Расчет дегазатора

Удаление углекислоты из водород–катионированной воды производится в дегазаторах с загрузкой из колец Рашига размером 25x25x3 мм.

Площадь поверхности насадки для удаления из воды СО₂ равна

(45)

где – количество углекислоты (кг/ч), подлежащее уда­лению из воды,

(46)

– содержание углекислоты в воде, поступающей на де­газацию после Н–катионпрования, определяется по графику рис. 2 [14], = 0, 485 мг–экв/л= 10, 7 мг/л; –предельная концентрация углекислоты в дегазированной во­де, =1 м, г/л; q_р– расчетный расход воды q_р=197, 58 м³/ч (4742 м3/сут).

– средняя движущая сила процесса десорбции (кг/м3), определяемая по формуле

(47)

–коэффициент десорбции, м/ч (величина скорости вытеснения из жидкости поглощенных его газов и па­рообразных продуктов); =0, 51 м/ч при t^o=20°С

(рис. 31.2–[12]).

Объем колец Рашига равен

(48)

где – поверхность колец Рашига размером 25x25x3 мм в

По табл. ХVI-5 [3] при производительности дегазатора 197, 58 м³/ч принимаем к установке два дегазатора (1 рабочий, 1 резервный) с внутренним диаметром 460 мм производительностью 10 м³/ч и площадью поперечного сечения F_д=0, 167 м². Тогда высота загрузки колец определится по формуле

(49)

Объем парогазовой смеси, удаляемой из дегазатора

(50)

где Р_у – парциальное давление газа в воде на выходе его из дегазатора, отвечающее равновесному состоянию и опре­деляемое по формуле

– растворимость углекислоты в воде (г/м³) при дан­ной температуре и парциальном давлении 1атм (1000 гПа), определяется по табл. 31.4 [12], при 20°С = 1690 г/м³. Приведем объем парогазовой смеси к нормальным усло­виям

где Рд – давление парогазовой смеси (кг/см²) в дегазаторе, соответствующее точке кипения воды при данной темпера­туре, принимается по табл. 31.3 [12].

Для создания вакуума в дегазаторах принимаем к уста­новке два вакуум–насоса (1 рабочий, 1 резервный) типа ВВН 1–0, 75 производительностью 0, 75 м³/мин при вакууме 70%, n = 1500 об/мин, N=2, 2 кВт (табл. 13.3 [12]).

Подача воды в Nа–катионитовые фильтры I ступени после дегазатора осуществляется с помощью насосов. Потребная производительность насосов q_н=197, 58 м³/ч.

Принимаем к установке 2 насоса (1 рабо­чий, 1 резервный) типа 2К-115 q_н =38, 3 м³/ч, H =34 м, N=3, 0 кВт, n=1450 об/мин.

3. Расчет Н–катионитовых фильтров

В качестве загрузки фильтров принимаем катионит сульфоуголь с крупностью зерен от 0, 5 до 1, 1 мм. Паспортная обменная емкость сульфоугля 500 г–экв/м³.

Рабочая обменная емкость Н–катионита в фильтрах I ступени определяется по формуле

(51)

где =0, 68 при расходе серной кислоты на регенерацию катионита 50 г/г–экв поглощенных катионов (табл. 46 [14]);

С_к – общее содержание катионов в воде, поступающей на Н–катионитовые фильтры, г–экв/м³, С_к=Са²⁺+Мg²⁺+Na⁺=Жо+ Nа⁺=5, 7+0, 376 = 6, 076 г–экв/м³; q_уд = 4 м³/м³.

Объем катионита в фильтрах равен

(52)

где – полезная производительность водород–катионито­вых фильтров, м³/сут, =4742м3/сут; n –число регенераций в течение суток, принимаем предварительно n=1. Площадь водород–катионитовых фильтров равна

(53)

где H=2 м – высота слоя катионита в фильтре (п. 6.282 [14]).

К установке принимается 4 рабочих водород-катионито­вых фильтра 1 ступени D=3, 4 м (F_д=9, 1 м2).Проверяем скорости фильтрования при нормальном и форсированном режимах

Проверяем скорости фильтрования при нормальном и форсированном режимах

(54)

где Т=16ч – число часов работы установки в течении суток, t_взр – продолжительность взрыхления, t_взр=0, 25ч, t_рег– продолжительность регенерации, t_рег=0, 25ч, t_отм – продолжительность отмывки,

(55)

– расход воды на отмывку катионита одного фильтра после его регенерации,

= – скорость фильтрования при отмывке, согласно п. 6.299 [14] = 10м/ч

Скорость при форсированном режиме (один фильтр на регенерации) равна

Фактическая продолжительность работы фильтра до проскока в фильтрат ионов натрия

С точки зрения эксплуатации установки принимаем время работы ее равным целому числу суток, т. е. t=1 сут (как было принято ранее), из которых полезное время работы будет составлять 21, 5ч, а время регенерации 1, 5 ч.

Так как установка работает не круглосуточно (T=16 ч), то в соответствии с п. 6.298 [14] резервные фильтры не пре­дусматриваются.