离子交换设计计算书讲解Word文档格式.docx
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总硬度
0.13~0.25
溶解氧
6.37~13
浑浊度
度
0.4~4.0
电导率
μs/cm
8~24
总悬浮固体
5~78
总溶解固体
44~432
经净化水场后的水质指标
单
位
7.99
3.44
3.88
1.25
Mmol/L
0.342
-
0.37
1/2Ca2+
mmol/L
0.206
1/2Mg2+
0.104
0.31
1.2出水水质
PH(25℃)
6~7
硬度
μmol/L
≈0
μs/cm(25°
C)
≤0.2
铁
μg/L
≤20
铜
≤3
SiO22-
2处理水量
处理水量为:
900m3/h
设备选型计算
一、混床
900m3/h,考虑系统自用水量10%,混床处理能力为990m3/h,采用多孔强碱I型201×
7#阴树脂和001×
7#阳树脂,混合树脂的单位周期制水量取6000m3/m3,
1.混床总面积
F=Q/U=990/48=18.75(U取48m/h)
2.混床计算台数
n=F/0.785d2=18.75/0.785×
2.82=3台(ф2800mm)
一台再生一台备用,共5台
3.实际正常运行流速
单台混床处理量为930/3=330m3/h
U=Q/F=4×
330/(3.14×
2.82)=53.62m/h
4.树脂高度计算
阳树脂体积Vc=Π/4×
D2×
h阳
阴树脂体积Va=Π/4×
h阴
混床运行周期选取为5天合120小时
T=6000(V阳+V阴)/Q=[6000Π/4×
(h阳+h阴)]/330=120
Hc:
ha取1:
2
Hc=353mmha=706mm
阳树脂高取360mm,阴树脂高取720mm
5.阳树脂再生一次耗用30%盐酸量
Bc1=Vcbc/30%=2.22×
75/30%=523.6Kg/次
6.阳树脂再生一次耗用30%盐酸体积
Vc1=Bc1/rc1==524.6/1.149=455.7L/次
7.盐酸计量槽的容积
Vc2=1.2Vc1=1.2×
455.7=546.8L
8.稀释至5%盐酸溶液的体积
Vc3=Vc*bc/5%*rc2=3070.5L/次
9.阳树脂再生一次释用除水用量
Vc4=Vc3-Vc1=3070.5-455.7=2614.8L/次
10.30%盐酸的平均月耗量
Bc2=30×
24*Bc1/T=30×
24×
523.6/120=3141.7Kg/月
11.30%盐酸的平均年耗用量
Bc3=12*Bc1=37699/年=37.7吨/年
12.阴树脂再生一次耗用30%NaOH量
Ba1=Va*ba/30%=4.43*70/30%=916Kg/次
13.阴树脂再生一次耗用30%NaOH体积
Va1=Ba1/ra1=916/1.328=735.9L
14.NaOH计量槽的容积
Va2=Va1×
1.2=735.9×
1.2=885L
15.稀释至4%NaOH溶液的体积
Va3=Va×
ba/4%ra2=3.926×
70/4%*1.043=6587.2L
16.阴树脂再生一次稀释用除盐水量
Va4=Va3-Va1=6587.2-735.9=5851.3L
17.30%NaOH的平均月耗量
Ba2=30×
Ba1/T=30×
916/120=5496Kg/月
18.30%NaOH的平均年耗量
Ba3=Ba2×
12=65952Kg/年=65.95吨/年
19.离子交换器酸废水排放量
G1`=V*E(N-N1)*10-3=2.154×
550×
(150-36.5)×
10-3=134.5Kg/周期
20.离子交换器碱废水排放量
G2`=V*E(N-N1)*10-3=4.038×
250×
(250-40)×
10-3=212Kg/周期
21.废碱液中能被废酸液中和的部分的酸量
G3=
=
=147.4Kg/周期
22.剩余碱量
G4=G2`-G3=212-147.4=64.6Kg/周期
23.中和后碱性废水排放量
Q=V1+V2+V3+V4=23.08+3.16+3.16+92.32=121.7m3
23.碱性废水浓度
A1=
=0.518g/l
24.排放碱性废水PH值
PH=14-lg
=14-lg
=12.11
25.体外管系接口规范
进、出水口管径计算
Q=u*Π/4×
D2=2×
3600×
3.14×
D2/4=330
D=242mm取250mm
反洗进水、排水管管径计算
Q=10Π/4×
2.82=u*Π/4×
D2=1.5×
3.14/4×
D2
D=121mm取150mm
进碱管管径计算
Q=5Π/4×
D=85mm取100mm
进水管:
DN250,PN1.0MPa
出水管:
DN250,PN1.0MPa
中间排水管:
DN100,PN1.0MPa
反洗进水管:
DN150,PN1.0MPa
反洗排水管:
正洗排水管:
DN100,PN1.0MPa
进气管:
DN65,PN1.0MPa
排气管:
DN40,PN1.0MPa
进碱管:
进酸管:
26.筒体高度计算
反洗膨胀率50%,直筒高度h=(0.36+0.72)×
(1+50%)/80%=2.05m
二、阴双室双层浮动床
阴双室双层浮动床直径取ф3000,采用D301弱碱阳离子交换树脂和201×
7强碱阳离子交换树脂,
运行周期取120h。
1.弱碱阴树脂量计算
Va1=
×
k1=
1.20=11.138m3
Va1=Π/4×
h弱碱=3.14/4*32*h弱碱=11.138m3
h弱酸=1.568m取1600mm
2.强碱阴树脂量计算
Va2=
k2=
1.10=9.372m3
Va2=Π/4×
h弱碱=3.14/4*32*h弱碱=9.372m3
h弱酸=1.309m取1300mm
3.阴床再生用碱量
G2=(Va1*E1+Va2*E2)*q*10-3
=(11.138×
850+9.372×
400)×
60×
10-3
=793Kg
30%NaOH一次投加体积
V2=
=1.99m3
4%NaOH一次投加体积
=19.25m3
4.每周期碱排放量计算
G2=V*E(N-N1)*10-3=(10.125×
850+8.52×
(65-40)×
10-3=300.4Kg
5.碱性废水排放体积
Q1=V2+V3+V4=17.5+38.86+37.28=93.6m3
6.体外管系接口规范
32=u*Π/4×
D=129mm取150mm
D=91mm取100mm
DN250,PN1.0Mpa
再生液进水管:
DN100,PN1.0Mpa
再生液出水管:
排水管:
DN200,PN1.0Mpa
正洗进水管:
正洗出水管:
DN150,PN1.0Mpa
DN40,PN1.0Mpa
上部进树脂口:
下部进树脂口:
上部排树脂口:
下部排树脂口:
7.筒体高度计算
反洗膨胀率50%,直筒高度h=(1.3+1.6)×
(1+50%)/90%=4.83m
三、阳双室双层浮动床
阳双室双层浮动床直径取ф3000,采用D113-Ⅲ弱酸离子交换树脂和001×
7强酸阳离子交换树脂,
1.弱酸阳树脂量计算
Vc1=
K1=
1.15=4.81m3
Vc1=Π/4×
h弱酸=3.14/4×
32×
h弱酸=4.81m3
h弱酸=0.68m取700mm
2.强酸阳树脂量计算
Vc2=
1.20=5.71m3
Vc2=Π/4×
h强酸=3.14/4*32*h弱酸=5.71m3
H强酸=0.81m取850mm
3.阳床再生用酸量(HCl)
G1=(Vc1*E1+Vc2*E2)*q*10-3
=(4.81×
1800+5.71×
1000)×
50×
=718.4Kg
30%HCl一次投加体积
=2.09m3
=17.56m3
4.离子交换器酸废水排放量
G2`=V*E(N-N1)*10-3=(4.93×
1800+5.61×
(50-36.5)×
=195Kg/周期
5.酸性废水排放体积
Q2=V1+V2+V3+V4=11.8+17.7+42.39+19.12=91.1m3
6.剩余碱量
G4=300-
=300-213.7=86.3Kg/周期
7.中和后碱性废水排放量
Q=Q1+Q2=93.6+91.1=184.7m3
8.碱性废水浓度
A2=
=0.467g/l
9.排放碱性废水PH值
PH=14-lg
=14-lg
=12.07
10.体外管系接口规范
排出管:
11.筒体高度计算
反洗膨胀率50%,直筒高度h=(0.7+0.85)×
(1+50%)/90%=2.60m
四、纤维球过滤器
型号:
WQJ-2800
过滤器直径:
2800mm
过滤器高度:
4106mm
过滤面积:
6.154m2
处理能力:
165m3/h
滤速:
30m/h
进水压力:
≤0.6Mpa
过滤器阻力损失:
≤0.10Mpa
反洗压力:
≤0.2Mpa
反洗强度:
36m3/m2.h
反洗水泵
流量:
221m3/.h
扬程:
32m
功率:
30Kw
反洗器阻力损失:
≤0.15Mpa
反洗历时:
20-30min
气洗强度:
150m3/m2.h
滤后水质:
SS:
≤10mg/L
粒径:
≤0.2mm
滤料:
纤维球30mm
电机功率:
22KW
桨叶直径:
φ900mm
数量:
10台
反洗水泵流量计算
反洗强度为36m3/m3h
Q=36×
1.42=221m3/h
反洗水泵扬程:
35m
体外管系接口规范
D2/4=165
D=185mm取200mm
Q==u*Π/4×
D2=36×
3.22
D=169mm取200mm
(1)过滤进水、反洗出水管:
DN200,PN1.0MPa
(2)过滤出水、反洗进水管:
DN200,PN1.0MPa
(3)排气管:
(4)溢流管:
DN15,PN1.0MPa
五、脱气塔
中间水箱和脱气塔为一体化布置,脱气塔置于中间水箱上。
1.脱气塔的横截面积
f=
=6.6m2
2.脱气塔的直径
D=1.13
=1.13
=1.13×
2.45=2.77m
取脱气塔直径2.8m
3.脱气塔填料表面积
F=
G=
=0.1
C=
*10-3=
*10-3=0.185×
K=
Pr=0.36×
10-2
=0.36×
=10.1
Re=
=5.5×
105
=1684m2
4.脱气塔填料高度
V=
=7.14
H=
=1.46m
取1500mm
5.鼓风机选择计算
L=1.1*g*Q*K*K1*K2
=1.1×
20×
330×
1×
1.6
=11968m3/h
6.风机的风压
P=1.2*(A*H+
h)*K*
=1.2×
(294×
1.8+392)×
=1125Pa
7.体外管系接口规范
D=242mm进口取250mm 出口取300mm
8.配套风机
5台
型号:
CQ20-J
风量:
Q=9612-14418m3/h
风压:
H=1.96KPa
电源电压:
380V
P=15kW
转速:
2900r/min
生产厂家:
湖北鼓风机有限公司
7.中间水箱
型式:
方形
数量:
容积:
100m3
外形尺寸:
L4500mm×
B4500mm×
H5000mm
六、树脂清洗罐
阳树脂清洗罐
设备规范及数量:
Ø
3000mm1台
设备直径(外径、壁厚):
3024mm、12mm.上、下封头厚度14mm。
设计压力:
0.6MPa
试验压力:
0.75MPa
工作温度:
最低:
5℃最高:
60℃
设备高度
(1)树脂层高1600mm。
(2)膨胀高度1600mm。
(3)器体高度(不包括支腿)5550mm。
(4)总高度6200mm(包括支腿)。
阴树脂清洗罐
试验压力:
(1)树脂层高1000mm。
(2)膨胀高度1000mm。
(3)器体高度(不包括支腿)4730mm。
(4)总高度5380mm(包括支腿)。
七、其它
1.原水箱
圆形
2台
500m3
直径:
Φ8000mm
高度:
H=10700mm
2.脱盐水箱
500m3
φ10000mm
H=6400mm
3.酸碱再生系统
2套,混床一套,阳、阴床一套
贮存罐装置
酸贮存罐
(1)数量:
(2)容积:
50m3
(3)尺寸和壁厚
尺寸:
Φ3024×
7805mm
直筒壁厚:
12mm
封头厚度:
14mm
(4)体外管系接口规范
DN50,PN1.0MPa
进液管:
DN150,PN1.0MPa
出液管:
DN80,PN1.0MPa
备用管:
DN50,PN1.0MPa
排污管:
DN80,PN1.0MPa
人孔:
数量:
2,规格Φ500
碱液贮存罐
(3)直径和壁厚
12mm。
14mm。
2,规格:
Φ500
计量装置
酸计量箱
1台
4.0m3
(3)尺寸
Φ1612×
2340mm
壁厚:
8mm
DN32,PN1.0MPa
DN25,PN1.0MPa
DN32,PN1.0MPa
碱计量箱
酸雾吸收器
(2)设计压力:
<0.1MPa
(3)设计温度:
50℃
(4)直径:
500mm
(5)壳体材料/厚度:
Q235A/6mm
(6)设备高度:
1100mm
(7)填料名称/高度:
塑料多面空心球/500mm
(8)填料直径:
50mm
喷射器
阳床喷射器
(1)流量:
40m3/h
(2)再生液出口压力:
0.2MPa
(3)材质:
PTFE
(4)数量:
阴床喷射器
40m3/h
Q235A
混床酸喷射器
35m3/h
混床碱喷射器
卸酸泵
1台
(2)流量:
15m3/h
(3)压力:
0.15Mpa
(4)功率:
1.5KW
(5)材质:
HDPE
虹吸酸罐
10.0m3
(3)尺寸 Φ2000×
3200mm
6.中间水泵
离心泵
规格:
Q=330m3/h,P=0.50MPa
材料
(1)泵壳:
CS
(2)叶轮:
304
电机
(1)功率:
75kW
(3)厂家:
原装
制造商及产地:
上泵集团
7.脱盐水提升泵
4台
CS
304
(2)厂家:
原装
8.再生水泵
(1)型式:
(2)数量:
3台
(3)规格:
Q=20m3/h,P=0.30Mpa
(4)材质:
泵壳:
铸铁叶轮:
304
(5)电机功率:
3.0kW
(6)电机转速:
2
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