5.1. Розрахунок пристроїв для зберігання солі та кислоти

При хімічній водо очистці необхідно передбачити склади реагентів і фільтруючих матеріалів, резервуари сирої та пом’якшеної води. Для солі, як правило, використовують мокре зберігання. Сухе зберігання солі допускають лише при добовій витраті її не менше за 0,5 т/доб.

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

= 1,5*∑G*( z + p ) / 1000 = 1,5*812,92*(30+10)/1000 = 48,78 ;

де ∑G – загальна витрата солі на добу на установці (при першому і другому ступеню);

∑G = 674,42 + 138,5 = 812,92 кг/доб.;

z – 30-добовий запас;

p – резерв, 10 днів;

Приймаємо 1 резервуар вмістом 50кожний, висотою 5 м і розмірами в плані 2х5м.

Розчин солі прокачують через фільтр (солерозчинювач) і він поступає у бак-мірник міцного 20%-вого розчину. Із мірника розчин ежекторами розбавляється дренажними насосами до 2…8% і подається на регенерацію фільтрів. Місткість мірника визначають, входячи із добової витрати солі на всю водо очистку (усі ступені фільтрів з урахуванням промивки другого ступеню в цю добу):

∑= 674,42+161,01= 835,43 кг;

Знаходимо об’єм розчину для регенерації катіоніту, :

= = 835,43*100/(1000*20*1,197*1) = 3,5;

де b – концентрація розчину, приймаємо b = 20%;

ρ – щільність розчину, ρ = 1,197 т/;

m – кількість мірників, приймаємо m =1 шт.;

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

Час роботи кожного фільтру (солерозчинювача) на добу, приймаємо t = 3 год. Тоді витрата розчину за 1 год. на фільтрі:

= /t = 3,5/3 = 1,17 /год.;

Площа фільтру:

= /V = 1,17/5 = 0,234 ;

де V – розрахункова швидкість, приймаємо V = 5 м/год.;

Виходячи з розрахунків у якості фільтру можна прийняти солерозчинювач діаметром 800 мм.

Регенерацію воденькатіонових фільтрів проводять 1,0…1,5% розчином сірчаної кислоти. Звідси вміст баку для регенераційного розчину:

= = 688,5*100/1000*1,5 = 45,9;

де – концентрація розчину сірчаної кислоти,= 1,5%;

Приймаємо два таких бака, обладнаних пристроями для барботажування стислим повітрям.

Місткість баку для зберігання сірчаної кислоти:

= = = (140*24*11,265*120*25*100)/(1000*1000*96*1,83) = 64,64;

де - корисна витрата води, що подається на воденькатіонові фільтри;

–загальна жорсткість вихідної води;

–питома витрата кислоти для регенерації катіоніту, г/г-екв.;

m – кількість днів, на які розраховується запас кислоти, приймаємо m = 25;

–концентрація кислоти, = 96%;

–питома вага 96% кислоти, = 1,83 т/;

Сірчана кислота привозиться залізничним транспортом, тому значення, яке отримали повинно бути кратним місткості залізничної цистерни. Вантажопідйомність цистерни 50 т, тому її місткість 50/1,83 = 27,32.

Приймаємо 2 баки-цистерни місткістю по 28 (діаметр 3 м і довжина кожного 4 м) і один – 14(діаметр 2 м і довжина 4,5 м).

Далі розраховуємо бак-мірник для концентрованої сірчаної кислоти:

= = = (28,4*1,5*550*0,75*120*100)/(1000*1000*96*1,83) = 1,2;

Приймаємо бак-мірник діаметром 1 м і висотою 1,6 м.

Фактичний об’єм бака мірника:

= *π*/ 4 = 1,6*3,14*/4 = 1,256;

2. Розрахунок пристроїв для зберігання сипучих фільтруючих матеріалів

Розрахунок антрациту згідно нормі приймаємо 10% від його добового об’єму. За розрахунками необхідно встановити 3 освітлювальних фільтра площею 7,1 і висотою завантаження 1 м. Тому об’єм завантаження освітлювальних фільтрів буде:

= **= 7,1*1*3 = 21,3;

Необхідна щорічна добавка антрациту:

= *0,1 = 21,3*0,1 = 2,13;

При висоті завантаження 1 м площу сховища приймаємо 3 .

Місткість сховища для зберігання сульфовугля розраховують, виходячи із необхідної підпитки в перший рік 20% и потім 12% щорічно, з урахуванням добового об’єму катіоніту.

Розрахунок сховища слід робити, виходячи з річного запасу на кожен рік:

= (∑+∑)*0,2 = (63,585+4,71)*0,2 = 13,66;

де ∑=**= 5*1,8*3,14*/4 = 63,585;

∑= **= 4*1,5*3,14*/4 = 4,71;

Приймаємо завантаження на складі висотою 1,5 м і площею 15 . Сумарна площа складів буде 18. Склад необхідно компонувати в загальному плані із складом антрациту.

2. Запасні резервуари для сирої та зм’якшеної води

Для сирої води необхідно передбачити резервуар, виходячи з 6-годинного запасу, 2 резервуари – з урахуванням ремонту та чистки.

Необхідна місткість резервуарів:

= *6 = 140*6 = 840 ;

Приймаємо 2 круглих залізобетонних резервуари місткістю 429,77 , діаметром 12 м і глибиною 3,8 м кожен.

Запасні резервуари пом’якшеної води приймаємо рівними резервуарам сирої води.

2. Обладнання для розпушуючого промивання

При використанні двохступеневої натрійкатіонової установки з освітлюючи ми фільтрами місткість баків розраховується за формулою:

∑V = +;

де ∑V – загальна місткість баків, ;

, – місткість освітлюючих і катіонових баків відповідно,;

Промивка, що розпушує для освітлюючих та натрійкатіонових фільтрів можна проводити із загальних баків (кількість баків – 2 з урахуванням прочистки та ремонту):

∑V = + ++;

де , а – коефіцієнт запасу відповідно для освітлюючих і катіонових фільтрів,= 2, а = 1,3;

, ,,–площа освітлюючих, воденькатіонових, натрійкатіонових фільтрів першого та другого ступеню відповідно,;

, ,,– час промивки освітлюючих, воденькатіонових, натрійкатіонових фільтрів першого та другого ступеню відповідно, хв.;

, ,,– інтенсивність промивки освітлюючих, воденькатіонових, натрійкатіонових фільтрів першого та другого ступеню відповідно, л/(с*);

∑V = (2*7,1*60*15*12)/(2*1000) + (1,3*7,1*60*20*4)/(2*1000) +

+ (1,3*7,1*60*20*4)/(2*1000) + (1,3*0,78*60*20*4)/(2*1000) =

= 76,68 + 22,152 + 22,152 + 2,4336 = 123,4 ;

Приймаємо два баки діаметром 6 м і висотою 4,4 м кожен.

2. Розрахунок годинної продуктивності роботи насосів для розпушування катіоніту

Необхідна годинна витрата води для освітлюючих фільтрів:

= *3600*/1000 = 12*3600*7,1/1000 = 306,72 /год.;

Час промивки фільтру 12 хв., число промивок кожного фільтру – 2, кількість фільтрів – 3 шт.

Таким чином, час роботи насосу на добу:

= (**)/60 = (15*3*2)/60 = 1,5 год./доб.;

Потрібний напір приймаємо 12 м.

Для натрійкатіонових фільтрів розрахунок ведеться по першій ступені, так як друга ступінь промивається один раз у 5 діб.

Необхідна годинна витрата води для натрій катіонові фільтри:

= *3600*/1000 = 4*3600*7,1/1000 = 102,24/год.;

Час промивки фільтру 20 хв., число промивок кожного фільтру – 2, кількість фільтрів – 5 шт. З урахуванням промивки одного фільтру другого ступеню час роботи насоса на добу буде:

= (**)/60 +/60 = 20*5*2/60 + 20/60 = 3,66 год./доб.;

Потрібний напір приймаємо 28 м.

Необхідна годинна витрата води для воденькатіонових фільтрів:

= *3600*/1000 = 4*3600*7,1/1000 = 102,24/год.;

Час промивки фільтру 20 хв., число промивок кожного фільтру – 2, кількість фільтрів – 4 шт.

Таким чином, час роботи насосу на добу:

= (**)/60 = 20*4*2/60 = 2,67 год./доб.;

Потрібний напір приймаємо 20 м.

6. РОЗРАХУНОК ВАРТОСТІ ПОМ’ЯКШЕННЯ ВОДИ

Продуктивність установки – 140 /год., в рік при 8760 год. роботи – 1226400/рік.

Капітальні затрати: 140*18000 = 2520000 грн.;

Експлуатаційні затрати:

• Витрати на амортизацію: 2520000*0,07 = 176400 грн.;

• Поточний ремонт: 2520000*0,03 = 75600 грн.;

• Заробітна плата персоналу: 23*24000 = 552000 грн.;

Витрати на реагенти та фільтруючі матеріали.

Соль поварена:

(∑+ ∑)**365 = 4,94*84,96*365 = 153068 грн.;

Сульфовугілля:

**= 9,54*0,7*2148 = 14348,2 грн.;

Антрацит:

**= 2,12*0,8*840 = 1427,14 грн.;

Кислота:

∑**365 = 1,45*336*365 = 177886 грн.;

Всього вартість реагентів: 346730 грн.

Вартість сирої води з урахуванням власних потреб:

**= 168*8760*12 = 176602 грн.;

Вартість електроенергії приймається за постійним обладнанням чи виходячи з (ККД приймається рівним 0,81):

• Подача сирої води – 168 /год.; напір – 30 м;

• Подача зм’якшеної води – 140 /год.; напір – 30 м;

Тоді загальна витрата електроенергії за рік буде:

Е = (168*30 + 140*30)*8760/(0,81*3,6*102) = 272137,5 кВт*год.;

Загальна річна вартість електроенергії:

= Е*0,17 = 272137,5*0,17 = 46263,4 грн.;

Усі розрахунки зводимо до таблиці 2.

Таблиця 2. Вартість витрат

№	Витрати, грн./рік	Сума
1.	Амортизація	176400
2.	Поточний ремонт	75600
3.	Заробитна плата	552000
4.	Затрати на реагенти та фільтруючіматеріали	346730
5.	Вартістьсирої води	176602
6.	Вартістьелектроенергії	46263,4
Всього (закруглено)		1373595
Невраховуючівитрати (10%)		137360
Всього:		1510955

Собівартість 1 пом’якшеної води:

1510955/(140*8760) = 1,23 грн.

Список використаної літератури

1. ДБН В.2.5-74: 2013. Водопостачання. Зовнішні мережі та споруди. Основні положення проектування. – К.:Укрархбудінформ, 2013. – 172 с.

2. Водопостачання промислових підприємств. Методичні вказівки до виконання курсового проекту, практичних занять та самостійної роботи для студентів спеціальності «Водопостачання та водовідведення» / Уклад.: Сокольник В.І., Чиганов С.Л., Смирнов Ю.О. – Запоріжжя: Видавництво ЗДІА, 2008. – 79 с.

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

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

5. Кульский Л.А. Теоретическиеосновы и технологиякондиционированияводы. – Киев: Наук. Думка, 1980. – 559 с.

6. Касаткин А.Г. Основныепроцессы и аппаратыхимической технологи. – М.: Госхимиздат, 1950. – 280 с.

РЕФЕРАТ

Стор. , табл. , бібл.

В даному курсовому проекті запроектовані споруди для пом’якшення води, яка використовується на промисловому підприємстві. Зроблені розрахунки напірних фільтрів, воденькатіонових фільтрів, натрійкатіонових фільтрів першого та другого ступеню, дегазаторів та допоміжних споруда та обладнання.

ФІЛЬТР, РОЗРАХУНОК, ОБЛАДНАННЯ, ДЕГАЗАТОР, ВИТРАТА, НАПІР, СХЕМА, НАТРІЙ, ВОДЕНЬ, СПОРУДА

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………….

1. Перевірка аналізу вихідної води……………………………………….......

2. Розрахунок напірних фільтрів………………………………………….......

3. Розрахунок воденьнатрійкатіонових фільтрів…………………………….

   1. Розрахунок воденькатіонових фільтрів……………………….........

   2. Розрахунок витрати води на власні потреби воденькатіонових фільтрів……………………………………………………………….

   3. Розрахунок натрійкатіонових фільтрів…………………………......

      1. Розрахунок натрійкатіонових фільтрів першого ступеня……...

      2. Розрахунок витрати води на власні потреби натрійкатіонових фільтрів першого ступеня………………………………………...

      3. Розрахунок натрійкатіонових фільтрів другого ступеня……….

      4. Розрахунок витрати води на власні потреби натрійкатіонових фільтрів другого ступеня………………………………………….

4. Розрахунок дегазатора………………………………………………………

5. Розрахунок допоміжних споруд та обладнання при очистці іонним методом………………………………………………………………………

   1. Розрахунок пристроїв для зберігання солі та кислоти…………….

   2. Розрахунок пристроїв для зберігання сипучих фільтруючих матеріалів……………………………………………………………..

   3. Запасні резервуари для сирої та зм’якшеної води…………………

   4. Обладнання для розпушуючого промивання………………………

   5. Розрахунок годинної продуктивності роботи насосів для розпушування катіоніту………………………………………………

6. Розрахунок вартості пом’якшення води……………………………………

Список використаної літератури……………………………………………….