования отмывочной воды на взрыхление, , м3

, (1.51)

где Qвзр – см. формулу 1.48;

Qр. г – см. формулу 1.49;

Qот – см. формулу 1.50.

Расход воды на одну регенерацию Н-катионитового фильтра с учетом использования отмывочной воды на взрыхляющую промывку фильтров, , м3

, (1.52)

где Qр. г – см. формулу 1.49;

Qот – см. формулу 1.50.

Количество воды, необходимое для приготовления регенерационного раствора перечисленных концентраций, на одну регенерацию, Qрнк, м3

, (1.53)

где Qк – см. формулу 1.46;

ρ1, ρ3, ρ6 – соответственно плотности 1-, 3-, 6%-ных растворов Н2SO4, т/м3.

Исходные данные для расчета и выбора Н-катионитового фильтра берутся по предыдущим практическим работам.

2 ПРИМЕР РЕШЕНИЯ

Производительность установки 43 м3/ч.

Химически очищенная вода используется для подпитки тепловых сетей с открытым водозабором. Качество подпиточной воды должно быть:

содержание кислорода, мг/л – 0,05

карбонатная жесткость, мг-экв/л – не более 0,7

содержание взвешенных веществ, мг/л – 0,0

рН – 7-8,5

свободная углекислота, мг/л – 0.

Исходная вода – артезианская скважина, сухой остаток S – 412 мг/л, рН – 7,4, общая жесткость Жо – 6,4 мг-экв/л, карбонатная Жк – 6,0 мг-экв/л. Ионный состав: Са – 68,14 мг/л, 3,4 мг-экв/л; Мg – 36,48 мг/л, 3,0 мг-экв/л; Na – 35,65 мг/л, 1,55 мг-экв/л; ∑Кат – 7,95 мг-экв/л; НСО3 – 366,12 мг/л, 6,0 мг-экв/л; SO4 – 21,6 мг/л, 0,45 мг-экв/л; Ce – 53,2 мг/л, 1,5 мг-экв/л; ∑Ан – 7,95 мг-экв/л.

Н-катионированые фильтры в схеме Н-катионирования с «голодной» регенерацией фильтров

Отношение характеризующее катионитный состав исходной воды, К

(2.1)

где Na+, Са2+, Mg2+ - содержание в исходной воде соответственно натрия, кальция и магния, мг-экв/л;

Жо – общая жесткость исходной воды, мг-экв/л.

Подставляем в формулу 2.1, получим

Отношение, характеризующее анионитный состав исходной воды, А

(2.2)

где , Сe-, - содержание в исходной воде соответственно бикарбоната, хлора и сульфат иона, мг-экв/л;

– сумма анионов сольных кислот, содержащихся в исходной воде, мг-экв/л.

Подставляем в формулу 2.2, получим

По таблице 1.1 определяем, что в соответствии с полученными величинами К и А состав исходной воды благоприятствует проведению процесса Н-катионирования с «голодной» регенерацией и в расчетах можно принять сл. данные: рабочая обменная способность сульфоугля 300 г-экв/м3, расход кислоты на регенерацию 35-45 г/г-экв, остаточная карбонатная щелочность Н-катионированной воды – 0,5-0,7 мг-экв/л.

Для устранения колебаний щелочности воды и появления кислотой реакции после Н-катионитовых фильтров устанавливаются буферные саморегенерирующиеся фильтры.

Принимаем к установке три Н-катионитных фильтра Dу – 150 мм, Нсл – 2,0 м (один из них резервный на случай ремонта одного фильтров).

Нормальная скорость фильтрования, ωн, м/ч

, (2.3)

где Qн – производительность Н-катионитных фильтров, м3/ч;

fн – площадь фильтрования Н-катионитового фильтра, м2, см. таблицу 1.4;

а – количество работающих фильтров, шт, принимают не менее двух, кроме того, один резервный, который в расчете не учитывается.

Подставляем в формулу 2.3, получим

.

Максимальная скорость, ωм, м/ч

, (2.4)

где Qн – см. формулу, 2.3;

fн – см. формулу, 2.3;

а – см. формулу, 2.3.

Подставляем в формулу 2.4, получим

.

Количество солей жесткости, удаляемое на фильтрах, Аг, г-экв/сут

, (2.5)

где Жк – карбонатная жесткость исходной воды, мг-экв/м3;

– остаточная карбонатная жесткость, в зависимости от требований к обработанной воде и качеству исходной воды, г-экв/м3, принимается 0,7-1,5 г-экв/м3.

Подставляем в формулу 2.5, получим

Число регенераций каждого фильтра в сутки, п, шт

, (2.6)

где Аг – см. формулу 2.5;

fн – см. формулу 2.4;

Нсл – высота слоя катионита, м, принимается по таблице 1.3;

– рабочая обменная способность сульфоугля при Н-катионировании с «голодной» регенерации, г-экв/м3, принимается по таблице 1.1.

Подставляем в формулу 2.6, получим

Количество регенераций не превышает допустимых норм – 3 регенерации в сутки каждого фильтра даже при ремонте одного из них.

Расход серной кислоты на одну регенерацию Н-катионитного фильтра при «голодной» регенерации, , кг

, (2.7)

где – удельный расход серной кислоты при «голодной» режиме регенерации, г/г-экв, принимается по таблице 1.1;

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5