книги / Справочник по водоподготовке котельных установок

146-100

700 = 21 %.

10-3. РАСЧЕТ УСТАНОВКИ ВОДОРОД-КАТИОНИРОВАНИЯ С «ГОЛОДНОЙ» РЕГЕНЕРАЦИЕЙ ФИЛЬТРОВ

а) ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ВЫБОР СХЕМЫ

сетей с открытым водоразбором.

Отношения, характеризующие ка­ тионный и анионный состав, опре­ делим по уравнениям (2-13) и (2-14):

в соответствии с полученными вели­ чинами К и А состав исходной воды благоприятствует проведению про­ цесса водород-катионирования с «го­ лодной» регенерацией и в расчетах можно принять следующие данные: рабочая обменная способность сульфоугля 300 г-экв/м3; расход кисло­ ты на регенерацию 35—45 г/г-экв; остаточная карбонатная щелочность

Для устранения колебаний щелоч­ ности воды и появления кислой реакции после водород-катионит- ных фильтров устанавливаются буферные саморегенерирующиеся фильтры.

б) ВОДОРОД-КАТИОНИТНЫЕ ФИЛЬТРЫ

р a Z)y=1500 мм, Нел—2,0 м (один из них резервный на случай ремон­ та одного из фильтров).

Нормальную скорость фильтрова­ ния при работе всех фильтров опре­ деляем из уравнения (5-44):

43

®H= = lj2 ^ = 1 2 ,5 м/ч;

максимальную скорость фильтро­ вания при регенерации одного из фильтров определяем из уравнения (5-45):

Скорости фильтрования отвечают допустимым нормам, приведенным в табл. 5-9.

Количество солей жесткости, уда­ ляемое на водород-катионитных фильтрах, определим по уравнению (5-46):

Лн = 24-43(6,0 — 0,7) = =5470 г-экв/сут,

§10-30.

Количество регенераций каждого

водород-катионитного фильтра опре­ деляем по уравнению (5-47):

п ~ 1,72-2.300-2 = раза/сут,

где 300 — рабочая обменная способ­ ность сульфоугля, г-экв/м8 опреде­ ляем по табл. 2-4.

Количество регенераций не пре­ вышает допустимых норм — 3 реге­ нераций в сутки каждого фильтра, даже при ремонте одного из них.

Расход 100%-ной серной кислоты на одну регенерацию водород-ка­ тионитного фильтра определяем по

Суточный расход технической 92%-ной серной кислоты определя­ ем по формуле (5-49):

Расход воды на одну регенерацию водород-катионитных фильтров сла­ гается из:

а) расхода воды на взрыхляю­ щую промывку фильтра, определя­ емого по формуле (5-19):

б) расхода воды на приготовле­ ние регенерационного раствора, оп­ ределяемого по формуле (5-50):

л= 46’5-100_____ 3 1 мз.

ЧР-Г 1000-1,5-1,0085 ’ ’

в) расхода воды на отмывку ка­ тионита от продуктов регенерации, определяемого по формуле (5-51):

Q0T = 5-1,72-2 = 17,2 м3.

Расход воды на одну регенерацию водород-катионитного фильтра с учетом использования отмывочной воды на взрыхляющую промывку фильтра определяется по уравнению (5-53):

Фс!н.и = 1 +;17,2 « 20,3'м3.

Среднечасовой расход воды на собственные нужды водород-катио­ нитных фильтров определяем по формуле (5-53а):

Время регенерации фильтра оп­ ределим по уравнению (5-55):

*рег4 1 5 ,0 + 10,8-)- 60,0 «

~ 8 6 ,8 мин, или 1,45 ч;

10,8 — время пропуска регенера­ ционного раствора, определяемое из уравнения (5-56):

/р.р= 'Т ^ Г = : 10‘8 мин:

60,0 — время отмывки фильтра от продуктов регенерации, определяе­ мое из уравнения (5-57):

,и 6*17,2 .у,

= T J2 ~ 60 МИН*

Межрегенерационный период ра­ боты водород-катионитного фильтра

определяется из уравнения (5-54):

т» = W -1 ,4 5 = 7’6 ч-

Количество одновременно регене­ рируемых фильтров определяем по уравнению (5-29):

Так как яо.р=0,32<1, совпадений регенераций фильтров не будет.

в) МЕРНИК КРЕПКОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Объем суточного расхода техниче­ ской 92%-ной серной кислоты со­ ставит:

где 1,83]—[плотность 92%-HOft"H2S04, т/м3.

Емкость мерника на суточный за­ пас кислоты

VK= 1,3 1Лу* = 1,3-0,15 « 0 ,2 м3.

Принимаем к установке мерник крепкой кислоты V=0,25 м3, Dy— =560 мм, #= 1376 мм.

г) РЕЗЕРВУАР ХРАНЕНИЯ КРЕПКОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Необходимая емкость бака для хранения месячного запаса кислоты

Для хранения крепкой серной кислоты принимаем резервуар наи­ меньшего объема, изготовляемый ТКЗ (табл. 7-16), V=15 м3; £>у= =2000 мм; L = 5600 мм.

д) БУФЕРНЫЕ САМОРЕГЕНЕРИРУЮЩИЕСЯ ФИЛЬТРЫ

Для устранения колебаний ще­ лочности воды после водород-катио- нитного фильтра, работающего с «голодной» регенерацией, устанав­ ливается буферный фильтр, высота слоя сульфоугля в фильтре должна быть # с л = 2 м, скорость фильтро­ вания от 30 до 40 м/ч.

Принимаем к установке в каче­ стве буферных два водород-катио- нитных фильтра £>у=1000 мм,

# с л = 2 м, скорость фильтрования при этом будет:

= 0 ^ 2 = 28,3 м/ч.

Буферные саморегенерирующиеся фильтры не должны иметь подвода регенерационных растворов (на шту­ цер фильтра ставится заглушка), для взрыхляющей промывки долж­ на подводиться исходная вода.

Для заданного состава воды (жесткость почти вся карбонатная) при взрыхляющей промывке одного из фильтров часть воды можно про­ пускать помимо буферных фильт­ ров.

е) ДЕКАРБОНИЗАТОР

Декарбонизатор подбираем по табл. 8-5 исходя из производитель­

=4800 мм, высота засыпки колец Рашига # к.р=3,1 м.

QBO3 = 25 .43= 1075 м3/ч,

где 25 — удельный расход воздух»

всхемах умягчения, м3/м3. Сопротивление проходу воздуха

через декарбонизатор определяется по уравнению (5-100):

Е £ = 25 -1,38+40=137,5 мм вод. ст.

Устанавливаем к декарбонизатору вентилятор Ц4-70 №3 Q= 1100 м3/ч,

# = 1 4 0 мм вод. ст. с электродвига­ телем типа А02-21-2, # = 1 ,5 кВт, «=2850 об/мин.

ном деаэраторе). Пароводяной ба­ ланс котельной приведен в табл. 10-1.

В котельную подается артезиан­ ская вода, отвечающая ГОСТ

р Н = 7,4 при /= 20*С

2874-73 «Вода питьевая», с темпе­ ратурой 5°С и давлением на вводе 25 м вод. ст. Анализ воды из арте­ зианской скважины, принятый в рас­ чете водоподготовительной уста­ новки, приведены в табл. 10-2.

б) ВЫБОР СХЕМЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДЫ

Качество питательной воды для паровых экранированных котлов, сжигающих высококалорийное топ­ ливо (мазут) при работе на давле­ нии 13 кгс/см2, должно отвечать нормам, приведенным в Указаниях:

для тепловых сетей с открытой сис­ темой теплоснабжения должно отве­ чать нормам: кислород <0,05 мг/л; карбонатная жесткость <0,7 мг-экв/л; взвешенные вещества < 5 мг-л; рН=7-т-8,5..При открытой системе теплоснабжения, кроме пе­ речисленных показателей, подпиточная вода должна также отвечать требованиям ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая».

Выбор схемы обработки воды для паровых котлов приводится по трем основным показателям: величине продувки котлов, относительйой ще­ лочности котловой воды и содержа­ нию углекислоты в паре. Сначала проверяется, допустима ли наибо­ лее простая схема обработки воды натрий-катионирования по этим по­

где S0.B— сухой остаток обработан­ ной воды, мг/л, определяемый в со­ ответствии, с указаниями, 'приведен­ ными в § 1-3, исходя из данного состава исходной воды при обработ­ ке ее по схеме натрий-катионирова- ния; (Хо.в— потери пара и конденса-

та или доля химически обработан­ ной воды в питательной; прини­ мается по табл. 10-1 и составляет 0,5 (или 50% паропроизводительности котельной); 5К.В— сухой оста­ ток котловой воды для котлов ДКВр-20-13, оборудованных устрой­ ством для двухступенчатого испаре­ ния и выносными циклонами; по данным Бийского котельного завода составляет 10000 мг/л.

Как видно из расчета, величина продувки не превышает допустимых 10%, по этому показателю схему обработки воды путем натрий-ка- тионирования можно применить.

в атм о сф ер у .

40.9*100

3 4 % ,

1060

где Щ0.п— щелочность воды, обра­ ботанной по схеме натрий-катиони-

тельной щелочности (34%) в соот­ ветствии с нормами схему обработ­ ки воды путем натрий-катионирова- ния можно применить с дозировкой нитратов в химически обработанную воду. Содержание углекислоты в па­ ре при деаэрации химически обра­ ботанной воды в термическом барботажном деаэраторе определяем по формуле (4-4):

С02 = 22Щ0.В*0'В(0,4 + 0,7) =

— 22-9-0,5-1,1 = 109 мг/кг,

где 22 — эквивалент СОг, мг; 0,4 — доля разложения NaHC03 в котле (60% разложилось в барботажном деаэраторе); 0,7 — доля разложения ЫагСОз в котле, работающем на давлении 13 кгс/см2.

По концентрации углекислоты, в паре (109 мг/кг) обязательно при­ менение схемы обработки воды со снижением содержания бикарбона­ тов (щелочности) в исходной воде. Это может быть достигнуто водо- род-катионированием с «голодной» регенерацией фильтров.

Проверяем правильность выбора схемы водород-катионирования с «голодной» регенерацией.

Продувка котлов при этом со­ ставит:

где 600 — сухой остаток воды, обра­ ботанной по схеме: водород-катио- нирование с «голодной» регенераци­ ей, декарбонизация, двухступенча­ тое натрйй-катионирование (см. §1-3), мг/л.

Относительная щелочность котло­ вой воды:

18. Расход вода на одну регенерацию натрий-катионитного фильт­ ра второй ступени с учетом использования отмывочных вод на взрых­ ляющую промывку, м3 [см. формулу (5-23)]

Qc.e = Qp.p + Qoi

19,8То же в среднем за сутки, м3/сут: Qc.H%aH

Hamрий-катионитные фильтры первой ступени

20. Производительность^ фильтров (без учета незначительного ча­ сового расхода вода на отмывку фильтра второй ступени катиониро­ вания) QNaI, м3/ч

21.Диаметр фильтра, мм

22.Количество работающих фильтров а, шт.

23.Количество резервных фильтров общих со второй ступенью катионирования, шт.

24.Характеристика фильтра (см. пп. 2—5 настоящей таблицы)

25.Общая жесткость вода, поступающей на фильтры первой ступени после водород-катионирования с „голодной* регенерацией, мг-экв/л

Ж%Л = Ж о — Ж к + Ж%* — 10,0—9,0+0,7

26.Жесткость фильтрата после первой ступени катионирования,

мг-экв/л

27.Нормальная скорость фильтрования, м/ч, при работе всех ра­

бочих фильтров [см. формулу (5-11)] g

^Nal

“,а _ Ы а

28. Максимальная скорость фильтрования, м/ч, при регенерации одного из фильтров [см. формулу (5-12) ]

^29. Число’рэгенарадий каждого фильтра, 1 раз/сут (см. формулу

^Ы а1Ж оа1-24

%а 1 =------ й р

^p N a l *2

30.Рабочая обменная способность, г/экв/м3, при удельном расхо­

де соли на регенерацию ^ = 150 г/г-экв, [см. формулу (5-15)]

£ PNaI = ^ N a r 5 0 0 - 0 , 5 ^ aI

31.Расход соли на одну регенерацию, кг [см. формулу (5-17)]

л* _ £ pNaI VKQC

‘1000

32.Расход крепкого (2оуЬ-ного) раствора соли на одну регенера­ цию, м3

п Qc-ioo ^н.р— 1000.1,2.26

33. Расход технической соли на регенерацию фильтров первой ступени, кг/сут [см. формулу (5-18)]

п л*100 УтС 93

38,6 38,6

1,9 2,3

2000 2000

22

11

>>1.7

0,1 0,1

8,2 10,3

16,5 20,6

0,7 0,9

185 185

215 215

0,69 0,69

324 416