10.5. Расчет обессоливающей установки с блочным включением фильтров (расчет «цепочек»)

Задание. Рассчитать технологическую схему двухступенчатого обессоливания с предварительным известкованием и коагуляцией производительностью 330 м³/ч. Источник водоснабжения – р. Клязьма.

Особые условия и рекомендации

При данном расчете применена упрощенная методика с использованием показателей, приведенных в рекомендованной литературе.

В отличие от расчетной схемы в данном примере декарбонизатор с баком декарбонизованной воды устанавливается перед Н-катионитным фильтром 2-й ступени, на 1-й ступени катионирования предусматривается как возможный вариант включения последовательно двух Н-катионитных фильтров с загрузкой их сульфоуглем и катионитом КУ-2 (при ).

В дополнение к методическим указаниям по расчету схем обессоливания следует отметить некоторые специфические допущения, положенные в основу расчета «цепочек».

1. Расчет объемов загрузки фильтров «цепочки» проводят, предполагая, что в первую очередь истощается фильтр А₁.

2. Расчет начинают с первого по ходу воды фильтра, в связи с чем продолжительность работы последующих фильтров в дальнейшем принимают с коэффициентом запаса в пределах от 1,1 до 1,5 в зависимости от качества исходной воды. В процессе расчета коэффициент запаса уточняется и при необходимости расчет корректируется.

3. При заданной скорости фильтрования порядка 25 м/ч производительность «цепочек» на основе стандартного ряда фильтров диаметром 1; 1,5; 2; 2,6; 3 и 3,4 м принимают равной соответственно 20; 45; 80; 130; 175 и 225 м³/ч.

4. Для проведения ремонтов оборудования предусматривают резервные «цепочки», не загруженные ионообменными материалами.

5. Все операции по регенерации «цепочки» проводятся автоматически в соответствии с программой регенерации, при составлении которой учитывается следующее:

- взрыхление фильтров проводится поочередно, начиная с А₂, водой, прошедшей «цепочку» предыдущих фильтров;

- регенерационные растворы кислот, приготовленные на осветленной воде, и щелочи, приготовленные на обессоленной воде, поступают двумя параллельными потоками соответственно на фильтры Для приготовления регенерационных растворов используются насосы-дозаторы;

- отмывка фильтров проводится по трассе регенерации;

- доотмывка фильтров осуществляется вначале для каждого фильтра и заканчивается рециркуляцией декарбонизованной воды через всю «цепочку» в обвод декарбонизатора с помощью насосов декарбонизованной воды.

Расчет н-катионитных фильтров 1-й ступени ( )

1. Исходя из общей производительности ВПУ, единичную производительность «цепочки» выбираем равной 175 м³/ч на основе фильтров диаметром 3 м. Высота слоя загрузки в Н-фильтрах 1-й ступени принята равной 2,5 м, объем загрузки составляет 17,7 м³. Фильтрующий материал в фильтре – сульфоуголь, – катионит КУ-2.

2. Количество воды, которое может быть обработано в первом корпусе до проскока жесткости при моль/дм³: = 17,7·350/2 = 3100 м³.

3. Количество ионита КУ-2, необходимое для поглощения натрия из 3100 м³ воды во втором корпусе при моль/дм³: 3100·1,08/400 = 8,4 м³.

4. Остальное количество катионита КУ-2 в фильтре Н₁, т.е. 17,7 – 8,4 = 9,3 м³, может быть использовано условно до проскока натрия. Принимая, что рабочая емкость КУ-2 по натрию в 2,1 раза меньше, чем по жесткости, определяем количество воды, которое фильтр Н₁ может пропустить дополнительно при = 800 моль/дм³: 9,3·800/(2 + 2,1·1,08) = 1750 м³.

5. Общее количество воды, которое могут пропустить оба корпуса i-й ступени за фильтроцикл, составит 3100 + 1750 = 4850 м³.

6. Коэффициент запаса, учитывающий расход воды на собственные нужды, принимаем равным 1,1.