Расчет водород-катионитовых фильтров

1. Расход воды, подаваемой на Н-катионитовые фильтры:

где: Щ_УМ =0.7 мг-экв/л – щелочность умягченной воды;

Щ_ИСХ =1,7 мг-экв/л – щелочность исходной воды;

q_ПОЛ=35м³/ч – полезная производительность установки;

А – кислотность фильтрата, 0,3 мг-экв/л.

б)Рабочая обменная способность Н-катионита составит:

где: - коэффициент эффективности регенерации Н-катионитовых фильтров. Определяем по табл. 4 прил.7 [2] при а_К=75 г/г-экв рав­ен 0,77;

Е_полн = 500 г-экв/м³ – паспортная полная обменная емкость (т.15.33 [3]);

q_уд =5 м³/м³– удельный расход осветленной воды на отмывку катио­нита после регенерации;

C_К – общее содержание в воде катионов кальция, магния, натрия и калия:

C_К=3,73+0,77+0,47+0,08=5,05 г-экв/м³

в)Необходимый объем катионита для загрузки в Н-катионитовые фильтры:

где: n_Р – число регенераций каждого фильтра в сутки;

Ж_Оум – общая жесткость умягченной воды, принимаем 0,025г-экв/м³;

C_NA =0.069 г-экв/м³ – концентрация в воде натрия.

г)Необходимая площадь Н-катионитовых фильтров:

где: Н_К – высота слоя катионита в фильтре, м.

Принимаем 2 рабочий и 1 резервный фильтр ХВ-042-2 D=1,5м площадью F_Н=1,78м².

- условие выполняется.

д)Проверяем скорость фильтрования:

- условие выполняется.

Расчет устройств для хранения, приготовления и перекачки раствора серной кислоты

В состав кислотного хозяйства, обеспечивающего месячный запас реагента, входят: цистерны-хранилища, мерники для концентрированной серной кислоты, вакуум-насосы и оборудование для подачи рабочего раствора на фильтры (эжектор или насосы).

1. Расход серной кислоты, кг, на одну регенерацию Н-катионитового фильтра определяют по формуле:

где: f - площадь одного фильтра, 1,78м²;

а_н - удельный расход кислоты для регенерации катионита, 75г/г-экв.

2. Объем цистерн-хранилищ, м³, концентрированной серной кислоты рассчитывают следующим образом:

где: Ж_оисх - общая жесткость исходной воды=2,8 г-экв/м³;

т - срок хранения запаса кислоты (обычно 30 суток), сут.;

р_к - плотность кислоты=1.83 г/см³;

С_к - концентрация серной кислоты, принимается равной 92%.

Полученное значение W_ц округляется до величины, кратной емкости железнодорожной цистерны, в которой осуществляется доставка реагента на станцию водоподготовки. Количество и размеры цистерн-хранилищ определяют из расчета грузоподъемности ж/д цистерны, равной 50-60 т, что соответствует объему серной кислоты порядка 15 м³ при ее плотности ≈ 1,8 г/см³.

3. Полезная емкость бака-мерника, м³, составляет:

Е_пол^н - паспортная полная обменная емкость катионита в нейтральной среде=500 г-экв/м³

4. Емкость бака с водой для взрыхления сульфоугля в Н-катионитовом фильтре определяем с учетом возможности последова­тельного взрыхления катионита в двух фильтрах. Тогда

где w_взр – интенсивность взрыхления катионита, равная 4 л/сек · м²;

t_взр – продолжительность взрыхления, равная 25 мин.

Принимаем 2 бака размерами 2,3х2,3х2м.