Концентрация сульфат-ионов: SO42-ост+ КFe=0,3125+0,2=0,5125 мгэкв/кг
Концентрация Cl- не изменится
Концентрация SiO32-ост=0,6 SiO32-исх=0
Дальнейшая обработка воды проводится на ионитной части ВПУ. На проектируемой ТЭЦ планируется установка прямоточных котлов, таким образом обработку воды нужно проводить по схеме трехступенчатого обессоливания, которая включает в себя первую ступень Н-катионирования, слабоосновное анионирование, декарбонизацию, вторую ступень Н-катионирования, сильноосновное анионирование, и третья ступень - ФСД. (Н1-А1-Д-Н2-А2-ФСД), схема водоподготовительной установки ТЭЦ приведена на рисунке 1.
В обессоливающих схемах катионитные фильтры 1-ой и 2-ой ступени загружаются катионитами КУ-2 и служат для полного удаления из обрабатываемой воды катионов Са2+, Mg2+, Na+ путём обмена их на катион водорода Н+. Регенерация этих фильтров проводится серной кислотой.
Фильтр А1 предназначен для удаления анионов сильных кислот SO4 2-, Cl- и обмен их на анион ОН-. Этот фильтр загружается низкоосновным анионитом АН-31.
Фильтр А2 в основном служит для обмена на анион ОН- аниона кремневой кислоты и проскоков анионов сильных кислот. Регенерацию фильтров А1 и А2 проводят раствором щёлочи NaOH /17/.
Рисунок 3 – Схема водоподготовительной установки ТЭЦ
Первая ступень Н- катионирования ( Н1 ):
В этом фильтре удаляются катионы Са2+, Mg2+, Nа+ в количестве
å ИН1= Жобщост+ 2.15Na+=1.09+2.15×0.53=2.23 мг-экв/кг;
Жесткость воды после Н1 составляет 0.3 мг-экв/кг;
Кислотность воды равна:
( SO42- +Cl- )исх+КFe=0.3125+0.138+0.2=0.6505 мг-экв/кг;
Первая ступень анионирования А1 (слабоосновное анионирование ):
В этом фильтре удаляются анионы сильных кислот в количестве
å ИА1= ( SO42- +Cl- )исх+КFe=0.3125+0.138+0.2=0.6505 мг-экв/кг;
Щёлочность воды после фильтра А1 =0.2 мг-экв/кг;
Декарбонизатор
Остаточная концентрация СО2 после декарбонизатора - 5/44=0.144 мг-экв/кг;
Вторая ступень Н - катионирования ( Н2):
В фильтре Н2 удаляются катионы в количестве
å ИН2=0.25 мг-экв/кг;
Кислотность воды после Н2 = 0.05 мг-экв/кг;
Вторая ступень анионирования А2 ( сильноосновное анионирование ):
å ИА2ОСТ= СО2=0.114 мг-экв/кг;
Фильтр смешанного действия в схеме трёхступенчатого обессоливания глубоко удаляет из воды катионы и анионы.
Качество воды после ФСД:
солесодержание - не более 0.1 мг/кг;
кремнесодержание - не более 0.03 мг/кг;
7.3 Расчет производительности ВПУ
Общая производительность установки состоит из трех потоков воды: на прямоточный КА, на барабанный КА и на подпитку теплосети:
QВПУ=QПК+Qподп; т/ч
где расход обессоленной воды на прямоточные котлы:
QПК=0,02 DПК+25=0,02.3.1000+25=85 т/ч;
расход умягченной воды на подпитку теплосети:
Qподп=0,02Gсв=0,02.3.8000=480 т/ч.
QВПУ=85+480=565 т/ч
7.4 Расчет схемы ВПУ
7.4.1 Расчет и выбор фильтров ионитной части ВПУ
Расчёт схемы ВПУ начинают с конца технологического процесса, то есть, в нашем случае с фильтра ФСД. Для определения числа и размеров фильтров необходимо знать расход воды на данную группу фильтров и качество этой воды.
В данном случае расход воды на фильтре ФСД будет равен количеству воды на подпитку прямоточных котлов, т.е. QПК, а на Na-фильтр - Qподп - подпитка теплосети.
На последующие группы фильтров количество воды будет определяться производительностью установки плюс расход воды на собственные нужды рассчитанной группы фильтров.
Необходимая площадь фильтрования:
,[м2],
где Q – производительность фильтров без учета расхода воды на их собственные нужды, м3/ч;
w – скорость фильтрования, м/ч.
Число установленных фильтров одинакового диаметра принимается не менее трех.
Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:
f=F/m, [м2],
По вычисленной площади определяем диаметр фильтра и по справочным данным принимаем ближайший больший стандартный.
d= 4f/, [м],
Затем площадь фильтра пересчитывается с учетом изменения диаметра:
fcm=dcm2/4, [м2],
Продолжительность фильтроцикла каждого фильтра для (m-1) фильтров, т.е. при одном резервном или ремонтном, определяем:
Ти=fcm.h.ep(m-1)/QU, [ч],
Для ФСД:
Ти=104. fcm.(m-1)/Q [ч],
где Тu – полезная продолжительность фильтроцикла, ч;
U- суммарное содержание катионов или анионов в воде, поступающей на фильтр, мг-экв/кг;
Q – производительность фильтров, м/ч;
h - высота слоя ионита, м;
fcm – сечение фильтра, м2(стандартного);
m – число фильтров;
ер – рабочая обменная ёмкость ионита, г-экв/м3;
Количество регенераций в сутки:
n=24/(T+t)
где t – продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтров, t=1,5-2ч, принимаем t=1,7ч, и t=3-4ч для ФСД, принимаем t=3,5ч.
Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры во влажном состоянии:
Uвл=fст.h, [м3],
Uвл=fст.h.m, [м3].
Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров:
gcн= Uвл.Pu.n/24, м3/ч,
где Pu – удельный расход на собственные нужды фильтров, м3/м3 ионита
Расход химических реагентов (Н2SO4, NaOH, NaCl) на регенерацию одного фильтра:
Gp100=b.Vвл, [кг],
Gpтехн= Gp100.100/с, [кг],
где b – удельный расход химреагентов, кг/м3
с – содержание активно действующего вещества в техническом продукте, % (СNaOH=42%, СH2SO4=75%, CNaCl=95%).
Суточный расход химических реагентов на регенерацию группы одноименных фильтров:
Gpсут= Gp100 (m-1)n, [кг],
Gp суттехн =Gpтехн(m-1)n, [кг].
Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую расчитываемую группу фильтров:
Qбр=Q+qсн, [м3/ч].
Результаты расчета приведены в таблице 4
Таблица 10 – Результаты расчета фильтров H1,H2,A1,A2,Na
|
Показатель и его размерность |
ФСД |
А2 |
Н2 |
А1 |
Н1 |
Na |
|
Производительность фильтра, м3/ч |
85 |
85,67 |
86,196 |
87,206 |
89,486 |
480 |
|
Скорость фильтрования, м/ч |
50 |
25 |
40 |
20 |
25 |
25 |
|
Необх. площадь фильтрования, м2 |
1,7 |
3,41 |
2,155 |
4,36 |
3,58 |
19,2 |
|
Число фильтров, шт |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
Тип фильтра |
ФИСДВР-2,0-0,6 |
ФИПаII-1,5-0,6 |
ФИПаII-1,0-0,6 |
ФИП-I-1,5-0,6 |
ФИП-I-1,5-0,6 |
ФИП-I-3,0-0,6 |
|
åИ, мг-экв/м3 |
- |
0,114 |
0,25 |
0,6505 |
2,23 |
1,09 |
|
Высота загрузки фильтра,м |
1,95 |
1,5 |
1,5 |
2,0 |
2,0 |
2,5 |
|
Продолжит.фильтро-цикла, ч |
369,4 |
136,13 |
43,7 |
99,63 |
23,01 |
40,5 |
|
Кол-во регенераций в сутки, раз |
0,064 |
0,174 |
0,528 |
0,237 |
0,97 |
0,57 |
|
Тип ионита |
AB-17-8 и КУ-2 |
АВ-17-8 |
КУ-2 |
АН-31 |
КУ-2 |
КУ-2 |
|
Удельный расход воды на регенерацию фильтров РU,м3/м3 |
14,5 13 |
14,5 |
13 |
21,8 |
10,5 |
7,7 |
|
Содержание активно действующего вещества, С, % |
42 75 |
42 |
75 |
42 |
75 |
95 |
|
Расход 100 % -го реагента на 1 м3 ионита, b, кг |
70 100 |
120 |
45 |
50 |
60 |
60 |
|
Суммарный объем ионита во влажном состоянии, м3 |
9,18 9,18 |
7,95 |
3,5325 |
10,6 |
10,6 |
52,99 |
|
Расход воды на собственные нужды, м3/ч |
0,35 0,32 |
0,836 |
1,01 |
2,28 |
4,5 |
9,69 |
|
Расход 100%-го реагента на одну регенерацию, кг |
214,2 306 |
318 |
52,9875 |
176,67 |
212 |
1059,8 |
|
Расход технического реагента на одну регенерацию, кг |
510 408 |
757,14 |
70,65 |
420,63 |
282,67 |
1115,58 |
|
Суточный расход 100%-го реагента на одну регенерацию, кг |
27,42 39,17 |
110,66 |
53,84 |
83,74 |
411,28 |
1208,17 |
|
Суточный расход технического реагента на одну регенерацию, кг |
65,28 52,22 |
263,48 |
74,61 |
199,38 |
548,38 |
1271,76 |
|
Часовой расход воды, подаваемый на группу, м3/ч |
85,67 |
86,2 |
87,21 |
89,49 |
93,99 |
489,69 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
