Пример решения 1
Рассчитать дегазатор в схемах установки по обезжелезиванию воды аэрацией для следующих условий:
qчас = 500 м3\час, рН – 7,2 ; щелочность воды 4 мг-экв.\л ; Cнач. – 23 мг\л; СFe – 4 мг\л ; плотный растворенный остаток – 300 мг\л; загрузка кольца Рашига размером 25*25*3, температура воды 80С.
РЕШЕНИЕ
1.Находят необходимую площадь сечения дегазатора
ƒ =
=
= 5,56 м2;
90 – допустимая плотность орошения насадки, м3\м2 час. (таб.6)
2. Находят кол-во СО2, которое должно быть удалено для достижения рН = 7,5
Су = 1,57*СFe + (Cнач. – Сопт.) = 1,57*4 + ( 23-13) = 16,28 мг\л;
Сопт – концентрация СО2 соответствующая оптимальному значению рН = 7,5 по номограмме 1 равно 11 мг\л, а с поправкой на температуру и плотный остаток.
Сопт = Сном.*α*β = 11*1,35*0,88 =13,068 мг\л
α,β – таб.1 и 2 Сном. – номорграмма 1.
Находят Свых. - концентрацию удаляемого газа на выходе из дегазатора, мг\л по формуле
Свых = 1,57* СFe + Cнач. = 1,57*4 + 23 = 29,28 мг\л;
3.Находят концентрацию свободной углекислоты подлежащей удалению
G =
=
кг\час. ;
4. Находят среднюю движущую силу процесса десорбции, кг\м3
ΔСср =
=
кг\м3 ;
5. Находят коэф. десорбции, м\час по рисунку 4 Кж = 0,171
6. Находят поверхность насадки, м2
F =
=
= 2339,2
7. Находят необходимый объем колец Рашига
W =
=
= 11,47 м3
S – поверхность насадки таб.3 м2\м3
8. Находят высоту загрузки,м
h =
=
= 2.063
ƒ – площадь сечения дегазатора , м2 ( найдено ранее)
Пример решения 2
Рассчитать контактную градирню для обезжелезивающей установки производительностью 40 м3\час. Качество воды рН – 7,2 ; щелочность воды 4 мг-экв.\л ; Cнач. – 23 мг\л; СFe – 4 мг\л ; плотный растворенный остаток – 300 мг\л; загрузка кольца Рашига размером 25*25*3, температура воды 80С.Загрузка – кокс кусковой со средним размером 29 мм (таб.7).
1.Находят необходимую площадь сечения контактной градирни
ƒ =
=
= 4 м2;
10 – допустимая плотность орошения насадки, м3\м2 час.
Дегазатора работающего без принудительной подачи воздуха.
2. Находят кол-во СО2, которое должно быть удалено
G =
=
=
0,64 кг\час;
Су – кол-во свободной углекислоты СО2, которое должно быть удалено из воды, мг\л;
Су = 1,57*СFe + (Cнач. – Сопт.) = 1,57*4 + ( 23-13) = 16,28 мг\л;
3.Находят коэф. десорбции пол графику (7) Кж = 0,046 м\час;
4. Находят поверхность насадки м2
F =
=
=
695,65;
(ΔСср данные с предыдущего примера.)
5. Находят объем насадки W
=
=
=
6,32 м3
S – удельная поверхность насадки таб.6 гр.4 (кокс кусковой 29 мм)
6. Находят необходимую высоту загрузки
h =
=
=
1,58 м
ƒ – площадь сечения контактной градирни м. (см.в начале расчета)
Предусматриваем 4 слоя высотой по 0,4м с разрывами между слоями 0,3м , общая
Расчет декарбонизаторов пример
Рассчитать декарбонизатор с насадкой из колец Рашига керамических 25*25*3 мм для удаления свободной углекислоты из подпиточной воды, после Н-катионитовых фильтров.
Расход воды qчас = 200 м3\час, бикарбонатная щелочность исходной воды 2,0 мг-экв\л снижается методом подкисления до 0,8 мг-экв\л. Начальная концентрация СО2 в воде СВХИСХ = 15 мг\л. Заданная концентрация СВЫХОСТ = 3 мг\л. Расчетная температура, поступающей в декарбонизатор t = 300С.
РЕШЕНИЕ
1.Находим концентрацию СО2 в воде после Н-катионитовых фильтров, перед декарбонизацией по формуле
СВХОБЩ = СВХИСХ + 44ΔЖК ;
где ЖК – карбонатная жесткость в исходной воде после ее подкисления мг-экв\л, ЖК = ЩНАЧ – ЩП.П.;
ЩНАЧ – щелочность исходной воды, после Н-катионитовых фильтров, мг-экв\л;
ЩП.П – щелочность воды после ее подкисления, мг-экв\л.
СВХИСХ – начальная концентрация СО2 в воде мг\л.
СВХОБЩ = 15 + 44(2,0-0,8) = 67,8 мг\л
2. Определяем кол-во удаляемой СО2 по формуле
G =
=
=
12.96 кг\час.
qчас – кол-во воды поступающей в декарбонизатор, м3\час.
СВХОБЩ – концентрация СО2 перед декарбонизатором, мг\л;
СВЫХОСТ – заданная конечная концентрация, мг\л.
3. Находим необходимую поверхность насадки определяют по формуле
F =
=
=
1240,19 м2;
где КЖ – коэф. десорбщии по рис. 4 для колец Рашига, плотность орошения насадки равна 60 м3\м2-час. КЖ = 0,55 м\ч;
ΔССР – средняя движущая сила десорбции, определяют по рис.3
(определяется от начальной концентрации СО2 при СВХОБЩ , и остаточного содержания углекислоты, после декарбонизации СВЫХОСТ. ΔССР = 0,019 кг\м3.
4. Объем насадки находят по формуле
W =
=
=
6,08 м3;
S – удельная поверхность различных насадок табл.4, м2\м3.
5. Необходимый объем воздуха на декарбонизацию определяется по формуле
VД.К. = d*qчас = 30*200 = 6000 м3\час;
где d – удельный расход воздуха, который определяется по справочнику – О.В.Лившиц «Справочник по водоподготовке котельных установок» 1976 г. В котором рекомендовано применять величину d, при работе декарбонизатора в установках для умягчения воды d = 25 м3\м3,а в обессоливающих установках d = 40 м3\м3.
При установке декарбонизаторов в водоподготовительных установках с подкислением подпиточной воды теплосети, удельный расход воздуха должен быть около 30 м3\м3.
6. Площадь поперечного сечения декарбонизатора находят по формуле, м2
f =
=
=
3,33 м2
60 – плотность орошения насадки для декарбонизаторов из колец Рашига, табл.5 (проверим площадь поперечного сечения f по табл.5).
7. Диаметр колонны дегазатора определяют по табл.5
D = 2060 мм.
8. Определяют приведенную скорость в колонне декорбанизатора по формуле
V =
=
=
0,50 м\сек
VД.К. – необходимый расход воздуха в декарбонизаторе, м3\час. (по расчету)
f – площадь поперечного сечения декарбонизатора, м2. табл.5
9. Высоту слоя насадки находят по формуле
h =
=
=
1,83 ≈ 2 м.
б)
12
Рис. 15 Пленочный (а), вакуумный (б), и пенный (в) дегазатор
1.вентилятор; 2-насадка из керамических
колец Рашига; 3-газоотводный патрубок;
5,10-ввод исходной и отвод дегазированной воды; 7-оросительные патрубки; 4-удаление воздуха; 9-поддон; 8-дырчатое днище; 6-водораспределительная воронка; 11-люк; 12-патрубки для водомерного стекла; 13-ввод воздуха; 14-пенный слой.
Рис. 2.1 Декарбонизатор пленочного типа с деревянной насадкой
1-подвод дегазируемой воды;
2-выход дегазируемой воды;
3-распределительные сопла;
4-деревянная насадка;
5-вентилятор;
6-выход воздуха.
Таблица 2.2.2.