1.5 Пересчет показателей качества воды по отдельным ста­диям обработки.

1.5.1 Пересчет показателей качества после предочистки.

Предварительная обработка воды – коагуляция Fe SO₄ c известкованием.

а) Жёсткость остаточная:

карбонатная Ж_к^ост=0,7, мг-экв/кг;

некарбонатная Ж_нк^ост=Ж_нк^исх+К_Fe = 0,2 + 0,5 = 0,7 мг-экв/кг;

К_Fe=0,2…0,7, мг-экв/кг; принимаем К_Fe= 0,5 мг-экв/кг.

общая Ж_о^ост=0,7+ Ж_нк^исх+ К_Fe = 0,7 + 0,2 + 0,5 = 1,4 мг-экв/кг;

б) Щёлочность остаточная:

Щ^ост=0,7+_изв = 0,7 + 0,3 = 1 мг-экв/кг;

_изв = 0,3 мг-экв/кг - избыток извести при известковании исходной воды.

Концентрация Cl^- не изменится.

Концентрация сульфат-ионов:

SO₄^2—ост= SO₄^2—исх + К_Fe = 0,263 + 0,5 = 0,763 мг-экв/кг;

Концентрация SiO²₃^ост= 0,6·SiO²₃^исх = 0,6·0,342 = 0,205 мг-экв/кг;

1.5.2 Пересчет показателей качества по ступеням обессоливания.

1. Первая ступень Н-катионирования (H_I):

В этом фильтре удаляются катионы Ca²⁺, Mg²⁺ и Na⁺ в количестве:

U_н1 = Ж₀^ост + 2,15 Na⁺ = 1,4+ 2,15∙0,72=2,948 мг-экв/кг;

где Ж₀^ост- общая остаточная жесткость после пре­дочистки.

Жесткость воды после Н1составляет 0,3 мг-экв/кг.

Кислотность воды равна: (SO₄^2–+ Cl^– + NO^–₃ + NO^–₂ )_исх+ K_Fe = 0,263 + 0,104 + 0,005 + 0,5 = 0,872 мг-экв/кг;

2. Первая ступень анионирования (А₁):

Щёлочность воды после фильтра А₁ – 0,2 мг-экв/кг.

Фильтр А₁ удаляет из воды анионы сильных кислот в количестве,

определяемом по формуле:

(SO₄^2–+ Cl^– + NO^–₃ )_исх+ K_Fe = 0,263 + 0,104 + 0,005 + 0,5 = 0,872 мг-экв/кг.

3. Декарбонизатор:

Остаточную концентрацию СО₂ после декарбонизатора принимаем 5 мг/кг или 5/44 = 0,114 мг-экв/кг;

4. Вторая ступень Н-катионирования (Н₂):

В фильтре Н₂ удаляются катионы в количестве:

U_Н2=0,2..0,3 мг-экв/кг;

Кислотность воды после Н₂ не выше 0,05 мг-экв/кг.

Принимаем: U_H2 = 0,3 мг-экв/кг.

5. Вторая ступень анионирования А2 (сильноосновное анионирование):

Качество обессоленной воды после А2 в схеме трехступенчатого

обессоливания:

солесодержание — 0,2 мг/кг, кремнесодержание — 0,04 мг/кг.

SiO₃^ост+СО₂^ост=0,205 + 0,114 = 0,319 мг-экв/кг.

6. Фильтр смешанного действия (ФСД):

Качество обессоленной воды после ФСД в схеме трехступенчатого

обессоливания:

солесодержание <= 0,1 мг/кг

кремнесодержание <= 0,03 мг/кг.

1.6 Расчет ионообменной части впу.

1 .6.1. Расчет схемы подпитки основного цикла тэс.

При проектировании ВПУ необходимо принимать минимальное количество оборудования максимальной единичной производительности.

Расчет начинаем с конца схемы технологического процесса.

1. Фильтр смешанного действия (фсд).

Необходимая площадь фильтрования:

F= Q/ = 45/50 = 0,9 м²,

где Q =0,02D^пк + 25 = 45 м³/ч — производительность фильтра без учета расхода воды собственные нужды;

 = 50 м/ч — скорость фильтрования.

Число установленных фильтров m = 2, одинакового диаметра.

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

f= F/m = 0,9/2 = 0,45 м².

Принимаем 2 фильтра ФИСДВР-2,0-0,6 со следующими характеристиками:

р=0,6 МПа; d=2 м; h=1,95 м; расход воды – 160 м³/ч.

Затем площадь фильтрования пересчитываем с учетом изменения диаметра:

f_ст = Пd²/4 = 3,14 м².

Продолжительность фильтроцикла каждого фильтра для (m-1) фильтров, т.е. при одном резервном или ремонтном:

Т _фсд = (10⁴*f_ст*(m-1)h/Q_фсд) = (10000*3,14*1*1,95/45) = 1360,66 ч.

f_сm – сечение фильтра, м² (стандартного);

m – число установленных фильтров одинакового диаметра;

Количество регенераций в сутки:

n = 24/( T+t ) = 24/(1360,66+3) =0,018,

где t = 3 - продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтров.

А) Фильтр А₃ (АВ-17-8):

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры во влажном состоя

нии:

V_вл= f_ст*0,5*h = 3,14*1,95/2 = 3,1 м³;

V_вл = V_вл *m = 6,2 м³ .

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров:

g_сн = V_вл Р_u n/24 = 6,2*14,5*0,018/24 = 0,06 м³/ч,

где Р_u = 14,5 м³/м³ ионита – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров. (табл.П3 [1]).

Расход химических реагентов на регенерацию одного фильтра:

G _p ¹⁰⁰ = b* V_вл = 100* 3,1 = 310 кг

где b – расход 100 % реагента на 1 м³ ионита (табл.П2 [1]).

или

G _p ^техн = G _p ¹⁰⁰ 100/C = 310*100/42 = 738,1 кг,

G_сут^техн = G _p ^техн *m*n = 26,57 кг/сут,

где в – удельный расход химреагентов, кг/м³ ;

с = 42 % - содержание активно действующего вещества в техническом продукте.

Б) Фильтр Н₃ (КУ-2):

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры во влажном состоя

нии:

V_вл= f_ст*0,5*h = 3,14*1,95/2 = 3,1 м³;

V_вл = V_вл *m = 6,2 м³ .

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров:

g_сн = V_вл Р_u n/24 = 6,2*13,0*0,018/24 = 0,06 м³/ч,

где Р_u = 13,0 м³/м³ ионита – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров.

Расход химических реагентов на регенерацию одного фильтра:

G _p ¹⁰⁰ = b* V_вл = 70* 3,1 = 217 кг

или

G _p ^техн = G _p ¹⁰⁰ 100/C = 217*100/75 = 289,3 кг,

G_сут^техн = G _p ^техн *m*n = 10,4 кг/сут,

где в – удельный расход химреагентов, кг/м³ ;

с = 75 % - содержание активно действующего вещества в техническом продукте.

Общий расход воды на собственные нужды ФСД:

g_сн^A3 + g_сн^H3 = 0,06 + 0,06 = 0,12 м³/ч.

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров:

Q_бр= Q_фсд + g_сн^ = 45 + 0,12 = 45, 12 м³/ч.