Розрахунок барометричного конденсатора

Витрата води в конденсаторі

G_в = = 16 кг/с.

Діаметр барометричного конденсатора

d_б.к = = 0,2 м.

По нормалях НИИХИММАШа підбираємо конденсатор діаметром, що дорівнює розрахунковому або найближчому більшому. У цьому випадку можна прийняти d_б.к = 600 мм.

Швидкість води в барометричній трубі

v_в = = 0.235 м/с.

Висота барометричної труби

Н_б._т = =

= = 9,4 м,

де В = 8,7´10⁴ – 1,1´10⁴ = 8,7´10⁴ Па.

4. РОЗРАХУНОК ДОПОМІЖНИХ СПОРУД І УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ВОДИ ІОННИМ ОБМІНОМ

При очищенні води іонним обміном необхідно передбачити склади реагентів і фільтруючих матеріалів, резервуари сирої і зм'якшеної води, насоси та ємності для приготування регенераційних розчинів і мокрого зберігання солі, баки води для розпушення катіоніту, фільтри для сольових розчинів.

4.1. Розрахунок пристроїв для зберігання солі і кислоти

Для солі, як правило, застосовують мокре зберігання. Сухе зберігання солі допускають лише при добовій витраті її не менш 0,5 т/доб.

Для мокрого зберігання застосовують залізобетонні ємності. Місткість резервуарів для зберігання солі необхідно підбирати, виходячи з 30 – добового запасу з урахуванням залишку на 10 днів. Місткість резервуарів для мокрого зберігання повинна прийматися з розрахунку 1,5 м³ на 1 т солі. Таким чином, загальний об'єм резервуарів, м³:

де - загальна витрата солі в добу на установці (для першого й другого ступеня);

- запас; - резерв.

Приймаємо три резервуари місткістю 140 м³ кожний висотою 2,5 м і розмірами 11,2х5 м.

Розчин солі прокачують через фільтр (солерозчинювач), і він надходить у мірник (або в бак) міцного 20% – ного розчину. З мірника розчин ежекторами розбавляється до 2…8% і подається на регенерацію фільтрів. Місткість мірника визначають, виходячи з добової витрати солі на все водоочищення (обидва ступені фільтрів з урахуванням промивання другого ступеня в цю добу);

Далі знаходимо об'єм розчину для регенерації, м³:

,

де - концентрація розчину, %;

- щільність розчину;

- кількість мірников.

Приймаємо бак-мірник діаметром 2,5 м, робочою висотою 2,3 м і загальною висотою 2,5 м.

Час роботи кожного фільтра (солерозчинювача) у добу приймаємо 3 год. Тоді витрата розчину в 1 год на фільтрі

;

площа фільтра

,

де - об'єм розчину в годину;

- розрахункова швидкість.

Виходячи з розрахунків як фільтр можна прийняти стандартний солерозчинювач діаметром 1000 мм.

Регенерацію водень-катіонітових фільтрів виконують 1,0...1,5%-ним розчином сірчаної кислоти. Звідси місткість бака для регенераційного розчину

.

Приймаємо два таких баки, обладнаних пристроями для барботування стисненим повітрям.

Місткість бака для зберігання сірчаної кислоти

де - питома витрата кислоти на регенерацію, г/ г-екв;

- число днів, на які передбачається запас кислоти;

- концентрація кислоти;

- питома вага 100%-ний кислоти.

Сірчана кислота доставляється залізничним транспортом, тому отримане значення повинне бути кратне місткості залізничної цистерни. Вантажопідйомність цистерни 50 т., отже, її місткість дорівнює 50:1,83=27,4м³.

Приймаємо два баки-цистерни місткістю по 15 м³ (діаметр і довжина кожного 5,8 м).

Далі розраховуємо бак-мірник для концентрованої сірчаної кислоти:

Приймаємо бак-мірник діаметром 0,5 м і висотою 1,5 м.

4.2. Розрахунок пристроїв для зберігання сипучих
фільтруючих матеріалів

Витрату антрациту відповідно до норми приймаємо 10% його добового об'єму. З розрахунку необхідно встановити 5 прояснювальних фільтрів площею 7,1 м² і висотою завантаження 1,0 м. виходить, об'єм завантаження цих фільтрів

необхідна щорічна добавка антрациту

.

При висоті завантаження 1,0 м площа складу дорівнює 4 м².

Місткість складу для зберігання сульфовугілля розраховують, виходячи з необхідності підживлення в перший рік 20% і потім 12% щорічно, з урахуванням добового об'єму.

Розрахунок складу слід робити, виходячи з річного запасу:

Приймаємо засипання в складі висотою 1,5 м і площею 15 м². Загальна площа складів становить 20 м². Склад необхідно компонувати в загальному плані зі складом антрациту.

4.3. Запасні резервуари для сирої і зм'якшеної води

Для сирої води слід передбачати резервуар, виходячи з 6-годинного запасу, два резервуари - з урахуванням ремонту та чищення.

Необхідна місткість резервуарів

Приймаємо два круглих залізобетонних резервуари місткістю 500 м³, діаметром 10 м і глибиною 4,5 м кожного.

Запасні резервуари зм'якшеної води приймаємо однаковими з резервуарами сирої води.

4.4. Устаткування для розпушення

При застосуванні двоступінчастої натрій-катіонітової установки з прояснювальними фільтрами місткість баків розраховуємо по формулі

,

де - загальна місткість баків, м³;

, - місткість відповідно прояснювальних і катіонітових баків, м³.

Розпушення для прояснювальних і натрій-катіонітових фільтрів можна робити із загальних баків (кількість баків - два з урахуванням чищення й ремонту):

де і - коефіцієнт запасу відповідно для прояснювальних і натрій-катіонітових фільтрів;

, , - площа прояснювальних, натрій-катіонітових фільтрів першого й другого ступеня відповідно, хв;

, , - інтенсивність промивання прояснювальних, натрій-катіонітових фільтра першого і другого ступеня відповідно, .

Приймаємо два баки діаметром 4 м і висотою 4,5 м кожний.

Місткість бака для розпушення у випадку водень-натрій-катіонування розраховуємо аналогічно.

4.5. Розрахунок годинної продуктивності роботи насосів
для розпушення катіоніта

Необхідна годинна витрата води для прояснювальних фільтрів

Тривалість промивання фільтра 15 хв, число промивань кожного фільтра- 2, кількість фільтрів - 5.

Таким чином, насос працює у добу

Потрібний напір визначаємо згідно [3], у даному прикладі приймаємо 15м.

Для катіонітових фільтрів розрахунок виконують по першому ступені, тому що другий ступінь промивається один раз у п'ять діб.

Годинна витрата

Промивання кожного фільтра виконується 3 рази в добу протягом 15 хв. З урахуванням промивання одного фільтра другого ступеня загальне число промивань 3·3+1 = 10. Значить, насос працюватиме на добу

без фільтра другого ступеня насос буде працювати

Потрібний напір визначають по [3]. У розглянутому прикладі приймаємо 17 м.

5. ГРАФІЧНА ЧАСТИНА ПРОЕКТУ

Графічний матеріал (1,0 ÷ 1,5 листа) повинен містити план і необхідні розрізи (за узгодженням з викладачем) станції підготовки води в масштабі
М 1:100 (1:200), технологічну тему станції підготовки води, робоче креслення одного з основних апаратів або споруд станції підготовки води, М 1:50 (1:100).

ЛІТЕРАТУРА

 

1. СНиП П-31-74. – М.: Стройиздат, 1978. – 309 с.

2. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. – М.: Стройиздат, 1971. – 302 с.

3. Кастальский А.А., Минц Д.М. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. М.: Высшая школа, 1962.

4. Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. М.: Госстройиздат, 1971.

5. Кульский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. – Киев: Наук. Думка, 1980.. – 559 с., с ил.

6. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты в химической технологии. – М.: Химия, 1983. – 271 с.

7. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.– М.: Госхимиздат, 1950. – 280 с.

8. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1981. – 559 с.

 

Підписано до друку

Формат Папір друкований №

Умовн.друк.стор. Тираж прим.

Замовлення %

 

Віддруковано видавництвом

Запорізької державної інженерної академії

з оригінал-макета автора

69006, м. Запоріжжя, пр. Леніна, 226, РВО ЗДІА

тел.601-240