Расчет изменения химического состава воды в процессе её обработки.

Содержание

Введение……………………………………………………………...…..………..2

1.Исходные данные……………………………………………..………...……....3

2.Расчет изменения химического состава воды в процессе её обработки…....4

2.1 Показатели качества исходной воды……….………....……………………..4

2.2.Обработка воды коагулянтом – сульфатом алюминия……………..…...….5

2.3. Умягчение воды известково-содовым методом……………………………6

2.4. Обработка воды серной кислотой (подкисление воды)……………………8

2.5. Обработка воды после реагентного умягчения на Na-катионитовых фильтрах I и II ступени……………………………………………………...……9

2.5.1 Расчет состава воды после Na-катионитовых фильтров I ступени….…..9

2.6. Обработка воды на дегазаторе (декарбонизация)……………………...…10

3. Расчет сооружений………………………………………………………..…..11

3.1 Расчет дегазатора…………………………………………………………….11

3.2 Расчет ионообменного фильтра………………………………………….…12

3.3 Расчет механического фильтра…………………………………………..…15

3.4 Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка (ОСВО)…..… 16

4. Расчет реагентного хозяйства……………………………………………..…19

4.1 Расчет кислотного хозяйства………………………………………..………19

4.2 Расчет содового хозяйства…………………………………………………..19

4.3 Расчет коагулянтного хозяйства……………………………………………20

4.4 Расчет солевого хозяйства для регенерации Na фильтров…………...…..22

4.5 Расчет известкового хозяйства………………………...………….…..….…23

5. Расчет вспомогательного оборудования…………………….………………24

5.1 Расчет водонагревателя……………………………...………………………24

Заключение……………………………………………………...………………..25

Литература………………………………………………………….……………26

Введение

Вода является обязательным компонентом практически всех технологических процессов, поэтому обеспечение водой промышленных предприятий в заданных количествах и заданного качества, при соблюдении требований технологии и надёжности является важнейшей задачей системы водоснабжения.

Требования к качеству сводятся к следующему: вода не должна оказывать отрицательного влияния на качества выпускаемого продукта; не должна вызывать образование солевых отложений, биологических обрастаний и коррозии арматуры, трубопроводов и сооружений; должна обеспечивать необходимое санитарно-гигиеническое состояние рабочих мест. Каждая отрасль промышленности предъявляет свои требования к качеству используемой воды. Для систем производственного водоснабжения в основном используется свежая вода из источника водоснабжения, при необходимости подвергаемая очистке на водопроводных очистных сооружениях.

В данной курсовой работе необходимо запроектировать станцию умягчения воды.

Исходные данные

Выбор технологии водоподготовки определяется показателями качества исходной воды и требованиям водопотребителя.

В данном курсовой работе запроектирована станция умягчения воды.

Полезная производительность станции 576 м³/сут. или 24м³/ч.

Показатели качества исходной воды:

Кальций - 127 мг/л

Магний - 33 мг/л

Щелочность - 96 мг/л

Сульфаты - 324 мг/л

Хлориды - 178 мг/л

рН – 7,6

t˚ - 5˚C

Мутность – 150 мг/л

Цветность - 80 мг/л

Требования предъявляемые потребителем:

Жесткость – 0,02 мг-экв./л

Щелочность – 0,7мг-экв./л

Содержание СО₂ – 5 мг/л

рН - 7,2

Расчет изменения химического состава воды в процессе её обработки.

Расчет дегазатора

1. Концентрация СО₂ на входе и на выходе дегазатора:

С_вх – 73,48 мг/л

С_вых – 5 мг/л

2. Расчетный расход: q=Q/3600=24/3600=0,0067 м³/с.

3. Принятая плотность орошения П=50 м³/ч*м²,

Парциальное давление СО­₂ в атмосферном воздухе Р­₀=100 Па;

Коэффициенты адсорбции и десорбции ( для дегазатора с керамическими кольцами). α=1,32; k=0,51;

Р_атм=101,325 Па;

R=8,31; T=308 К;

4. Движущая сила десорбции ΔС определяется по формуле:

ΔС= =

Где:

С_рвых­­= α* = =1,3 мг/л

С_рвх­­= α* =1,32*

Где Р_в – парциальное давление выделившейся СО₂; находится по формуле:

Р_в= =200 Па;

Q_в= 20q=20*0,0067=0,134 м³/с.

=44

5. Площадь поверхности насадки (керамических колец) определяем по формуле:

F= ²;

6. Площадь поперечного сечения дегазатора находим по формуле:

f=q*3600/П=0,0067*3600/50=0,4824 м²

7. Объем насадки колец 25х25х3 будет равен:

W=F/F_уд=152/204=0,745 м³;

F_уд=204 м²/м³

8. Диаметр дегазатора равен:

Д= = м;

9. Высота насадки Н=W/f=0,745/0,4824=1,54 м;

10. Потери напора воздуха в дегазаторе ΔН_воз­­=300 Па

Расход воздуха q=0,134 м³/с=8,04м³/мин.

Для подачи воздуха в установку принимаем две воздуходувки ВК-12 с избыточным давлением 16 м и производительностью 9,8 м³/мин каждая.

Расчет кислотного хозяйства

1. Доза реагента (H₂SO₄):

Д=1,63 г-экв./м³;

Д’=1,63*49=79,87 мг/л

Тогда G_сут= = =48,4 кг/сут;

Q_сут=25,24*24=605,76 м³/сут;

2. Принимаем мокрое хранение реагента в баках. Тогда объем бака 30-суточного запаса равна:

W= = 0,9 м³;

Где:

С_н – 100% крепость насыщенного раствора;

– 1,67 удельный вес технического продукта;

При высоте бака 1 м длина и ширина бака будет равна: 0,95х0,95м.

Принимаем 2 стандартных бака с емкостью 1000 л.

3. Расход 100%-ной Н₂SO₄:

q_ч= Д’* Q_час* л/ч;

Для подачи реагента принимаем 1 рабочий и 1 резервный насос дозатор марки Grundfos DDA с производительностью 30 л/ч.

Расчет содового хозяйства

1. Доза реагента (Na₂CO₃):

Д=8,48 г-экв./м³;

Д’=8,48*53=450 мг/л

Тогда G_сут= = =272,6 кг/сут;

Q_сут=25,24*24=605,76 м³/сут;

2. Принимаем сухое хранение реагента в на складе. Тогда площадь склада 30-суточного запаса равна:

S= = 4м²;

Где:

С_н – 65% крепость насыщенного раствора;

– 2,53 удельный вес технического продукта;

– высота слоя реагента принятая 1,5 м;

Тогда длина и ширина склада будут 2,х2, соответственно.

3. Объем раствора необходимый в смену (8ч):

W_см= =0,63 м³;

Где:

– 1,446 удельный вес дегидрата;

– крепость дозируемого раствора;

Исходя из объема, принимаем высоту расходного бака 0,6 м, тогда размеры в плане будут равны 1х1м. Принимаем два расходных бака.

4. Количество воздуха для растворения с интенсивностью 8 л/с*м²;

Q_воз= м³/ч;

5. Количество воздуха для перемешивания с интенсивностью 5 л/с*м²;

Q_воз= м³/ч;

6. Для подачи воздуха в растворный бак принимаем воздуходувку тип ВК-1,5 с избыточным давлением 12м. Одна рабочая и одна резервная.

7. Расход 10% содового раствора:

q_ч= Д’* Q_час* л/ч;

Для дозировки раствора принимаем 1 рабочий и 1 резервный насос дозатор марки Grundfos DDЕ с производительностью до 15 л/ч.

Расчет водонагревателя.

1. Задаемся входящей и выходящей воды:

t_вх=5ºС;

t_вых=35ºС;

2. Задаёмся температурой греющей воды и возвратной воды после нагревателя:

t_гр=100ºС;

t_возвр=70ºС;

3. Расход тепла необходимый для работы водонагревателя определяется по формуле:

g=Q*ρ₁*( t_возвр- t_гр)*C_в=25,24*1000*(100-70)*1=757200 ккал /ч;

Где:

Q – расход нагреваемо воды;

ρ₁ – плотность воды 1000кг/м³;

C_в – удельная теплоемкость воды 1 ккал/кг* ºС;

4. Расчетный расход греющей воды:

Q₂= 10,8 м³/ч;

5. Определяем большую и меньшую разность температур между греющей и нагреваемой водой:

∆_м= t_вых- t_вх=30 ºС;

∆_б= t_вых- t_вх=30 ºС;

Так как ∆_м=∆_{б ­}то определяем по формуле

∆_ср=0,5(∆_м+∆_б)=0,5*60=30 ºС;

6. Площадь поверхности водонагревателя:

F’= =757200/(1500*30)=16,8 м²;

Где:

К – 1500 коэффициент теплопередачи для стальных труб.

Заключение

В курсовой работе необходимо было по исходным данным состава воды рассчитать сооружения для промышленного водоснабжения, которые способны очистить воду от примесей, органических соединений, минеральных соединений. С учетом состава воды была разработана необходимая схема очистки, выбраны необходимые сооружения, и рассчитаны. На формате А1 начерчена балансовая схема движения воды, технологическая схема обработки воды, и компоновка водоочистной станции. Все заданные условия были выполнены и изложены выше по тексту.

Литература

1) Водоподготовка: Процессы и аппараты: Учеб. пособие для вузов/Под ред. О.И. Мартыновой-М.: Энергоатомиздат, 1990, – 272с.

2) Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления: Справ./Ю.М. Кострикин, Н.А. Мещерский, О.В. Коровина –М.: Энергоатомиздат, 1990.-254 с.

3) Лифшиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установок. М.: Энергия, 1976, – 288 с.

4) СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения Госстрой СССР – М.: Стройиздат, 1985. – 136 с.

5) Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчеты. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., 1971.

Содержание

Введение……………………………………………………………...…..………..2

1.Исходные данные……………………………………………..………...……....3

2.Расчет изменения химического состава воды в процессе её обработки…....4

2.1 Показатели качества исходной воды……….………....……………………..4

2.2.Обработка воды коагулянтом – сульфатом алюминия……………..…...….5

2.3. Умягчение воды известково-содовым методом……………………………6

2.4. Обработка воды серной кислотой (подкисление воды)……………………8

2.5. Обработка воды после реагентного умягчения на Na-катионитовых фильтрах I и II ступени……………………………………………………...……9

2.5.1 Расчет состава воды после Na-катионитовых фильтров I ступени….…..9

2.6. Обработка воды на дегазаторе (декарбонизация)……………………...…10

3. Расчет сооружений………………………………………………………..…..11

3.1 Расчет дегазатора…………………………………………………………….11

3.2 Расчет ионообменного фильтра………………………………………….…12

3.3 Расчет механического фильтра…………………………………………..…15

3.4 Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка (ОСВО)…..… 16

4. Расчет реагентного хозяйства……………………………………………..…19

4.1 Расчет кислотного хозяйства………………………………………..………19

4.2 Расчет содового хозяйства…………………………………………………..19

4.3 Расчет коагулянтного хозяйства……………………………………………20

4.4 Расчет солевого хозяйства для регенерации Na фильтров…………...…..22

4.5 Расчет известкового хозяйства………………………...………….…..….…23

5. Расчет вспомогательного оборудования…………………….………………24

5.1 Расчет водонагревателя……………………………...………………………24

Заключение……………………………………………………...………………..25

Литература………………………………………………………….……………26

Введение

Вода является обязательным компонентом практически всех технологических процессов, поэтому обеспечение водой промышленных предприятий в заданных количествах и заданного качества, при соблюдении требований технологии и надёжности является важнейшей задачей системы водоснабжения.

Требования к качеству сводятся к следующему: вода не должна оказывать отрицательного влияния на качества выпускаемого продукта; не должна вызывать образование солевых отложений, биологических обрастаний и коррозии арматуры, трубопроводов и сооружений; должна обеспечивать необходимое санитарно-гигиеническое состояние рабочих мест. Каждая отрасль промышленности предъявляет свои требования к качеству используемой воды. Для систем производственного водоснабжения в основном используется свежая вода из источника водоснабжения, при необходимости подвергаемая очистке на водопроводных очистных сооружениях.

В данной курсовой работе необходимо запроектировать станцию умягчения воды.

Исходные данные

Выбор технологии водоподготовки определяется показателями качества исходной воды и требованиям водопотребителя.

В данном курсовой работе запроектирована станция умягчения воды.

Полезная производительность станции 576 м³/сут. или 24м³/ч.

Показатели качества исходной воды:

Кальций - 127 мг/л

Магний - 33 мг/л

Щелочность - 96 мг/л

Сульфаты - 324 мг/л

Хлориды - 178 мг/л

рН – 7,6

t˚ - 5˚C

Мутность – 150 мг/л

Цветность - 80 мг/л

Требования предъявляемые потребителем:

Жесткость – 0,02 мг-экв./л

Щелочность – 0,7мг-экв./л

Содержание СО₂ – 5 мг/л

рН - 7,2

Расчет изменения химического состава воды в процессе её обработки.