軟化水處理上培訓(xùn).ppt

1 軟化水設(shè)備基礎(chǔ)知識北京海德能科技公司 2 鍋爐水處理監(jiān)督管理規(guī)則 第三條鍋爐及水處理設(shè)備的設(shè)計 制造 檢驗 修理 改造的單位 鍋爐及水處理藥劑 樹脂的生產(chǎn)單位 鍋爐房設(shè)計單位 鍋爐水質(zhì)監(jiān)測單位 鍋爐水處理技術(shù)服務(wù)單位及鍋爐清洗單位必須認(rèn)真執(zhí)行本規(guī)則 第九條鍋爐水處理是保證鍋爐安全經(jīng)濟運行的重要措施 不應(yīng)以化學(xué)清洗代替正常的水處理工作 第十條生產(chǎn)鍋爐水處理設(shè)備 藥劑和樹脂的單位 須取得省級以上 含省級 安全監(jiān)察結(jié)構(gòu)注冊登記后 才能生產(chǎn) 第十一條未經(jīng)注冊登記的鍋爐水處理設(shè)備 藥劑和樹脂 不得生產(chǎn) 銷售 安裝和使用 3 鍋爐水處理監(jiān)督管理規(guī)則 第十四條鍋爐水處理設(shè)備出廠時 至少應(yīng)提供下列資料 1 水處理設(shè)備圖樣 總圖 管道系統(tǒng)圖等 2 設(shè)計計算書 3 產(chǎn)品質(zhì)量證明書 4 設(shè)備安裝 使用說明書 5 注冊登記證書復(fù)印件 第三十六條對違反本規(guī)則的單位和個人 有下列情況之一者 安全監(jiān)察機構(gòu)有權(quán)給予通報批評 限期改進 暫扣直至吊銷資格 對持證的單位和個人 的處理 4 克分子 mol 定義 一定重量的物質(zhì) 在數(shù)值上等于他的分子量 單位用克表示 這個量就稱為一個克分子 如水的分子量為18 而18克水就是1克分子水 克分子的水含有的分子數(shù)為 6 02X1023現(xiàn)在國際上規(guī)定 物質(zhì)體系所包含的結(jié)構(gòu)粒子 如原子 分子 離子 電子 光子等等 數(shù)目與12克碳 12C 中的原子數(shù)目相等 則這體系的量為摩爾 符號 mol 5 當(dāng)量 定義 當(dāng)量表示元素相互化合時它們之間的重量關(guān)系 各種元素相互化合時 其重量比等于他們的當(dāng)量比 元素的當(dāng)量 原子量 化合價化合物的當(dāng)量 化合物的分子量 正 或負(fù) 價總數(shù)如 鈣的當(dāng)量 原子量 化合價 40 078 2 20 039 6 克當(dāng)量 定義 一定量的物質(zhì)在數(shù)值上等于它的當(dāng)量 單位以克表示 這個量就稱為該物質(zhì)的1個克當(dāng)量 如 鈣的當(dāng)量為20 039 而20 039克的鈣就等于1克當(dāng)量 7 硬度單位 一 1升水中含有的鈣 鎂離子的總毫克分子數(shù) mmol L1升水中含有的鈣 鎂離子的總毫克當(dāng)量數(shù) meq L1升水中含有的1 2鈣 1 2鎂離子的總毫克分子數(shù) 即 以氫離子為基本單位的物質(zhì)的量濃度 氫摩爾濃度 在數(shù)值上1 2鈣 1 2鎂離子的總毫克分子數(shù)等于鈣 鎂離子的總毫克當(dāng)量數(shù) 8 以CaCO3氫摩爾質(zhì)量來表示的1升水中含有鈣 鎂離子的氫摩爾總數(shù) 表示方法為ppm 以CaCO3計 如 CaCO3的分子量為100其可接受或提供1mol H 的摩爾質(zhì)量為50 硬度為2 H mmol L濃度 可表示為2x50 100ppm 以CaCO3計 例 水質(zhì)分析結(jié)果為Ca2 42 4mg L Mg2 25 5meq L用上面 種方試表示其硬度 1 42 4 40 07 25 5 24 3 1 058 1 049 2 107mmol L 2 42 4 20 03 25 5 12 15 4 22mg L 3 4 22mmol L 1 2Ca2 1 2Mg2 4 4 22x50 211ppm 以CaCO3計 1升水中含有的鈣 鎂離子總量等于17 1ppm 以CaCO3計 定義為一個格令 加侖 gr gallon 9 10 鈉離子交換反應(yīng) 11 12 交換示意圖 13 流速 gpm ft2 m h 通常流速越大離子交換所需的工作層越大 樹脂有效利用率會下降 但設(shè)備產(chǎn)水能力會提高 反之流速越小所需的工作層越少 樹脂利用率會增加 但設(shè)備產(chǎn)水能力下降 過小的流速會造成原水與樹脂表面離子進行交換 水不能進入樹脂內(nèi)部 樹脂表面通常僅提供20 的交換容量 樹脂里面能提供80 的交換容量 合理的交換流速對于提高設(shè)備產(chǎn)水能力及交換能力是非常重要的 一般建議運行流速控制在 中國20 30m h 美國4 10gpm ft2 小型裝置可適當(dāng)提高 14 交換示意圖 15 水與樹脂的接觸時間 gpm ft3 水與樹脂的接觸時間越長 交換越充分 但相對單位樹脂的產(chǎn)水能力下降 接觸時間越短 交換越不充分 單位樹脂的交換能力下降 而單位樹脂的產(chǎn)水能力提高 因此 合理的接觸時間對于軟水器的經(jīng)濟運行非常重要 一般建議1 0 5 0gpm ft3樹脂或8 40bv h 每小時流量為樹脂裝載量的八至四十倍 16 用線性流速與空間流速的區(qū)別 17 樹脂層的高度 樹脂層越低 流速對其交換能力的影響就越大 當(dāng)樹脂層高度達(dá)到30英尺 762mm 時 樹脂層高度造成的流速對其交換能力的影響可降到比較低的程度 因此 一般建議樹脂層高度大于30英尺 762mm 圖 1 18 進水含鹽量 進水含鹽量的高低直接影響出水的品質(zhì) 而進水含鹽量中K Na 的總含量對出水品質(zhì)的影響非常大 例 當(dāng)原水含鹽量為500PPM 其中K Na 為零 硬度為10mol m3 如果我們再生用15lb ft3 240g l 出水質(zhì)量可達(dá)到近乎0 00 當(dāng)原水含鹽量為500PPM 而K Na 為250PPM 硬度為5mol m3 同樣我們用15lb ft3 240g l 出水質(zhì)硬度為0 038mmol L接近0 04mmol L 超過了國家低壓鍋爐進水要求 若要出水達(dá)到0 03mmol L以下 必須使用 18lb ft3 290g l 圖 2 19 溫度 水溫增加能同時加快內(nèi)擴散 提高交換能力 無論是運行或再生 適當(dāng)?shù)靥岣咚疁囟葘浰魇怯幸娴?20 再生劑質(zhì)量 NaCl 再生劑純度越高 樹脂的再生度越高 出水的離子泄露量越少 因此提高再生劑純度及用軟化水溶液可提高再生度 21 再生劑純度對樹脂再生度的影響 22 再生液流量 通常再生液流量越小 獲得的再生效果越好 但過低的再生液流量會使再生時間過長 使再生劑繞過樹脂僅將樹脂表面再生 因此一般要求再生液流量在0 25 0 9gpm ft3 或順流流量4 6m h 逆流再生2 3m h 圖 3 23 再生液濃度 根據(jù)離子平衡原理 再生液濃度提高 可以使樹脂的交換能力得到提高 但在再生劑用量一定的條件下 再生液濃度過高 會縮短再生液與樹脂的接觸時間 從而降低了再生效果 一般鹽液濃度控制在10 左右為宜 圖 3 24 再生劑用量 樹脂的交換在理論上是按等當(dāng)量進行 即1mol的再生劑可恢復(fù)一個1mol的交換容量 即使用58 43g的NaCl 但實際上再生劑的耗量要比理論值大得多 實驗證明再生劑用量越多 獲得的樹脂工作交換容量越大 出水質(zhì)量越好 但隨著再生劑用量的不斷增加 工作交換容量的提高會越來越少 經(jīng)濟性會不斷下降 因此 再生鹽耗應(yīng)根據(jù)不同的原水水質(zhì) 在保證一定的交換能力及水質(zhì)條件下 盡可能選用比較經(jīng)濟合理的耗鹽量 在美國通常低壓鍋爐的軟水器 采用240g l鹽再生一升樹脂 圖 3 25 樹脂 不同的樹脂所提供的交換能力是不一樣的 通常鍋爐用軟水器要求使用的樹脂其交聯(lián)度不應(yīng)低于7 26 9000型軟化控制閥上布水器反洗膨脹空間交換器罐體中心管樹脂排污管石英砂下集水器罐底支撐 鹽井 空氣止回閥 鹽液面 鹽 鹽箱 浮球 鹽箱蓋 鹽井蓋 2310鹽液安全閥 擋鹽板 27 設(shè)計數(shù)據(jù) 28 反洗流速的計算 通過流量控制孔板來實現(xiàn)對反洗流速的控制 富來公司提供了從0 6gpm至的35種規(guī)格的流量孔板 及100gpm至400gpm的48種規(guī)格的流量孔板 能最大限度地滿足用戶的設(shè)計要求 反洗流量的計算 反洗流量 罐體面積 單位面積反洗流量例如 某鈉離子交換器直徑為1000mm 39 37英寸 確定其反洗流量 設(shè) 單位面積反洗流量 流速 為5gpm ft2 12 3m h 反洗流量 4 39 37 12 2 5 42 24gpm 1英尺 12英寸 查 FLECK公司反洗流量孔板參數(shù)表 表 1 得取用45gpm的流量孔板校對反洗流速 13m h 29 再生液耗量計算 全自動軟水器的再生劑耗量是通過控制鹽箱補水量來達(dá)到控制再生劑量 例如 上例中通過查閱樹脂資料及進 出水質(zhì)確定 再生鹽耗為每升樹脂使用160克鹽 即10lbNaCl ft3樹脂 再生總鹽耗量 單位樹脂再生鹽耗 樹脂量 160 660 105600g 100 56kg設(shè) 根據(jù)飽和鹽液濃度為26 由溶液濃度計算公式得到 溶液濃度 溶質(zhì) 溶質(zhì) 溶劑 100 溶劑 溶質(zhì) 100 溶液濃度 溶液濃度 鹽箱補水量 100 56 100 26 3 26 3 298 8kg 298 8L 78 8gallon 1L 0 267gallon 查 FLECK公司提供的鹽箱補水流控制孔板參數(shù)表 表 1 得 若選用7gpm的流量孔板 則鹽箱補水時間為補水時間 鹽箱補水量 單位時間補水流量 78 8 7 11 25分鐘設(shè)定 鹽箱補水時間為12分鐘注 在通常情況下鹽箱補水時間考慮為10 20分鐘另 簡易算法 設(shè) 飽和鹽液為每1加侖水溶解3磅鹽本例 鹽箱補水量 總鹽耗量 3 23 3 10 3 77 6加侖 30 再生液流速計算 全自動軟水器的再生液流速是通過選用合適的射流器來加以控制 富來公司提供了18種規(guī)格的射流器供用戶選擇 以求達(dá)到最佳的的再生效果 交換器再生液流量 樹脂裝載量x單位樹脂再生液流量例如 上例中的軟水器放入了660升 23 3ft3 陽離子交換樹脂 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè) 單位樹脂再生液流量為0 5gpm ft3交換器再生液流量 23 3 0 5 11 6gpm 1ft3 28 3L 查 FLECK公司提供的射流器參數(shù)表 表 2 得在40psi壓力下選用1800系列 6 射流器流量為10 8gpm實際單位樹脂再生液流量為0 46gpm ft3實際再生液流速 實際交換器再生液流量 交換器截面積 10 8x0 227 0 785 3 1m h1gpm 0 227m3 h 31 32 吸鹽置換時間的確定 吸鹽 置換時間需經(jīng)過計算來確定 并在控制閥上加以確定查 FLECK公司提供射流器參數(shù)表 表 2 得到在40psi壓力下選用1800系列 6 射流器流量為10 8gpm其中吸鹽量為38 進水量 置換水量 為62 吸鹽量 射流器流量x0 38 10 8x0 38 4 1gpm吸鹽時間 飽和鹽液量 單位吸上鹽液量 鹽箱補水量 鹽耗量 單位吸上鹽液 1 14 298 8 105 1 14 4 1 3 787 22 81分鐘 1加侖 3 787L 置換時間 置換水量 單位慢洗流量設(shè) 置換水量 樹脂裝載量 660L 174 28加侖單位慢洗流量 交換器再生液流量 吸鹽量 10 8 4 1 6 7gpm置換時間 174 28 6 7 26 01分鐘總吸鹽置換時間 吸鹽時間 置換時間 21 81 26 01 48 82分鐘總吸鹽置換時間為50分鐘設(shè)定 為50分鐘 33 系統(tǒng)壓降計算 全自動軟水器壓力降有以下幾部分組成 控制閥壓降 樹脂層壓降 布水器壓降 控制閥壓降 運行流量gpm Cv 2樹脂層壓降 查樹脂公司提供的壓降計算圖表 布水器壓降 查布水器公司提供的壓降計算圖表 例如 上例選用FLECK3900控制閥交換器運行流量為25m3 h查 富來自動控制閥規(guī)格表 得 3900控制閥運行阻力系數(shù)為65控制閥壓降 25x4 4 65 2 2 86psi1m3 4 4gpm控制閥壓降0 2kg cm21psi 0 0689kg cm2 34 35 36 37 38 單流式過濾器與多層過濾器的比較 39 多層濾料過濾器設(shè)計參考 40 軟水器 活性碳過濾器 砂過濾參照表 41 富來控制閥具有良好的適應(yīng)性 a 有近100種規(guī)格的流量控制孔板供用戶選擇 他能最大限度的滿足用戶要求 b 有18種規(guī)格的射流器 且互換性能強 每型控制閥至少有7種尺寸的射流器供用戶選用 c 從進出口管經(jīng)3 4 至3 有多達(dá)16種型號 其流量范圍從最小的3 4噸至56 8噸 在1kgf cm2壓降下 d 從6 24 罐 FLECK有三種型號的控制閥可用于一閥雙罐自動切換 8500 9000 9500 42 富來控制閥具有良好的可靠性 a 它的每個受壓零件的設(shè)計 必須滿足從0 13 3kgf cm2的循環(huán)壓力試驗250 000次 水質(zhì)協(xié)會要求從0 10 5kgf cm2循環(huán)試驗100 000次 b 再生 運行的周期循環(huán)試驗必須滿足10 000次 即 如果平均每天再生一次 它能使用27年 c 為滿足這些要求 FLECK公司制造的進出口管徑大于1寸的控制閥 采用無鉛黃銅作為其閥體材料 d FLECK的無硬水旁通控制閥 再生時自動阻斷出水 無需電磁閥 e FLECK是唯一使用流量孔板與注水時間相配合的方式來控制鹽箱注水量 它能最準(zhǔn)確的控制耗鹽量 43 5600 5600SE 5000 6600 6700控制閥結(jié)構(gòu) 性能及適用場合 44 1500 2510 2700 2750 2850 287