На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


контрольная работа Пример расчета комплексной схемы водоподготовки полного обессоливания и обескремнивания воды

Информация:

Тип работы: контрольная работа. Добавлен: 22.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 10. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования
«ТОМСКИЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 
 
 

Факультет –  Теплоэнергетический
Специальность – котло- и реакторостроение
Кафедра – парогенераторостроения и парогенераторных установок 
 
 
 
 
 

Индивидуальное  задание по водоподготовке 

Пример  расчета комплексной схемы водоподготовки полного обессоливания и обескремнивания воды 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил                                                                                       Е.А.Емельянов
(Подпись)
студент гр.6461                                     
(Дата) 

Проверила                                                                         Л.Л.Любимова
(Подпись)
ассистент                                                    
(Дата)  
 
 
 
 
 
 

ТОМСК – 2009
       Содержание
                                                                                                                          С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Исходные данные

 
       
    Требуется рассчитать водоподготовительную установку, предназначенную для подготовки 200 м3/ч добавочной воды для питания паровых котлов высокого давления (100 атм. и выше) со ступенчатым испарением и промывкой пара, и 600 м3/ч подпиточной воды для теплосетей с открытой системой теплоснабжения.
    В качестве исходной используется вода из артезианской скважины с показателями, представленными в таблице 1
 
       Показатели  качества исходной воды 

      Мг/л Мг – экв/л
    Ок 11.2  
    Що   4.5
    Жк   4.5
    Жо   4.7
    Ca 70 3.493
    Mg 14.6 1.2
    Na 9.1 0.395
    Fe - -
    HCO3- 274 4.49
    SO42- 3.4 0.07
    Cl- 8.5 0.235
    NO3- - -
    NO2- - -
    SiO32- 34.4 0.904
 
       
    Так как  в качестве исходной используется вода из артезианской скважины, она может  сразу подвергаться химической очистке  по методу ионного обмена без предварительной  обработки коагуляцией – известкованием – фильтрованием через механические фильтры.
 
 
       - 
 

       Исходная  вода по классификации относится  к водам с повышенной щелочностью, следовательно, для ее обработки  на первом этапе может быть выбран метод водород – катионирования с «голодной» регенерацией фильтров, применяемый для обработки вод гидрокарбонатного класса, т.е. таких вод, у которых из числа главных анионов (Cl-, SO42- HCO3-) наибольшую концентрацию, выраженную в мг – экв/л, имеет ион HCO3- . Выделение большого количества углекислоты при водород – катионирования с «голодной» регенерацией фильтров требует промежуточного удаления углекислого газа в декарбонизаторах.
       Добавочная  питательная вода для котлов высоких  давлений, независимо от принятого  водно – химического режима, должна обессоливаться, а не умягчаться.
       Малое общее солесодержание насыщенного и перегретого пара, определяемое выносимыми солями натрия, и малое содержание в паре кремниевой кислоты требует не только обессоливания, но и обескремнивания добавочной питательной воды.
       Требуемое количество воды может быть обеспечено обработкой по схеме трехкратного Н – катионирования  и однократного анионирования воды через сильноосновный анионит с промежуточной декарбонизацией для котлов и обработкой по схеме Н– катионирования с «голодной» регенерацией фильтров с декарбонизацией – для тепловых сетей, рис.1
       
       Рис. 1. Схема полного обессоливания и обескремнивания воды:
       Нг - водород – катионитовые фильтры с «голодной» регенерацией, Дк – декарбонизаторы,  Н1 - водород – катионитовые фильтры первой ступени; Н2 - водород – катионитовые фильтры второй ступени; А2– высокоосновные анионитные фильтры второй ступени; 1- исходная вода; 2- вода в деаэратор и теплосеть; 3- вода в деаэратор и котел.
       Столь высокое содержание кремнекислоты  в добавочной воде допускается только в данном конкретном случае из-за возврата на электростанцию большого количества доброкачественного конденсата, являющегося основной составляющей питательной воды, и применения устройств, для очистки пара. Таким образом, по схеме рис.1, может применяться для подготовки добавочной воды для питания котлов давлением 100 атм. Даже при восполнении больших безвозвратных потерь пара и конденсата.

         Показатели качества воды после отдельных стадий ее обработки

 
       
    На головные Н – катионирования с «голодной» регенерацией  и декарбонизацией поступает вода со следующими показателями:
       Жо = Ca2+ + Mg2+= 3.493+1.2=4.693 мг – экв/л;   
       Що = HCO3= 4.49 мг – экв/л; 
       Принимаем SO42- = 0,363 мг – экв/л, и в дальнейшем учитываем это значение;
       SКат = Ca + Mg + Na = 3.493+1.2+0.395=5.088 мг – экв/л;
       SAн = Cl- + SO42- + HCO3- = 0.235+0.363+4.49 =5.088 мг – экв/л.
    После обработки этой воды на Н – катионитных фильтрах с «голодной» регенерацией  и пропуска ее через головные декарбонизаторы вода имеет состав:
       Щост = Жк = 0,7 мг – экв/л; 
       Жн.к. = Жо – Жк = 4.693 – 4.49 = 0.203 мг – экв/л;
       Жо = Жн.к + Жк = 0.203 + 0.7= 0.903 мг – экв/л;
        SКат = Жо + Na = 0.903 + 0.395 = 1.298 мг – экв/л;
        SAн  = Cl- + SO42- + Щост = 0.235+0.363+0,7 = 5.088 мг – экв/л.
    Эта вода поступает на Н – катионитовые фильтры первой ступени (Н1) разрушают всю карбонатную жесткость (0,7 мг – экв/л;) с образованием эквивалентного количества угольной кислоты H2CO3 и удаляет некарбонатную жесткость (0.1 мг – экв/л;) с образованием сильных минеральных кислот (HCl + H2SO4). Часть кислотности фильтра в результате замены катионов жесткости на катионы водорода после Н1 равна
       К1 = HCl + H2SO4 = Жн.к. = 2.14 мг – экв/л.
       Н – катионитовые фильтры Н1, кроме жесткости, задерживают часть катионов натрия в количестве Na=0,75 · Na = 0,75 · 0.3 =0,225 мг – экв/л. За счет замены катионов натрия на катионы водорода в эквивалентном количестве увеличивается и кислотность на величину
       К2 = 0,225 мг – экв/л.
       Суммарная кислотность фильтрата после  водород – катионитовых фильтров Н1 составляет К3 = К1 + К2 = 2.14+0.225 =2.365 мг – экв/л. Все кислоты после Н1 поступают на водород – катионитовые фильтры второй ступени (Н2) и проходят их транзитом. Остаточная концентрация натрия после водород – катионитовых фильтров Н1 составляет
       Naост = Na · 0.25=0.075 мг – экв/л.
    На  водород – катионитовые фильтры второй ступени поступает вода с кислотностью
       К3 = 2.365 мг–экв/л, остаточной концентрации катионов натрия в количестве 0.075 мг–экв/л и концентрацией угольной кислоты, равной HCO3 = 0.7 мг – экв/л. Предполагается, что катионы кальция и магния отсутствуют. На  водород – катионитовые фильтры второй ступени удаляются все остаточные катиона натрия, давая эквивалентное количество сильных минеральных кислот К4=Naост=0.075 мг – экв/л. Угольная кислота в присутствии сильных минеральных кислот не диссоциирует и удаляется в декарбонизаторах, установленных перед сильноосновными анионитными фильтрами А2, до остаточной концентрации, равной HCO3 ост = 0.1 мг – экв/л.
    На анионитные фильтры поступает вода, содержащая слабые кислоты в количестве HCO3 ост = 0,1 мг – экв/л, HSiO3 = 0.21 мг – экв/л и сильные кислоты в количестве 
       К =К3 + К4 = 2.365 + 0.075 = 2.44 мг – экв/л.
       Следовательно, анионитные фильтры должны задерживать  анионы сильных и слабых кислот в общей концентрации
       SAн = К + HCO3- + HSiO3 = 2.44 + 0.1 + 0.795 = 3.335 мг – экв/л. 

       Расчет анионитных фильтров

 
       Расчет  схемы водоподготовки начинают с  оборудования, установленного в хвостовой  части схемы, т.е. в данном случае с фильтра А2 с тем, чтобы учесть дополнительную нагрузку на предшествующие фильтры по обработке воды собственных нужд.
       Суммарное количество анионов, подлежащих удалению из H – катионированной воды в анионитных фильтрах, равно:
       SAн = SO4 + Cl- +HCO3- + HSiO3 = 1.94+0.3244+0.1+0.795=3.1594 мг – экв/л.
       Фильтры А2 загружаются зернами сильноосновного  анионита АВ – 17. Принимаю расход едкого натрия на регенерацию 81 кг/м3. Находим по рис.13а удельный расход NaOH, равный qNaOH = 110 г/г-экв., при отношении SiO3/ SAн = 0.795/3.1594=0.25163. Здесь SiO3 – содержание кремнекислоты, мг – экв/л, SAн – сумма всех анионов, присутствующих в фильтруемой воде. По рис. 13б определяется кремнеемкость анионита, составляющая Ера,
       Ера =180 г – экв./ м3.
       Необходимое количество анионита оценивается по формуле:
       
       С целью снижения анионитов сильных  кислот устанавливаем АI , тогда сумма сильных кислот (SO4 + Cl- +NO3-)=1мг – экв/л, тогда на АII приходится SAн = 1 +HCO3- + SiO3 = 1+0.1+0.795=1,895 мг – экв/л. Тогда отношение SiO3/ SAн = 0.795/1,895=0.42 и количество анионита оценивается по формуле:
       
       Учитывая  максимально допустимую высоту слоя загрузки анионита в фильтрах второй ступени Нслоя = 1,5 м, находим необходимую суммарную площадь фильтрования работающих анионитных фильтров:
       F = Va/ Нслоя = 50.53/1.5 = 33.69 м2.
       a = F/f = 33.69/7.1 = 4.745, принимаем n = 5 шт.
       Принимаем к установке 6 стандартных фильтров диаметром D = 3000 мм с площадью фильтрования каждого f = 7,1 м, см. табл. 22, из которых пять будут в работе, а шестой фильтр будет служить для гидроперегрузки анионита и подключения в работу в конце выхода одного из фильтров на ремонт или ревизию.
       После предварительного выбора количества и  диаметра анионитных фильтров рассчитываются следующие параметры:
       1. Скорости фильтрования
       Wн = Qa/(fa a) = 200/(7,1 5) = 5.63 м/ч;
       Wмакс = Qa/(fa (a-1) = 200/(7,1 (5-1)) = 7.04 м/ч; - максимальная скорость фильтрования,
       (а-1)–количество  фильтров при регенерации одного  из них, т.к. каждый из двух  работающих анионитных фильтров  ежесуточно будет выключаться  на регенерацию, во время чего  оставшиеся в работе один фильтр  должен будет обеспечить выдачу 200 м3/ч обессоленной воды для котлов.
    Количество анионов сильных и слабых кислот, удаляемых на анионитных фильтрах, г – экв/сут:
    Ан = 24 Qa SAн = 24 200 1.895 = 9096 г – экв/сут.
    Число регенераций анионитных фильтров в сутки
       n = Ан/( fa a Нслоя Ера  ) = 9096 /(7.1 5 1.5 180) =0.949 раз/сут = 1 раз/сут.
    Расход 100 % NaOH на одну регенерацию анионитного фильтра, кг,
       QNaOH = gNaOH fa Нслоя Ера/1000 = 110 7.1 1.5 180/1000 = 210.87 кг.
    Расход технического 42 %-ного едкого натра, м3, в сутки определяется по формуле
      , где p42 = 1,449 определяется по табл. 30 .
       Расход  технического NaOH в месяц:
       1.64 30 = 49.2 м3;
       в сутки: 1.64 1.449 = 2.376 т;
       в месяц 49.2 1.449 = 71.29 т.
    Расход частично обессоленной воды на регенерацию анионитного фильтра слагается из
       а) расхода воды на взрыхление анионита, м3;
       Qвзр = iвзр fa t взр 60/1000 = 4 7.1 30 60/1000 = 51.12 м3;
       iвзр , tвзр – интенсивность и продолжительность взрыхления анионита, равные:
       iвзр = 4 л/с м2; tвзр = 30 мин;
       б)   расхода воды на приготовление регенерационного раствора NaOH, м3;
       Qр.р.  = 100 Q NaOH /(1000 b p) = 100 210.87/(1000 4 1,043) = 5.05 м3, где
       b – концентрация регенерационного раствора, 4%;
       p – плотность регенерационного раствора, 1.043 т/ м3; табл. 30.
       в) расхода воды на отмывку анионита от продуктов регенерации, м3;
       Qотм = qотм fa Hслоя = 20 7.1 1.5 = 213 м3, где
       qотм – удельный расход воды на отмывку анионита, м3/ м3;
         удельный расход воды - 20 м3/ м3;
       скорость  пропуска отмывочной воды принимаем 10 м/ч.
    Расход воды на одну регенерацию анионитного фильтра (на собственные нужды) составляет:
         Qс.н. = Qвзр + Qр.р. + Qотм = 51.12 + 5.05 + 213 = 269.17 м3.
    Среднечасовой расход воды на собственные нужды анионитных фильтров, м3
       Qс.н.(час) = Qс.н. n a/24 = 269.17 1 5/24 =54 м3/ч.
    Время регенерации анионитного фильтра (час) равно
       tрег = tвзр + tр.р. + tотм , где
     tвзр – время взрыхляющей промывки анионитного фильтра, составляет 30 мин;
     tр.р. – время пропуска регенерационного раствора через анионитный фильтр, мин, составляет
       tр.р. = Qр.р.  60/ (wр.р. fa ) = 5.05 60/(4 7,1) = 10.669мин = 0.178 час, здесь
       wр.р. - скорость пропуска регенерационного раствора, 4 м/ч
       tотм – время отмывки анионита от продуктов регенерации, мин, равно
       tотм = Qотм 60/ (wотм fa ) = 213 60/(10 7.1) = 180 мин = 3 часа, где
       wотм – скорость отмывки анионита от продуктов регенерации, принимаем w отм = 10м/ч.
       t рег = 0,5 + 0,178+ 3 = 3.678 часа.
    Межрегенерационный период работы каждого фильтра, час
       Та = 24/n - t рег = 24/1– 3.678 = 20.662 час.
    Количество одновременно регенерируемых анионитных фильтров
       nо.р. =n а tрег/24 = 1 5 3.678/24 = 0.727; принимается на один регенерируемый фильтр.
    В заключение, для лучшего использования обменной емкости поглощения анионита, проверяется допустимая для данных условий расчетная скорость фильтрования, м/ч, которая должна быть больше или равняться рассчитанной скорости Wн, равной 5.63 м/ч;
       
       где d – средний диаметр зерен анионита, мм, равный для АВ – 17 (0,355 – 1,25) мм и принятый d = 0.55 мм;
       Cост – остаточное содержание анионов в анионированной воде, г - экв/ м3, равное по условиям работы, сумме концентраций HCO3- + SiO3 = 0,02 + 0,0105 = 0.0305 мг – экв/л.  
 
 
 
 
 
 

       Расчет водород  – катионитовых фильтров второй ступени

       Водород – катионитовые фильтры второй ступени  работают в режиме «до проскока»  натрия и полностью удаляются  из воды катионы натрия, поступившие  после H - катионитовых фильтров первой ступени.
       Показатели качества воды, обрабатываемой на H - катионитовых фильтрах второй ступени должна обеспечить заданную производительность обессоливающей установки 200 м3/ч и собственные нужды анионитных фильтров в количестве 54 м3/ч и составляет:
       Qн(II) = 200 + 54= 254 м3/ч.
       При данной производительности второй ступени  ионирования на стадии проектирования оценивается требуемая площадь  фильтрования
       F = Qн/V = 254/50 = 5.08 м2,
       V-скорость фильтрования Н–катионитовых фильтров второй ступени в схеме обессоливания, составляющая, исходя из опыта эксплуатации, до 50 м/ч.
       Из  существующих стандартных фильтров выбираем фильтр с площадью фильтрования f = 5,3 м2. Необходимое количество фильтров «а», находящихся в работе в данной ступени ионирования:
       а = F/f = 5.08/5.3 = 0.96, т.е. а = 1.
       Принимаем к установке во второй ступени  ионирования 2 фильтра, у которых
       Диаметр – D = 2600 мм,
       Площадь фильтрования – f = 5,3 м2,
       Высота  слоя загрузки – Нслоя = 1,5 м.
       Один  из установленных фильтров – резервный.
       Так как К3 = ?Аск = 2.365 ? 3, значит в качестве фильтрующего материала выбираем сульфоуголь.
       Рабочая обменная способность катионита  при Н – катионировании определяется из уравнения:
     Ерн =a Еполн – 0.5 qотм о + СNa) = 0.75 200 – 0.5 10 0.075 = 149.625 г – экв/л,
       где a - коэффициент эффективности регенерации Н – катионита.
       Расход  серной кислоты на регенерацию фильтров первой ступени составляет до (55 - 70) г/г – экв, а фильтров второй ступени до (70 – 100) г/г – экв. Принимаем расход серной кислоты на регенерацию водород – катионитовых фильтров второй ступени равным 70 г/г – экв, при этом коэффициент эффективности a = 0,75; qотм – удельный расход воды на отмывку катионита, принимается равным 10 м33; Жо – общая жесткость воды, поступающей на фильтры второй ступени, предполагается, что катионов кальция и магния не будет в воде; СNa- концентрация натрия в обрабатываемой воде, 0.075г - экв/ м3.
       После определения обменной рабочей емкости  расчет производится в следующем  порядке:
    Рассчитывается количество катионов, удаляемых на Н –катионитовых фильтрах второй ступени
       Ак = 24 (SК - Naост) Qн = 24 (0.075 - 0) 254 = 457.2 г - экв/ сут.
       SК – содержание катионов, поступающих на Н – катионитовые фильтры, г - экв/ м3
       Naост – остаточное содержание натрия в обессоленной воде, г - экв/ м3.
    Число регенераций водород – катионитовых фильтров
       n = Aк/(f Hслоя Ерн a) = 457,2/(5,3 1,5 149,625 1) =0.384 1 раз в сутки.
    Определяется расход 100% серной кислоты на одну регенерацию
       Qк = qк f Нслоя Ерн /1000 = 70 5.3 1.5 149.625/1000 = 83.27 кг, где
       qк – удельный расход серной кислоты, принятый равным 70 г/г – экв.
    При этом расход технической 92% серной кислоты определяется по формуле
       Qк.т. = Qк n a 100/(c 1000) = 83.27 1 1 100/(92 1000) = 0.09 т/сут, где С – содержание H2SO4 в технической серной кислоте (не менее 92%).
    Расход технической серной кислоты в месяц составит
       Qк.мес = 0,09 · 30 = 2.7 т/мес.
    Расход воды на одну регенерацию фильтра составит:
       а) расход воды на взрыхляющую промывку фильтра
       Qвзр = i f 60 tвзр/1000 = 4 5.3 60 30/1000 = 38.16 м3, где i – интенсивность взрыхляющей промывки, которая принимается равной 4 л/(с м2) при t = 200C и d = 1мм;
       tвзр- продолжительность взрыхляющею промывки, 30 мин.
       б) расход воды на приготовление регенерационного раствора, определяется по формуле
       
       где b-концентрация регенерационного раствора, %, которая, при загрузке сульфоуглем принимается равной (1,5-2)%, табл. 36,
       ppp- плотность регенерационного раствора, имеющего данную концентрацию, принимается согласно данным табл.30.
       в)расход воды на отмывку катионита от продуктов  регенерации
       Qотм = qотм f Hслоя = 10 5.3 1.5 = 79.5 м3.
       Qн = Qвзр + Qр.р. + Qотм = 38,16 + 4.67 + 79.5 = 122.33 м3.
    Суточный расход воды на регенерацию всех фильтров составит
       Qн(сут) = Qн n а = 122.33 1 2 =244.66 м3.
    Среднечасовой расход на собственные нужды
       Qс.н.(час) = 244.66/24 = 10.2 м3/ч.

       Расчет водород  – катионитовых фильтров первой ступени

        

       Нагрузка  фильтров с учетом расхода части  фильтрата на собственные нужды  Н – катионитовых фильтров второй ступени равна
       Qн(I) = Qн(II) + Qс.н.(час) = 254+10.2= 264.2 м3/ч.
       В фильтры первой ступени будет  поступать вода, прошедшая предварительные  Н – катионитовые фильтры с  «голодной» регенерацией и характеризующаяся  следующими показателями:
       Общая жесткость Жо = 2.84 мг – экв/л;
       Жесткость карбонатная Жк = 0,7 мг – экв/л;
       Жесткость некарбонатная Жн.к. = 2.14 мг – экв/л;
       Содержание  ионов натрия СNa= 0.3 мг – экв/л;
       Сумма сульфат–ионов и хлорид–ионов S(Cl- + SO42- ) = 0.3244+1.94 = 2.2644 мг–экв/л.
       Скорость  фильтрования для первой ступени выбираем равной w = 15 м/ч. Тогда общая площадь фильтрования:
       F = Qн(I)/w = 264.2/15 = 17.6 м2.
       Из  существующих стандартных фильтров выбираем фильтр с площадью фильтрования f = 7.1 м2. Необходимое количество фильтров «а», находящихся в работе в данной ступени ионирования:
       а = F/f = 17.6/7.1 = 2.48, т.е. а = 3
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.