1.3.Обоснование метода и схемы подготовки воды на тэц. Выбор схемы.

Выбор метода обработки воды осуществляется по сумме анионов сильных кислот. На проектируемой станции:

, значит выбираем метод ионного обмена.

При выборе конкретной схемы обессоливания принимают во внимание тип котла и качества исходной воды.

На станции планируется установить котлы барабанного типа: 4×E-500-13,8.

Так как , то выбираем схему двухступенчатого обессоливания:

Фильтры

Так как источник водоснабжения – поверхностная вода, то перед схемой обессоливания вода проходит предочистку. После предочистки поток воды разделяется на два. Один направляется в схему обессоливания для подготовки подпиточной воды котлов. Второй поток идет в схему умягчения, где готовится вода для подпитки тепловых сетей. Фильтры Н1 и Н2 загружаются универсальным катионитом. В фильтры А1загружается низкоосновный анионит, а в А2- высокоосновный анионит.

Первая ступень обессоливания служит для удаления основной массы истинно растворенных примесей. На фильтрах катионы удаляются в кол-ве:

.

Удаление катионов на данном фильтре протекает по реакциям:

На фильтре происходит удаления анионов сильных кислот в количестве:

Где в расчетах принимаем

Удаление анионов сильных кислот происходит по следующим реакциям:

В декарбонизаторе происходит удаление свободной угольной кмслоты:

:

∑

На второй ступени обессоливания происходит тщательная очистка воды от ионных примесей. Фильтр Н2 удаляет оставшиеся катионы Са, Mg, Na в количестве 0.25 . Фильтр А2 служит для удаления из воды анионов слабых кислот в количестве:

По следующим реакциям:

После 2-ух ступеней обессоливания вода имеет следующие качества:

-солесодержание не более 0.2

-кремниевая кислота не более 0.04

Для регенерации Н-катионитовых фильтров на ВПУ будет применяться 1.5% . Восстановление катионита протекает по следующим реакциям:

Для регенерации анионитных фильтров 1-ой и 2-ой ступеней применяется 4% NaOH:

2-ой поток после разделения направляется на Na-катионитовые фильтры для удаления из воды катионов в количестве:

Умягчение происходит по реакциям:

Регенерация Na-фильтров проводится 10% NaCl:

1.4Расчет схемы обессоливания.

Расчет группы анионитных фильтров II ступени А₂:

Необходимая площадь фильтрования:

;

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

; Диаметр каждого фильтра:

; Из таблицы 7[1] выбираем ближайший больший стандартный фильтр типа ФИПа II-2.0-0.6 (рабочее давление – 0.6 МПа, диаметр фильтра – 2000 мм, высота фильтрующей загрузки – 1500 мм, расход воды при расчетной скорости фильтрования – 150 м³/ч). Площадь фильтра с учетом изменения диаметра:

; Продолжительность каждого фильтроцикла для (m-1) фильтров:

где Т_И – полезная продолжительность фильтроцикла, ч; U – суммарное содержание катионов или анионов в воде, поступающей на фильтры, г-экв/м³; h – высота слоя ионита; f_ст – сечение фильтра, м²; Q – производительность рассчитываемых фильтров, м³/ч;

е_р-рабочая обменная емкость ионита;

Количество регенераций в сутки:

, где

t – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтров, ч;

Объем ионит­ного материала, загруженного в фильтры во влажном состоянии (АВ-17-8). V_вл=f_стh=3.141.5=4.71 м³; V_вл=f_стhm=14.13 м³; Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров: , где Р_и – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м³/м³ ионита (табл.11[1]). Расход NaOH на регенерацию фильтра:

где b’ – расход хим. реагента в г/г-экв (табл.10[1]). , где С – содержание активнодействующего вещества в техническом про­дукте, % (C^NaOH­­=42%). Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильт­ров: G¹⁰⁰_Рсут= G¹⁰⁰_Рmn=706.530.284=601.938 кг; G^тех_Рсут= G^тех_Рmn=1682.130.284=1433.1 кг;

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров: Q_бр=Q+g_сн=179+2.42=181.42 м³/ч;

Расчет группы катионитных фильтров II ступени H₂:

Необходимая площадь фильтрования:

;

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

; Диаметр каждого фильтра:

; Из таблицы 7[1] выбираем ближайший больший стандартный фильтр типа ФИПа II-1.5-0.6-H (рабочее давление – 0.6 МПа, диаметр фильтра – 1500 мм, высота фильтрующей загрузки – 1500 мм, расход воды при расчетной скорости фильтрования – 90 м³/ч). Площадь фильтра с учетом изменения диаметра:

; Продолжительность каждого фильтроцикла для (m-1) фильтров:

где Т_И – полезная продолжительность фильтроцикла, ч; U – суммарное содержание катионов или анионов в воде, поступающей на фильтры, г-экв/м³; h – высота слоя ионита; f_ст – сечение фильтра, м²; Q – производительность рассчитываемых фильтров, м³/ч;

е_р-рабочая обменная емкость ионита;

Количество регенераций в сутки:

, где

t – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтров, ч;

Объем ионит­ного материала, загруженного в фильтры во влажном состоянии (АВ-17-8). V_вл=f_стh=1.761.5=2.64 м³; V_вл=f_стhm=7.92 м³; Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров: , где Р_и – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м³/м³ ионита (табл.11[1]). Расход NaOH на регенерацию фильтра:

где b’ – расход хим. реагента в г/г-экв (табл.10[1]). , где С – содержание активнодействующего вещества в техническом про­дукте, % (C()=75%). Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильт­ров: G¹⁰⁰_Рсут= G¹⁰⁰_Рmn=105.630.495=156.8 кг; G^тех_Рсут= G^тех_Рmn=140.830.495=209.08 кг;

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров: Q_бр=Q+g_сн=181.42+2.12=183.54 м³/ч

Расчет группы анионитных фильтров I ступени A₁:

Необходимая площадь фильтрования:

;

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

; Диаметр каждого фильтра:

; Из таблицы 7[1] выбираем ближайший больший стандартный фильтр типа ФИПа I-2.0-0.6 (рабочее давление – 0.6 МПа, диаметр фильтра – 2000 мм, высота фильтрующей загрузки – 2500 мм, расход воды при расчетной скорости фильтрования – 80 м³/ч). Площадь фильтра с учетом изменения диаметра:

; Продолжительность каждого фильтроцикла для (m-1) фильтров:

где Т_И – полезная продолжительность фильтроцикла, ч; U – суммарное содержание катионов или анионов в воде, поступающей на фильтры, г-экв/м³; h – высота слоя ионита; f_ст – сечение фильтра, м²; Q – производительность рассчитываемых фильтров, м³/ч;

е_р-рабочая обменная емкость ионита;

Количество регенераций в сутки:

, где

t – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтров, ч;

Объем ионит­ного материала, загруженного в фильтры во влажном состоянии (АВ-17-8). V_вл=f_стh=3.142.5=7.85 м³; V_вл=f_стhm=23.55 м³; Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров: , где Р_и – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м³/м³ ионита (табл.11[1]). Расход NaOH на регенерацию фильтра:

где b’ – расход хим. реагента в г/г-экв (табл.10[1]). , где С – содержание активнодействующего вещества в техническом про­дукте, % (C^NaOH­­=42%). Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильт­ров: G¹⁰⁰_Рсут= G¹⁰⁰_Рmn=376.831.014=1146.2 кг; G^тех_Рсут= G^тех_Рmn=897.1431.014=2729 кг;

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров: Q_бр=Q+g_сн=183.54+21.69=205.23 м³/ч;

Необходимая площадь фильтрования:

Расчет катионитных фильтров I ступени H₁:

;

Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра:

; Диаметр каждого фильтра:

; Из таблицы 7[1] выбираем ближайший больший стандартный фильтр типа ФИПа I-2.0-0.6 (рабочее давление – 0.6 МПа, диаметр фильтра – 2000 мм, высота фильтрующей загрузки – 2500 мм, расход воды при расчетной скорости фильтрования – 80 м³/ч). Площадь фильтра с учетом изменения диаметра:

; Продолжительность каждого фильтроцикла для (m-1) фильтров:

где Т_И – полезная продолжительность фильтроцикла, ч; U – суммарное содержание катионов или анионов в воде, поступающей на фильтры, г-экв/м³; h – высота слоя ионита; f_ст – сечение фильтра, м²; Q – производительность рассчитываемых фильтров, м³/ч;

е_р-рабочая обменная емкость ионита;

Количество регенераций в сутки:

, где

t – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтров, ч;

Объем ионит­ного материала, загруженного в фильтры во влажном состоянии (КУ-2). V_вл=f_стh=3.142.5=7.85 м³; V_вл=f_стhm=23.55 м³; Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров: , где Р_и – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м³/м³ ионита (табл.11[1]). Расход NaOH на регенерацию фильтра:

где b’ – расход хим. реагента в г/г-экв (табл.10[1]). , где С – содержание активнодействующего вещества в техническом про­дукте, % (C()^­­=75%). Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильт­ров: G¹⁰⁰_Рсут= G¹⁰⁰_Рmn=447.4532.01=2698.1 кг; G^тех_Рсут= G^тех_Рmn=596.632.01=3597.4 кг;

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров: Q_бр=Q+g_сн=206.23+20.7=226.93 м³/ч;

Расчет группы Na-катионитовых фильтров для подпитки теплосети: Необходимая площадь фильтрования: ; Необходимая площадь фильтрования каждого фильтра: ; Диаметр каждого фильтра: ; Из таблицы 7[1] выбираем ближайший больший стандартный фильтр типа ФИПа I-2.6-0.6 (рабочее давление – 0.6 МПа, диаметр фильтра – 2600 мм, высота фильтрующей загрузки – 2500 мм, расход воды при расчетной скорости фильтрования – 130 м³/ч). Площадь фильтра с учетом изменения диаметра: ; Продолжительность каждого фильтроцикла для (m-1) фильтров: , где Т_И – полезная продолжительность фильтроцикла, ч; U – суммарное содержание катионов или анионов в воде, поступаю щей на фильтры, г-экв/м³; h – высота слоя ионита; f_ст – сечение фильтра, м²; Q – производительность рассчитываемых фильтров, м³/ч; Количество регенераций в сутки: , где t – продолжительность операций связанных с регенерацией фильтров, ч; Объем ионит­ного материала, загруженного в фильтры во влажном состоянии (АВ-17-8). V_вл=f_стh=13.25 м³; V_вл=f_стhm=39.75 м³; Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров: , где Р_и – удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м³/м³ ионита (табл.11[1]). Расход NaCl на регенерацию фильтра: G¹⁰⁰_Р= кг где –удельн. расход химреагентов в г/г-экв (табл.10[1]). , где С – содержание активнодействующего вещества в техническом про­дукте, % (C^NaCl­­=95%). Суточный расход химических реагентов на регенерацию ионитных фильт­ров: G¹⁰⁰_Рсут= G¹⁰⁰_Рmn=1391,2531.21=5050.23 кг; G^тех_Рсут= G^тех_Рmn=1464.431.21=5315.77 кг;

Часовой расход воды, который должен быть подан на следующую рассчитываемую группу ионитных фильтров: Q_брNa=Q+g_сн=260+15.43=275.43 м³/ч;