Пример расчета декарбонизаторов

Рассчитать декарбонизатор с насадкой из колец Рашига керамических 25*25*3 мм для удаления свободной углекислоты из подпиточной воды, после Н-катионитовых фильтров.

Расход воды q_час = 200 м³\час, бикарбонатная щелочность исходной воды 2,0 мг-экв\л снижается методом подкисления до 0,8 мг-экв\л. Начальная концентрация СО₂ в воде С_ВХ^ИСХ = 15 мг\л. Заданная концентрация С_ВЫХ^ОСТ = 3 мг\л. Расчетная температура, поступающей в декарбонизатор t = 30⁰С.

Решение

1.Находим концентрацию СО₂ в воде после Н-катионитовых фильтров, перед декарбонизацией по формуле

С_ВХ^ОБЩ = С_ВХ^ИСХ + 44ΔЖ_К ;

где Ж_К – карбонатная жесткость в исходной воде после ее подкисления мг-экв\л,

Ж_К = Щ_НАЧ – Щ_П.П.;

Щ_НАЧ – щелочность исходной воды, после Н-катионитовых фильтров, мг-экв\л;

Щ_П.П – щелочность воды после ее подкисления, мг-экв\л.

С_ВХ^ИСХ – начальная концентрация СО₂ в воде мг\л.

С_ВХ^ОБЩ = 15 + 44(2,0-0,8) = 67,8 мг\л

2. Определяем кол-во удаляемой СО₂ по формуле

G = = = 12.96 кг\час.

q_час – кол-во воды поступающей в декарбонизатор, м³\час.

С_ВХ^ОБЩ – концентрация СО₂ перед декарбонизатором, мг\л;

С_ВЫХ^ОСТ – заданная конечная концентрация, мг\л.

3. Находим необходимую поверхность насадки определяют по формуле

F = = = 1240,19 м²;

где К_Ж – коэф. десорбщии по рис. 4 для колец Рашига, плотность орошения насадки равна 60 м³\м²-час. К_Ж = 0,55 м\ч;

ΔС_СР – средняя движущая сила десорбции, определяют по рис.3

(определяется от начальной концентрации СО₂ при С_ВХ^ОБЩ , и остаточного содержания углекислоты, после декарбонизации С_ВЫХ^ОСТ. ΔС_СР = 0,019 кг\м³.

4. Объем насадки находят по формуле

W = = = 6,08 м³;

S – удельная поверхность различных насадок табл.4, м²\м³.

5. Необходимый объем воздуха на декарбонизацию определяется по формуле

V_Д.К. = d*q_час = 30*200 = 6000 м³\час;

где d – удельный расход воздуха, который определяется по справочнику – О.В.Лившиц «Справочник по водоподготовке котельных установок» 1976 г. В котором рекомендовано применять величину d, при работе декарбонизатора в установках для умягчения воды d = 25 м³\м³,а в обессоливающих установках d = 40 м³\м³.

При установке декарбонизаторов в водоподготовительных установках с подкислением подпиточной воды теплосети, удельный расход воздуха должен быть около 30 м³\м³.

6. Площадь поперечного сечения декарбонизатора находят по формуле, м²

f = = = 3,33 м²

60 – плотность орошения насадки для декарбонизаторов из колец Рашига, табл.5 (проверим площадь поперечного сечения f по табл.5).

7. Диаметр колонны дегазатора определяют по табл.5

D = 2060 мм.

8. Определяют приведенную скорость в колонне декорбанизатора по формуле

V = = = 0,50 м\сек

V_Д.К. – необходимый расход воздуха в декарбонизаторе, м³\час. (по расчету)

f – площадь поперечного сечения декарбонизатора, м². табл.5

9. Высоту слоя насадки находят по формуле

h = = = 1,83 ≈ 2 м.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Рис. 1Номограмма для определения содержания в воде свободной углекислоты

Таблица 1.

Поправка на температуру

Температура в 0С
a	1,65	1,44	1,29	1,16	1,06	1,00	0,95

Таблица 2.