Расчет натрий-катионитовых фильтров первой ступени
Через эти фильтры пропускается следующее количество воды:
QNa1=Q+ Qс.н.(час)+Qт/с=155+1,59+35=191,59 м3/ч.
На первичном натрий-катионированные фильтры вода поступает после известкования с коагуляцией и подкислением для частичной нейтрализации щелочности известкованной воды. Общая жесткость осветленной воды составляет
Жо=Жн.к.+К+К1+Щост.=6,6+0,75+0,3+0,55=8,2 мг-экв/л.
Здесь Жн.к.-исходная некарбо натная жесткость обрабатываемой воды;
К и К1 – дозы коагулянта и серной кислоты соответственно.
Скорость фильтрования через основные натрий-катионированые фильтры допускается в пределах (15-30) м/ч. Следовательно, необходимая площадь фильтрования должна быть равной
F=191,59/15÷191,59/30=(12,77÷6,39) м2.
Из существующих стандартных фильтров [табл.22,1] выбираем:
Диаметр D = 3000мм,
Площадь фильтрования f = 7,1 м2,
Высота слоя катионита Hсл = 1,8 м.
Принимаем их к установке в количестве 3 шт. таким расчетом, чтобы в наихудшем случае один был в полезной работе, один-на регенерации и один, не загруженным катионит КУ-2, служил для гидроперегрузки угля и замены катионитного фильтра, выключаемого на ремонт или ревизию. Нормально, таким образом, будут работать два фильтра со средней скорость фильтрования Wн= 191,59 /7,1×2=13,49 м/ч. И только на периоды регенерации будет оставаться в работе один фильтр со средней скорость фильтрования Wм= 191,59 /7,1=26,98 м/ч.
Рабочая обменная емкость катионита К-2 определяется выражением
Ер=α×β×Еп-0,5×q×Жо=0,81×0,86×1700-0,5×6×8,2=1159,62 г-экв/м3, где
q-удельный расход воды на отмывку катионита, м3/м3, определяемый по технологическим данным для расчета натрий-катионитовых фильтров [1], табл. 24, и составляющий q=6 м3/м3.
По
табл. 25 находится удельный расход соли
на регенерацию, который составит qc=200
мг-экв/л. По удельному расходу соли,
пользуясь табл. 26, определяется коэффициент
эффективности регенирации α = 0,81.
Коэффициент β находится по табл. 27 и
величине
он составляет β=0,86.
Число регенераций каждого фильтра в сутки «n» равно
n=24×Жо×QNa1/f×Hcл×Ер×а=
=2,54
Расход 100%-ой поваренной соли на одну регенерацию фильтра определяется уравнением
Qс=Ер×f×Hсл×qс/1000=1159,62×7,1×1,8×200/1000=2963,99 кг.
Суточный расход технической соли составит
Qт.с.= Qс×n×a×100/93=2963,99×2,54×2×100/93=16190,4 кг/cут.
Расход воды на взрыхляющую промывку фильтра равен
Qвзр.=i×f×60×t/1000=4×7,1×60×30/1000=51,12 м3.
i,t – интенсивность и длительность взрыхляющей промывки соответственно, принимаемые по табл. 28 [1].
Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли, м3
Qр.р.=Qс×100/1000×b×p=
=47,45
м3
b-концентрация регенерационного раствора, %[1]
p-плотность 10%-ного регенерационного раствора, т/м3, принимается по табл.30[1].
Расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м3
Qотм=q×f×Hcл=6×7,1×1,8=76,68 м3.
Расход воды на одну регенерацию составит
Qс.н.=Qвзр+Qр.р.+Qотм=51,12+47,45+76,68=175,25 м3.
Среднечасовой расход воды на собственные нужды натрий-катионитовых фильтров второй ступени определяется в соответствии с выражением :
Qс.н.(час)
=Qc.н.×а×n/24=
=37,07
м3/ч