Файл: Г.В. Ушаков Расчет процесса умягчения воды Nа-катионированием.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.06.2024
Просмотров: 67
Скачиваний: 0
7
|
E Na F H |
сл |
q |
с |
|
|
Q Na = |
p ф |
|
, кг |
(5) |
||
|
|
|
|
|||
c |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где qс- удельный расход соли на регенерацию обменной емкости катионита, г/г-экв.
Расход технической соли в сутки определяют по формуле |
|
||||
|
|
Q Na n(a |
−1)100 |
|
|
Qт.с |
= |
c |
|
, кг/сут |
(6) |
p |
|
||||
|
|
|
|
|
|
где р −содержание NaCl |
в технической соли, приведено в табл. 7, %. |
||||
Расходы воды на регенерацию Na-катионитного фильтра слагаются из расходов воды на взрыхляющую промывку, приготовление регенерационного раствора, отмывку катионита от продуктов регенерации и избытка NaCl.
Взрыхление слоя катионита необходимо для устранения слеживае-
мости и удаления измельченных частиц |
катионита. Расход воды на |
|||
одну взрыхляющую промывку фильтра определяют по формуле |
|
|||
Qвзр = |
60itвзрFф |
, м |
3 |
(7) |
1000 |
|
|||
|
|
|
|
|
где i - интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, принимают по табл.7, л/(см2); tвзр - продолжительность взрыхляющей промывки,
принимают по табл. 7, мин.
Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли Q р.р определяют из уравнения
Qр.р = |
QcNa 100 |
, м |
3 |
(8) |
1000bр.рρр.р |
|
|||
|
|
|
|
где bр.р - концентрация регенерационного раствора принимают по
табл. 7, %; ρр.р - плотность регенерационного раствора, |
принимают |
||||||
по табл. 7, т/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
Расход воды на отмывку катионита от продуктов |
регенерации |
||||||
Qот определяют из уравнения |
|
|
|
|
, м3 |
|
|
Q |
от |
= q |
уд |
F H |
сл |
(9) |
|
|
|
ф |
|
|
|||
где qуд- удельный расход воды на отмывку катионита, м3 на 1 м3 катионита, принимают по табл. 7.
8
Расход воды на одну регенерацию фильтра Qсф.н составляет
|
Qф |
|
= Q |
взр |
+Q |
р.р |
+Q |
от |
, м3 |
(10) |
|||||
|
с.н. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Среднечасовой |
расход |
|
|
воды |
|
|
|
на |
собственные |
нужды |
|||||
Na-катионитовых фильтров Qс.н определяют из уравнения |
|
||||||||||||||
Q |
с.н |
= |
Qсф.н(a −1)n |
, м3/ч. |
|
|
(11) |
||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Фактическая скорость фильтрования при нормальном режиме рабо- |
|||||||||||||||
ты фильтров: |
|
|
|
Q +Qс.н |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ωн = |
|
. |
|
|
|
(12) |
||||||||
|
F |
|
(а −1) |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактическая скорость фильтрования при форсированном режиме
работы фильтров (один фильтр на регенерации и один в резерве): |
|
||||||||||
ωф = |
|
Q +Qс.н |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
. |
|
(13) |
||||
F |
(а |
− 2) |
|
||||||||
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
Время между регенерациями фильтра определяют из уравнения |
|||||||||||
TNa = |
|
24 |
− |
|
t регNa |
|
, |
(14) |
|||
|
n |
|
60 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где TNa - межрегенерационный период каждого Na-катионитного фильтра, ч; n - количество регенераций каждого фильтра в сутки; t регNa - время регенерации фильтра, мин.
Время регенерации фильтра определяют по формуле
t регNa = tвзр +t р.р +tот, мин |
(15) |
где tвзр- продолжительность взрыхляющей промывки, принимают по табл.7, мин; t р.р- время пропуска регенерационного раствора через фильтр, определяют из уравнения
t р.р = |
Qр.р60 |
, мин |
(16) |
||
ω |
|
F |
|||
|
|
р.р ф |
|
|
|
где Q р.р- количество регенерационного раствора, м3; ωр.р −скорость |
|||||
пропуска регенерационного раствора, |
принимают по табл. 7, м/ч. |
|
|||
Время отмывки от продуктов регенерации определяют из уравне-
9
ния
tот = |
Qот60 |
, мин |
(17) |
||
ω |
от |
F |
|||
|
|
ф |
|
|
|
где ωот - скорость отмывки принимают по табл.7, м/ч.
Количество одновременно регенерируемых фильтров определяют по уравнению
= nat регNa ,
24
где n - количество регенераций каждого фильтра; a новременно работающих фильтров.
Установить совпадение регенераций, т.е. когда
(18)
- количество од-
nо.р >1 , важно
при автоматизации фильтров для определения количества устанавливаемых командных электрических приборов (КЭП).
3.2. Расчет Na-катионитовых фильтров второй ступени
Расчет Na-катионитных фильтров второй ступени аналогичен расчету фильтров первой ступени. В отличие от фильтров первой ступени при расчете Na-катионитных второй ступени принимают жесткость обрабатываемой воды 0,1 мг-экв/л, скорость фильтрования до 40 м/ч, высоту слоя катионита 1,5 м, удельный расход соли на регенерацию катионита 300 – 400 г/г-экв, концентрацию регенерационного раствора 8 – 12 %, рабочую емкость поглощения сульфоугля 250 – 300 г-экв/м3. Жесткость фильтрата после второй ступени Na-катионирования принимают равной 0,01 мг-экв/л.
3.3. Расчет стоков, сбрасываемых от Na-катионитовых фильтров
При регенерации Na-катионитных фильтров кроме солей, содержащихся в исходной воде, сбрасываются продукты регенерации фильтров — СаCl2 и MgCl2, а также избыток поваренной соли, который берется для более глубокой регенерации фильтрующего материала. При проведении операции взрыхления возможно попадание в сток измельченного фильтрующего материала; используемая для регенерации техническая поваренная соль содержит до 7 % различных примесей, которые также поступают в сток.
10
Количество воды, сбрасываемое в сутки от Na-катионитных фильтров, определяют по уравнению
Q Na |
= Q |
|
(a |
−1)n, м3/сут. |
(19) |
|||
сут |
|
с.н |
|
|
|
|
|
|
Количество продуктов регенерации СаCl2 и MgCl2, сбрасываемых |
||||||||
за одну регенерацию фильтра определяют по уравнению |
|
|||||||
|
|
F H |
сл |
ЕNa |
|
|
||
Жр |
= |
ф |
|
|
р |
, кг-экв. |
(20) |
|
|
1000 |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
Долю солей Са и Mg в регенерируемом фильтре принимают в том |
||||||||
же соотношении, в котором они содержались в исходной воде, например, если в исходной воде жесткость кальциевая составляла 70 %, то и доля кальция в удаляемых из фильтра продуктах регенерации будет
αСа =0,7.
Количество СаСl2, удаляемого за одну регенерацию фильтра, определяют по уравнению
[CaCl2 ] = ЖрαСа = Жр |
ЖСа |
, кг-экв |
(21) |
|
Ж0 |
||||
|
|
|
где ЖСа −кальциевая жесткость исходной воды, мг-экв/л.
Количество MgCl2, сбрасываемого за одну регенерацию фильтра, определяют по формуле
[MgCl2 ] = ЖрαMg = Жр |
ЖMg |
, кг-экв |
(22) |
|
Ж0 |
||||
|
|
|
где ЖMg −магниевая жесткость исходной воды, мг-экв/л.
Количество СаСl2 и MgCl2, сбрасываемое в течение суток, определяют по уравнениям
[CaCl2 |
]сут |
= |
|
55,5[CaCl2 ](a −1)n |
, т/сут; |
(23) |
||
|
1000 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
[MgCl2 |
]сут |
= |
|
47,6[MgCl2 |
](a −1)n |
, т/сут, |
(24) |
|
|
1000 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
где 55,5 и 47,6 г — эквивалентная масса соответственно CaCl2 и MgCl2. Сброс продуктов регенерации от Na-катионитных фильтров второй ступени отдельно не рассчитывают, так как регенерацию этих фильтров производят 1 раз в 10—15 сут и значительно раньше истощения катио-