Рассчитайте материальный баланс установки умягчения природной воды методом катионирования
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Рассчитайте материальный баланс установки умягчения природной воды методом катионирования. Исходная вода имеет жесткость – X, причем 20 % жесткости обусловлено присутствием солей магния. Остаточная жесткость воды 0,1 мг-экв/дм3. Для умягчения используют катионит КУ-2, его статическая обменная емкость 4,8 мг-экв/г по солям жесткости. В динамических условиях емкость катионита реализуется на – Y. Объем очищаемой воды –Q. Фильтр до регенерации работает время t.
Определите необходимый объем используемого катионита, если его насыпная масса 0,7 кг/дм3, а удельный объем 2,8 дм3/кг. Далее катионит подвергается регенерации 6%-м раствором NaCl, в солевом растворе содержание солей жесткости составляет C, а степень регенерации катионита Z. После подачи регенерационного раствора фильтр промывается водой, объем которой составляет 20 % от объема регенерационного раствора. Определите массы потоков и их состав. Данные для решения задачи приведены в табл. 3.10 по вариантам.
Таблица 3.10. Данные для задачи 3.10
Номер варианта X,
мг-экв/дм3 Y, % Q, м3/ч t, ч C,
мг-экв/дм3 Z, %
16 4,6 88 1 100 9 230 99,5
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Из реагентных способов умягчения наиболее распространен известково-содовый способ. Сущность его состоит из перевода растворенных в воде солей Ca2+ и Mg2+ в малорастворимые СаСО3 и Mg(ОН)2, выпадающие в осадок.
Ca2++ СО32-→ СаСО3↓
Мg2++ 2(ОН)-→ Mg(ОН)2↓
Расчетный расход воды на умягчение Q – 1100 м3/ч.
общая жесткость Ж0 – 0,0046 г-экв/дм3 или 4,6 г-экв/м3
в том числе магниевая жескость -20% от общей
Одноступенчатое катионирование позволяет снизить жесткость воды только до 0,05-0,1г- экв/м3
Фильтры первой ступени:
В качестве катионита применен сульфоуголь с размером зерен 0,3 – 1,5 мм.
Для умягчения используют катионит КУ-2, его статическая обменная емкость 4,8 мг-экв/г по солям жесткости.
Удельный расход отмывочной воды qуд принят равным 5 м3 на 1 м3 катионита.
число регенераций каждого фильтра в сутки np = 3.
Объем катионита в фильтрах первой ступени:
Wk = (24∙Q ∙ Жо) / (np ∙ ЕNaраб) = (24 ∙ 1100 ∙ 4,6) / (3 ∙ 4,8) = 8433 м3
Выбираем фильтр ФИПа I–1,4-0,6 Na
. Фильтр этой марки имеет высоту загрузки катионита Нк = 2,0 м. Масса аппарата без загрузки 1240 кг. Площадь фильтрования фильтра f = 1,54 м2.
Масса
Суммарная площадь фильтров первой ступени:
Fk = Wk / Hk = 8433 / 2,0 = 4216 м2
Число рабочих фильтров:
Nраб.1 = Fk / f = 4216 / 1,54 = 2738
Фактическая скорость фильтрования воды в нормальном режиме для 3 фильтров:
Vфакт = Q / Nраб.1f = 1100 / 2738 ∙ 1,54 = 0,25 м/ч
Эта скорость не превышает предельно рекомендуемую скорость 5 м/ч, поэтому число рабочих фильтров остается.
Солевое хозяйство:
Масса поваренной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени определяется по формуле:
Суточный расход технической соли, необходимый для регенерации фильтров умягчения воды равен:
Суточный объем 6%-го раствора для регенерации всех фильтров:
м3/сут или 0,92 м3/час
Расход раствора соли qc, м3/ч определяется по формуле, по принятой скорости фильтрования регенерационного раствора Vc через катионит, равной 4 м/ч.
Для фильтров первой ступени:
Расход воды на взрыхление фильтров:
где:- интенсивность площади воды для взрыхления катионита принята равной 5 л/с, так как крупность катионита КУ- 2 составляет 0,4 - 2,0 мм
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
