Вход

Умягчение воды методом ионного обмена

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 404692
Дата создания 22:07
Страниц 2
Мы сможем обработать ваш заказ 29 сентября в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
990руб.
КУПИТЬ

Описание

нет ...

Содержание

1. Предварительная обработка исходных данных.

Проверка данных химического анализа воды производится путем сопоставления суммы катионов: Ca+2, Mg+2, Na+, К+ с суммой анионов: Cl-, SO4-2, НСО3-:

(1). К = [Ca+2] + [Mg+2] + [Na+] + [K+] = 4.0 + 2.4 + 0.9 = 7.3 мг-экв/л

(2). А = [HCO3-] + [Cl-] + [SO4-2] = 5.1 + 0.7 + 1.5 = 7.3 мг-экв/л

Вывод: Сумма катионов равна сумме анионов, следовательно, данные химического анализа воды верны.

1.1. Определяется общая жесткость исходной воды.

Жо = [Ca+2] + [Mg+2] = 4.0 + 2.4 = 6.4 мг-экв/л (3).

1.2. Определяется карбонатная жесткость исходной воды.

Жк = [HCO3-] = 5.1 мг-экв/л (4).

1.3. Определяется щелочность исходной воды.

Що = Жк = 5.1 мг-экв/л (5).

1.4. Определяется не карбонатная жесткость.

Жнк = Жо - Жк = 6.4 - 5.1 = 1.3 мг-экв/л (6).

2. Выбор и обоснование принципиальной схемы умягчения воды.

Умягчение воды методом ионного обмена может осуществлять: параллельным катионированием, последовательным катионированием, совместным H-Na-катионированием.

Выбор схемы умягчения воды осуществляется на основании сопоставления данных химического анализа исходной воды.

Параллельное H-Na-катионирование применяется при условии:

Жк / Жо і 0,5 5.1 / 6.4 = 0.79 і 0.5 +

Жнк Ј 3.5 мг-экв/л Жнк = 1.3 Ј 3.5 мг-экв/л +

SO4-2 + Cl- Ј 3 … 4 мг-экв/л 1.5 + 0.7 = 2.2 Ј 3 мг-экв/л +

Na+ + K+ Ј 1 …2 мг-экв/л 0.9 Ј 2 мг-экв/л +



Последовательное H-Na-катионирование применяется при условии:

Жк / Жо Ј 0.5 5.1 / 6.4 = 0.79 > 0.5 -

Жнк і 3.5 мг-экв/л Жнк = 1.3 < 3,5 мг-экв/л ->

SO4-2 + Cl- і 3 … 4 мг-экв/л 1.5 + 0.7 = 2.2 < 3 мг-экв/л ->

Na+ + K+ не лимитируются -

На основании полученных результатов принимается параллельная схема H-Na-катионирования.

Техническая схема параллельного H-Na-катионирования:



3. Расчет основного технологического оборудования станции умягчения воды



К основному технологическому оборудованию станции умягчения

Воды Н-Na-катионитные фильтры.

Расчет ведется на основании нормативной литературы.

3.1. Определяется соотношение расходов воды подаваемой на Н-Na-катионитные фильтры.

При параллельной схеме Н-Na-катионирования расчет ведется согласно [1,прил.7,п.25]:

Определяется расход воды подаваемой на Н-катионитные фильтры.

qHпол.= qпол.( Що-Щу ) / ( А+Що ) м3/час (7)

где qпол.- полезная производительность Н-Na-катионитных фильтров,

qпол.= Qсут. / 24=1100/24=45.8 м3/час,

Що- щелочность исходной воды,

Що=5.1 гр-экв/м3,

Щу- щелочность умягченной воды,
Страница 2 из 2

А- сумма концентраций анионов,

А= 7.3 гр-экв/м3,

qHпол.= 45.8*( 5.1-0.35 ) / ( 7.3+5.1 ) = 17.5 м3/час

Определяется расход воды на Na-катионитные фильтры:

qNaпол.= qпол.- qHпол. м3/час (8)

qNaпол.= 45.8 - 17.5 = 28.3 м3/час



3.2. Выбирается катионит для загрузки фильтров по [6]:

Принимается сульфауголь мелкий 1 сорта с техническими характеристиками:

Внешний вид катионита - черные зерна неправильной формы.

Диаметр зерен катионита - 0.25…0.7 мм.

Полная обменная способность - Еполн. = 570 экв/м3









3.3. Определяется объем катионита в Н-Na-катионитных фильтрах.

Объем катионита в Н- катионитных фильтрах, вычисляется

по [1,прил.7,п.26]:

WH = 24*qHпол.(Жо+СNa)/(nHp*EHраб.) м3 (9)

где СNa- концентрация в исходной воде,

СNa=0.9 гр-экв/м3 ,

nHp- число регенераций каждого Н-катионитного фильтра в сутки,

принимается по [1,прил.7,п.14]: от 1…2.

nHp=2,

EHраб.- рабочая обменная емкость Н-катионита, вычисляется по

Формуле [1,прил.7,п.27]:

EHраб.= a н* Еполн. - 0.5*qуд.*Ск гр-экв/м3 (10)

Где a н- коэффициент эффективности регенерации Н-катионитных

фильтров, принимается по [1,прил.7,п.27,табл.4]:

При удельном расходе Н2SO4 на регенерацию 100 гр./гр.-экв.

a н=0.85,

qуд.- удельный расход воды на отмывку 1 м3 катионита (для сульфо-

угля принимается 4 м3),

qуд.=4 м3,

Ск - общее содержание в воде катионидов,

Ск =7.3 гр-экв/м3 ,

EHраб.= 0.85*570 - 0.5*4*7.3 = 469.9 гр-экв/м3,

WH = 24*17.5(6.4+0.9)/(2*469.9) = 3.6 м3,

Объем катионита в Na-катионитных фильтрах вычисляется по

формуле [1,прил.7,п.26]:

WNa = 24*qNaпол.(Жо* nNap)*ENaраб. м3 (11)



Где nNap- число регенераций каждого Na-кат. фильтра в сутки

принимается согласно [1,прил.7,п.14] от 1…3.

nNap=2,

ENaраб.- рабочая обменная емкость Na-катионит. фильтра

вычисляется по [1,прил.7,п.15]:

ENaраб.= a Na*b Na*Еполн. - 0.5*qуд.*Жо гр-экв/м3 (12)

Где a Na - коэффициент эффективности регенерации Na-катион.

фильтров принимается при удельно расходе поваренной соли

NaCl 100 гр./гр.-экв. a Na=0.62

b Na- коэфф. Учитывающий снижение обменной емкости,

принимается [1,прил.7,п.15,табл.2] из соотношения:

СNa / Жо= 0.1 b Na= 0.83

ENaраб.= 0.62*0.83*570 - 0.5*4*6.4 = 293.3-12.8 гр-экв/м3,

WNa = 24*28.3(6.4/2)*280.5=7.7 м3.









3.4. Определяется площадь H-Na-кат. фильтров.

Площадь Н-кат. фильтров опред. по [1,прил.7,п.16]:

Fн = Wн/Hк, м2 (13)

где Hк- высота слоя катионита в фильтрах,

Площадь Na-кат. фильтров определяется по [1,прил.7,п.16]:

FNa = WNa/Hк, м2 (14)









Технические характеристики H-Na-кат. фильтров приведены в таблице:



Диаметр

Фильтра,

Мм.

Внимание!
На данной странице представлен текст работы для ознакомления, который может не иметь нормального форматирования, картинок и таблиц.
При скачивании работы вы получите полноценный документ

Введение

Введение.

На железнодорожном транспорте имеются предприятия, для работы которых требуется вода с малой жесткостью.

Известно, что жесткость воды обусловлена наличием в ней солей кальция и магния. Использование жесткой воды приводит к образованию накипи на внутренней поверхности котлов и теплообменных аппаратов, что снижает эффективность их работы.

В настоящее время один из наиболее распространенных способов умягчения воды является метод ионного обмена. Снижение жесткости воды ионным обменом основано на способности определенных или некоторых искусственных материалов (катионитов) которые имеют в своем составе обменные ионы Na+, Н+. Способные обмениваться на ионы Са2+, Мg2+. Реакция обмена:

2 Na [Кат.] + Ca (HCO3)2 Ы Ca [Кат.] + 2 NaHCO3

2 H [Кат.] + MgCl2 Ю Mg [Кат.]2 + 2 HCl

К катионит ам относятся глауконитовый песок, гумусовые угли, сульфоуголь, искусственные смолы (КУ-1, КУ-2).

В процессе фильтрации воды через катиноитную загрузку ее обменная способность уменьшается, поэтому необходимо периодически регенерировать (восстанавливать фильтрирующий материал). Реакции регенерации:

Ca [Кат.]2 + 2 NaCl Ю 2 Na [Кат.] + CaCl2

Na - катионидные фильтры регенерируются раствором NaCl

Mg [Кат.]2 + H2SO4 = 2 H [Кат.] + MgSO4

Н - катионидные фильтры регенерируются раствором серной кислоты - Н2SO4.

Для реализации представленных химических процессов устраивают специальное сооружение - станцию умягчения воды.

Целью курсового проекта является расчет основного технологического оборудования - Н-Na- катионитных фильтров и вспомогательного оборудования - кислотное хозяйство, солевое, дегазатор для удаления газов - СО2
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2022