Расчет анионитовых фильтров I ступени.

Для анионитовых фильтров используется H-катионитовые фильтры II ступени. В качестве загрузки фильтров принимаем слабоосновный анионит АН-2Ф, так как в данном случае не требуется понижать содержание кремнекислоты в исходной воде (ее содержание 0,12 мг/л). Для регенерации анионита АН-2Ф применяют едкий натр, соду или бикарбонат натрия. При необходимости удаления из обессоленной воды CO₂ (см.табл. 1) регенерацию анионита целесообразно производить раствором NaOH. В данном примере регенерацию анионита производим 4%-ным раствором соды. В обменном процессе в обессоленную воду поступает дополнительное количество углекислоты, для удаления которой вода направляется на дегазаторы.

Отмывку анионита предусматривается производить водой после H-катионитовых фильтров.

Исходные данные для расчета:

Исходные данные для расчета:

1. Расчетные расходы воды (см. табл. 3):

а) суточный - 60 м³/сут;

б) средний часовой -2,9 м³/ч;

2. Содержание анионов

SO₄ ^2- = 2,1 мг-экв/л. Cl^- = 0,8 мг-экв/л.

Кислотность обессоливаемой воды будет равна - 2,6 мг-экв/л.

3. Рабочую обменную способность анионита АН-2Ф принимаем =450

г-экв/л.

1. Площадь фильтрования анионитовых фильтров

F= м²

где Q - полезная производительность фильтров, м³/сут;

n - число регенераций фильтров в сутки, принимаемое равным 2;

Т - продолжительность работы каждого фильтра между регене­рациями, ч;

Т = -t₁-t₂-t₃= - 0,25 - 1,5 - 3 = 7,25 ч

где t₁- продолжительность взрыхления анионита, принимаемая равной 0,25 ч; t₂- продолжительность пропускания через анионит регенерационного раствора щелочи - 0,25ч;

t₃ - продолжительность отмывки анионита после регенерации

v_p - расчетная скорость фильтрования, м/ч, определяемая по формуле;

v_p=

v_p=

 

где Н - высота слоя анионита в фильтре, м (Н = 1,5 м);

C₀ -концентрация сульфатных и хлоридных ионов в исходной воде, мг-экв/л;

С_ф- концентрация сульфатных и хлоридных ионов в фильтрате, принимаемая равной 0,01 мг-экв/л;

d - средний диаметр зерен анионита, мм. D=0,7 мм

Принимаем к установке 2 фильтра D = 1,5 м (F_ф = 1,8 м). Такого диаметра фильтры изготовляет Таганрогский котельный завод.

2. Действительная скорость фильтрования при работе 1 филь­тров (так как один фильтр почти постоянно будет находить­ся на регенерации)

v_p=

Регенерация фильтров:

3.Действительное количество регенераций каждого фильтра в сутки;

4. Расход воды на взрыхление анионита (взрыхление произво­дим водой после отмывки анионитовых фильтров, которая собирает­ся в специальные баки для повторного использования):

- интенсивность взрыхления, л/сек•м² (3 - 4).

Количество воды для взрыхления

5. Расход соды на регенерацию:

а) одного фильтра

P=

а - удельный расход соды Na₂CO₃, г (90 г/г-экв. уда­ленных анионов сильных кислот),

б) расход соды в сутки

в) запас соды на 15 дней

P_c=

где 0,95 - 95% Na₂СO₃ в воде.

6. Количество раствора соды 4%-ной концентрации (в_с) на одну регенерацию

W_c=

Скорость пропускания раствора соды через анионит в течение 15 мин. (вместо принятых ранее 1,5 ч).

V_рег=

7. Количество Н-катионированной воды, расходуемое на отмыв­ку анионита от продуктов регенерации:

а) на отмывку одного фильтра

W_отм=F_ф•H•q_у=1,8•1,5•30=81 м³

q_у - удельный расход воды на отмывку анионита (для АН-2Ф принимается равным 30-50 м³/м³ анионита).

Продолжительность отмывки

t_з=

v_отм- скорость фильтрования воды при отмывке (5-8 м/ч).

Расчетный расход при отмывке

q_отм= F_ф•v_отм=1,8•8 = 14,4 м³/ч

(учитывается в расчете Н-катионитовых фильтров).

Последние порции отмывочной воды направляются в баки отмывочной воды и используются для взрыхления анионита и приготовле­ния раствора соды;

б) на отмывку анионита в сутки

Q_отм= W_отм•n • N = 81•1•2 = 162 м³/сут

(этот расход учитывается в расчете Н-катионитовых фильтров).

8. Количество воды после отмывки анионита, расходуемое для приготовления раствора соды в сутки (0,7 м³ - 0,35)4 = 1,4 м³/сут.

9. Насосы на подаче воды в анионитовые фильтры. Необходимый напор Н = Н_д + h_ф = 25 + 12 = 37 м вод.ст.,

где Н - потребный напор на подаче воды в дегазаторы, принимаем равным 25 м вод.

h_ф - потеря напора в анионитовых фильтрах в м вод.ст.

В связи с тем, что после Н-катионитовых фильтров в трубопро­воде Н-катионированной воды имеется остаточный напор 25 м вод. ст., напор насосов для подачи воды в анионитовые фильтры будет равен 12 м вод. ст. Производительность насосов

q_н = •q_отм= 2,9 + 14,4 =17,3 м³/ч

Принимаем два насоса КНЗ 8/32 (1 рабочий, 1 резервный) q_н = 30 мэ/ч; Н = 14 м вод. ст.; N = 20 квт; n = 1460 об/мин.