10.3. Расчет декарбонизатора с насадкой из колец Рашига

Исходными данными при проектировании декарбонизатора являются производительность, определяемая местом включения декарбонизатора в схему ВПУ, концентрация CO₂ на входе и выходе из декарбонизатора, температура обрабатываемой воды.

1. Концентрация СО₂ на входе в декарбонизатор для схем в отсутствие известкования определяется по соотношению

где Щ_б – щелочность бикарбонатная после предочистки.

2. Концентрация СО₂ на входе в декарбонизатор в схемах предочистки с рН ≈ 10,2 рассчитывается с учетом удаления СО₂ исходной воды при известковании и остаточных бикарбонатной и карбонатной щелочностей и соответствующих мольных масс и эквивалентов по следующей формуле:

3. Количество СО₂, удаленного в декарбонизаторе:

4. Необходимая площадь десорбции при температуре 30 °С [с учетом коэффициента десорбции К_ж = 0,50 м³/(м²·ч); средней движущей силы десорбции определяемых в справочной литературе]:

5. Площадь требуемой поверхности насадки

6. Объем насадки при удельной поверхности колец Рашига f_кр = 206 м²/м³.

7. Площадь поперечного сечения декарбонизатора при плотности орошения δ = 60 м³/(м²·ч)

.

8. Диаметр декарбонизатора

9. Высота насадки колец Рашига

10. Расход воздуха на декарбонизацию воды

.

11. Аэродинамическое сопротивление декарбонизатора

.

10.4. Расчет фильтров смешанного действия (фсд)

Как известно, ФСД с внутренней регенерацией устанавливаются в схеме автономных обессоливающих установок загрязненных станционных дренажей и в некоторых схемах доочистки воды и конденсатов.

ФСД с выносной регенерацией применяются, как правило, для обессоливания турбинных конденсатов, что определяет производительность соответствующих фильтров.

Расчет ФСД с внутренней регенерацией производительностью Q=150 м³/ч

1. Требуемая площадь фильтрования при скорости фильтрования ω = 50 м/ч

2. Выбираем из номенклатуры оборудования ВПУ стандартный фильтр ФСД‑2,0-6, f = 3,14 м², высотой слоя 1200 мм при соотношении К:A = 1:1.

3. Длительность фильтроцикла ФСД с учетом регенерируемости шихты после пропуска 10⁴ м³ смеси ионитов

4. Суточное число регенераций фильтра

5. Расход 100-процентной H₂SО₄ на регенерацию (b_к = 70 кг/м³)

6. Суточный расход 100-процентной H₂SО₄ на регенерацию

7. Расход 100-процентного NaOH на регенерацию (b_щ = 100 кг/м³)

8. Суточный расход 100-процентного NaOH на регенерацию

9. Расход воды на разделение смешанной шихты (ω_разд = 10 м/ч; τ_разд = 25 мин)

10. Объем воды на установление встречных потоков воды до начала регенерации (ω_в.п = 5 м/ч; τ_в.п = 10 мин)

11. Расход воды на приготовление 3-процентной H₂SО₄

12. Расход воды на приготовление 4-процентного NaOH

13. Расход воды на раздельную одновременную отмывку катионита и анионита встречными потоками (ω_р.о = 5 м/ч; τ_р.о = 60 мин)

14. Расход воды на доотмывку смешанной шихты после перемешивания ее воздухом (

15. Суммарный расход воды на собственные нужды ФСД

16. Часовой расход воды на собственные нужды ФСД

17. Время пропуска регенерационного раствора кислоты (ω_к = 5 м/ч)

18. Время пропуска регенерационного раствора щелочи (ω_щ = 5 м/ч)

19. Время доотмывки смешанной шихты (ω_до = 10 м/ч)

20. Суммарное время регенерации ФСД с учетом времени перемешивания шихты воздухом (τ_пер = 30 мин) и затрат времени на неучтенные операции (τ_неучт = 30 мин)

21. Объем набухших катионита и анионита в фильтрах

22. Объем каждого ионита в воздушно-сухом состоянии

23. Количество воздушно-сухих ионитов, загруженных в фильтры

т/м³; т/м³);

24. Расход катионита и анионита за первый год эксплуатации при температуре до 40 °С (потеря катионита составляет 15 %, анионита 10 %)

25. Расход катионита и анионита в каждый последующий год (потеря катионита составляет 10 %, анионита 5 %)

26. Полное количество катионита КУ-2 (срок службы катионита 5 лет), которое надо заготовить для работы ФСД в течение 5 лет

.

27. Полное количество анионита АВ-17 (срок службы анионита 8 лет), которое надо заготовить для работы ФСД в течение 8 лет:

.

Расчет ФСД с внешней регенерацией

1. Выбор количества и типа рабочих ФСД, а также фильтров – регенераторов катионита, анионита, и фильтров готовой смеси (ФРК, ФРА, ФГС) производится в соответствии с положениями, приведенными в рекомендованной литературе.

2. Расчет длительности фильтроцикла ФСД можно осуществлять с учетом объемов катионита и анионита в смеси, значений их рабочих емкостей и концентраций загрязняющих примесей в турбинном конденсате, определяемых величиной присоса в конденсаторе и показателями качества охлаждающей воды.

3. Расход реагентов и воды собственных нужд при внешней регенерации определяют по методике, аналогичной применительно к ФСД с внутренней регенерацией. Дополнительные расчеты связаны с определением следующих показателей, специфичных для внешней регенерации шихты.

4. Расход воды в кубических метрах на гидроперегрузку шихты из ФСД в ФРК (ω_гп = 12,5 м/ч; τ_гп = 0,5 ч).

5. Расход воды в кубических метрах на гидроперегрузку анионита из ФРК в ФРА (ω_{гп. а} = 15 м/ч; τ_{гп. а} = 0,25 ч).

6. Расход воды в кубических метрах на гидроперегрузку катионита из ФРК в ФГС (ω_{гп. к} = 15 м/ч; τ_{гп. к} = 0,33 ч).

7. Расход воды в кубических метрах на гидроперегрузку регенерированного анионита из ФРА в ФГС ( = 15 м/ч; = 0,33 ч).

8. Расход воды в кубических метрах на окончательную гидроперегрузку смешанной шихты из ФГС в рабочий ФСД ( = 12,5 м/ч; = 0,5 ч).