3. Устройство для удаления из воды углекислоты (дегазатор)

Удаление двуокиси углерода из водород-катионированной воды или из смеси водород-натрий-катионированной воды надлежит предусматривать в дегазаторе с насадкой из колец Рашига кислотоупорных керамических.

Определяется содержание свободной двуокиси углерода(СО₂)_св, г/м³, в подаваемой на дегазатор воде, по формуле:

(СО₂)_св = (СО₂)_о + 44 Щ_о = 74 +44*2,4 =179,6 г/м³

где (СО₂)_о — содержание свободной двуокиси углерода в исходной воде, г/м³;

Щ_о — щелочность исходной воды, г-экв/м³.

Высота слоя насадки h_н необходимая для снижения содержания двуокиси углерода в катионированной воде принимается равной 5,5 м.

Площадь поперечного сечения дегазатора определяется исходя из плотности орошения при керамической насадке 60 м³/ч на 1 м² площади дегазатора, м²:

F_Д = q_пол /_орош = 135,8/60=2,26 м²,

где q_пол – полезная производительность водород-натрий-катионитной установки, м³/ч;

_орош – плотность орошения, 60 м³/ч на 1м².

Определяется объем слоя насадки, м³:

V_H = F_Д*h_H = 2,26*5,5 = 12 ,43 м³.

Определяется диаметр дегазатора, м:

D_Д = (4*F_Д /)^0,5 = (4*12,43/3,14)^0,5 = 4 м.

Характеристики насадки из колец Рашига:

Размеры элемента насадки 25*25*4 мм;

Количество элементов в 1 м³ – 55000;

Удельная поверхность насадки 204 м²/м³;

Вес насадки 532 кг/м³.

Вентилятор дегазатора должен обеспечивать подачу 15 м³ воздуха на 1 м³ воды, тогда производительность вентилятора будет равна, м³/ч:

Q_вент = q_пол*15 = 135,8*15 = 2037 м³/ч.

Напор, развиваемый вентилятором, определяется с учетом сопротивления керамической насадки, равного 30 мм вод.ст. на 1 м высоты слоя насадки. Прочие сопротивления следует принимать равными 30..40 мм вод.ст.:

Н_вент = h*S_H +S_пр =5,5*30+40=205 мм,

где S_н – сопротивление насадки, 30 мм;

S_пр – прочие сопротивления, 40 мм.

5. Определение расходов воды на технологические нужды станции

Расход воды на технологические нужды станции слагается из потребления воды на следующие технологические процессы:

взрыхление катионита в фильтрах перед регенерацией Q₁;

приготовление регенерационных растворов кислоты и соли Q₂;

отмывку катионита после регенерации Q₃.

На эти цели используют неумягченную воду, общий расход которой составляет, м³/сут:

Q = Q1 + Q2 + Q3 =296,4+105+494 = 895,4 м³/сут.

Расход воды на взрыхление катионита в фильтрах перед регенерацией, м³/сут:

Q₁ = W_взр*(f_H *n_H *n^H_p +f_Na*n_Na *n^Na_p )*t_взр *60 / 1000= =4*(5,31*2*2+7,07*2*2)*25*60/1000=297,1 м³/сут.

Расход воды на приготовление регенерационных растворов кислоты и соли складывается из потребления воды на ряд процессов.

Приготовление 1%-ного регенерационного раствора серной кислоты, м³/сут:

q_1%р.р. = Р_Н*100% / (1%*1000) = 249,4*100/1000 = 24,94 м³/сут.

Растворение соли в резервуарах мокрого хранения до 26%-ной концентрации, м³/сут:

q_26%Na = Р_Na*100% / (26%*1000) =660,7*100/(26*1000) = 2,54 м³/сут.

Приготовление 8%-ного регенерационного раствора соли, м³/сут:

q_8%р.р. = q_26%Na *26% / 8% = 2,54*26/8 = 8,26 м³/сут.

Таким образом, расход воды Q₂ составит, м³/сут:

Q₂ = n_H *n^H_p *q_1%р.р. + n_Na *n^Na_p (q_26%Na + q_8%р.р.) = 2*2*24,94 + 2*2*(2,54+8,26) =143 м³/сут.

Расход воды на отмывку катионита после регенерации, м³/сут:

Q₃=W_отм*(f_H*Н_к*n^H*n^H_p+f_Na*Н_кn_Na*n^Na_p)=5*(5,31*2*2*2+7,07*2,5*2*2)=565,9 м³/сут

где W_отм – удельный расход отмывочной воды, 5 м³ на 1 м³ катионита.

В целях экономии воды рекомендуется первую половину отмывочной воды сбрасывать в канализацию, вторую направлять в бак для взрыхления катионита.

Q_собст= Q₁+Q₂+Q₃=297,1+143+565,9=1006 м³/сут.

q_собств= Q_собст/(24*3,6)=1006/(24*3,6)=11,64 л/с.