混床設(shè)計(jì)計(jì)算書(詳細(xì))

1、混合離子交換器詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算書（內(nèi)部資料）1工藝流程的設(shè)計(jì)由于原水水質(zhì)較好，水中TDS含量較低。因此，本項(xiàng)目推薦選用傳統(tǒng)的成熟工藝離子交換器作為系統(tǒng)的主脫鹽設(shè)備；系統(tǒng)初期投資成本低、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。離子交換器采用雙床浮動(dòng)床工藝，它具有處理水量大、占地面積小、交換容量高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)計(jì)算，一級(jí)陽(yáng)陰離子脫鹽后的產(chǎn)水尚未達(dá)到生產(chǎn)工藝用水的要求，所以，在一級(jí)除鹽裝置之后，設(shè)置混合離子交換器，其出水水質(zhì)完全滿足設(shè)備采購(gòu)方出水要求。為保證關(guān)鍵設(shè)備離子交換器的長(zhǎng)期可靠穩(wěn)定運(yùn)行，則必須設(shè)置符合水質(zhì)特點(diǎn)的預(yù)處理系統(tǒng)，滿足離子交換器進(jìn)水指標(biāo)：SS3mg/L。2工藝流程總述2.1工藝流程：由凈化水場(chǎng)來的原水經(jīng)過水處理系

2、統(tǒng)后到達(dá)超高壓鍋爐給水的要求后，通過管 道送到除氧水站供超高壓和高壓鍋爐使用。原水由全廠新鮮水管網(wǎng)送入除鹽水站后，部分去凝結(jié)水換熱后進(jìn)生水罐，生水 經(jīng)新鮮水泵加壓后，先經(jīng)過濾器后進(jìn)入陽(yáng)離子交換器，因原水中HCO3-含量為20-42.1mg/L，為減少后級(jí)陰離子交換器的負(fù)荷，經(jīng)過除 CO2 器除去 重碳酸根后，由中間水泵經(jīng)陰離子交換器和混合離子交換器后，去除鹽水罐， 最后由除鹽水泵加壓進(jìn)除鹽水管網(wǎng)供各用戶使用。主體設(shè)備為單元式運(yùn)行排 列，同時(shí)也考慮母管式的連接組合。為了減少設(shè)備的臺(tái)數(shù)、減少再生次數(shù)和酸 堿耗量，增加運(yùn)行時(shí)間。工藝如下：（原水箱）原水泵多介質(zhì)過濾器陽(yáng)離子交換器脫塔碳中間水箱陰離子交

3、換器混合離子交換器除鹽水箱除鹽水泵使用點(diǎn)為了保證除鹽水系統(tǒng)供應(yīng)的可靠性，選擇了五個(gè)系列；正常情況下，三個(gè)系列運(yùn)行,一個(gè)系列再生，一個(gè)系列備用。其中設(shè)備包括：10臺(tái)150噸/小時(shí)的纖維球過濾器（2600mm），5套300噸/小時(shí)陽(yáng)離子交換器(3000mm），5套300噸/小時(shí)陰離子交換器(3000mm），5套300噸/小時(shí)混合離子交換器(2800mm）及其它輔助設(shè)備等組成。2.3本套水處理設(shè)備的原水水質(zhì)按提供的水質(zhì)報(bào)告設(shè)計(jì)，而最終制出900噸/小時(shí)除鹽水。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)1進(jìn)水水質(zhì)1.1 除鹽水物流特性本項(xiàng)目的原水來自于菱溪水庫(kù)，其水質(zhì)(供參考)為：分析項(xiàng)目單位分析結(jié)果PH值SO42-mg

4、/LCL-mg/LNO3-mg/L0.421.28CO32-mg/L0HCO3-mg/L游離CO2mg/L硅酸根（SiO2計(jì)）mg/LCa2+mg N/LMg2+mg N/L總鐵mg N/L總硬度mg N/L溶解氧mg/L6.3713渾濁度度電導(dǎo)率s/cm824總懸浮固體mg/L578總?cè)芙夤腆wmg/L44432經(jīng)凈化水場(chǎng)后的水質(zhì)指標(biāo)分析項(xiàng)目單 位分析結(jié)果PH值SO42-mg/LCL-mg/LNO3-mg/LCO32-mg/L0HCO3-Mmol/L游離CO2mg/L-硅酸根（SiO2計(jì)）mg/L1/2 Ca2+mmol/L1/2 Mg2+mmol/L總鐵mg/L-總硬度Mmol/L溶解氧mg

5、/L-渾濁度度-電導(dǎo)率s/cm-總懸浮固體mg/L-總?cè)芙夤腆wmg/L-PH(25)67硬度mol/L0電導(dǎo)率s/cm (25C)0.2鐵g/L20銅g/L3SiO22-g/L202處理水量處理水量為：900m3/h設(shè)備選型計(jì)算一、混床處理水量為：900m3/h，考慮系統(tǒng)自用水量10%，混床處理能力為990 m3/h，采用多孔強(qiáng)堿I型2017陰樹脂和0017陽(yáng)樹脂，混合樹脂的單位周期制水量取6000m3/m3, 1. 混床總面積FQ/U=990/48=18.75 (U取48m/h)2. 混床計(jì)算臺(tái)數(shù)22=3臺(tái)（2800mm）一臺(tái)再生一臺(tái)備用，共5臺(tái)3.實(shí)際正常運(yùn)行流速單臺(tái)混床處理量為930/3

6、330m3/hUQ/F=4332)=m/h陽(yáng)樹脂體積Vc/4D2h陽(yáng)陰樹脂體積Va/4D2h陰混床運(yùn)行周期選取為5天合120小時(shí)T=6000(V陽(yáng)+ V陰) /Q=6000/4D2(h陽(yáng)+h陰) /330=120Hc:ha取1：2Hc353mm ha706mm陽(yáng)樹脂高取360mm,陰樹脂高取720mm5.陽(yáng)樹脂再生一次耗用30%鹽酸量Bc1=Vcbc/30%=2.2275/30%=Kg/次6.陽(yáng)樹脂再生一次耗用30%鹽酸體積Vc1=Bc1/rc1=/1.149=455.7L/次Vc2c1455.7=546.8L 8.稀釋至5%鹽酸溶液的體積Vc3=Vc*bc/5%*rc2=L/次Vc4=Vc3

7、-Vc1=3-455.7=L/次10.30%鹽酸的平均月耗量Bc2=3024*Bc1/T=3024/120=/月11.30%鹽酸的平均年耗用量Bc3=12*Bc1=37699/年12.陰樹脂再生一次耗用30%NaOH量Ba1= Va*ba/30%=*70/30%=916Kg/次13. 陰樹脂再生一次耗用30%NaOH體積Va1= Ba1/ra1=916/1.328=7LVa2= Va11.2=735.91.2=885L 15.稀釋至4%NaOH溶液的體積Va3= Vaba/4%ra2=70/4%*1.043=LVa4= Va3- Va1=-735.9=L17.30%NaOH的平均月耗量Ba2=

8、3024Ba1/T=3024916/120=5496Kg/月18. 30%NaOH的平均年耗量Ba3=Ba21265952Kg/年G1=V*E(N-N1)*10-3550(150-)10-3=/周期G2=V*E(N-N1)*10-3250(250-40)10-3=212Kg/周期堿液中能被廢酸液中和的部分的酸量G3=14/周期G4= G2- G3=212-147.4=Kg/周期23.中和后堿性廢水排放量Q=V1+V2+V3+V4 =+3.16+=121.7m3A1=/lPH14-lg=14- lg25.體外管系接口規(guī)范進(jìn)、出水口管徑計(jì)算Qu*/4D2=23600D2/4=330 D=242mm

9、 取250mm反洗進(jìn)水、排水管管徑計(jì)算Q10/42=u*/4D23600D2 D=121mm 取150mm進(jìn)堿管管徑計(jì)算Q5/42=u*/4D23600D2 D=85mm 取100mm26.筒體高度計(jì)算反洗膨脹率50%，直筒高度h=(0.36+0.72)(1+50%)/80%=m二、陰雙室雙層浮動(dòng)床陰雙室雙層浮動(dòng)床直徑取3000，采用D301弱堿陽(yáng)離子交換樹脂和2017強(qiáng)堿陽(yáng)離子交換樹脂,運(yùn)行周期取120h。Va1=k1=1.20=m3Va1/4D2h弱堿3.14/4*32* h弱堿=m3h弱酸=m 取1600mmVa2=k2=1.10=m3Va2/4D2h弱堿3.14/4*32* h弱堿=m

10、3h弱酸=m 取1300mmG2=(Va1*E1+Va2*E2)*q*10-3=(850+400)6010-3=793Kg30%NaOH一次投加體積V2=m34%NaOH一次投加體積V2=m3G2=V*E(N-N1)*10-3=400)(65-40)10-3=5.堿性廢水排放體積 Q1= V2+V3+V4 =+=93.6m36.體外管系接口規(guī)范Qu*/4D2=23600D2/4=330 D=242mm 取250mm反洗進(jìn)水、排水管管徑計(jì)算Q10/432=u*/4D23600D2 D=129mm 取150mm進(jìn)堿管管徑計(jì)算Q5/432=u*/4D23600D2 D=91mm 取100mm排水管：

11、 DN27.筒體高度計(jì)算反洗膨脹率50%，直筒高度h=(1.3+1.6)(1+50%)/90%=三、陽(yáng)雙室雙層浮動(dòng)床陽(yáng)雙室雙層浮動(dòng)床直徑取3000，采用D113-弱酸離子交換樹脂和0017強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹脂,運(yùn)行周期取120h。1. 弱酸陽(yáng)樹脂量計(jì)算Vc1=K1=1.15=m3Vc1/4D2h弱酸32h弱酸=4.81m3h弱酸=8m 取700mm2. 強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂量計(jì)算Vc2=k1=1.20=m3Vc2/4D2h強(qiáng)酸3.14/4*32* h弱酸=5.71m3H強(qiáng)酸=0.81m 取850mm3. 陽(yáng)床再生用酸量(HCl)G1=(Vc1*E1+Vc2*E2)*q*10-3=(4.811800+5.7

12、11000)5010-3=Kg30%HCl一次投加體積V2=2.09m34%NaOH一次投加體積V2=17.56m3G2=V*E(N-N1)*10-31000)(50-)10-3=195Kg/周期5.酸性廢水排放體積 Q2=V1+V2+V3+V4 =+=m36.剩余堿量G4= 300-=300-=Kg/周期7.中和后堿性廢水排放量Q=Q1+Q2=93.6+91.1=18m38.堿性廢水濃度A2=0.467g/l9.排放堿性廢水PH值PH14-lg=14-lg=12.0710.體外管系接口規(guī)范Qu*/4D2=23600D2/4=330 D=242mm 取250mm反洗進(jìn)水、排水管管徑計(jì)算Q10/

13、432=u*/4D23600D2 D=129mm 取150mm進(jìn)堿管管徑計(jì)算Q5/432=u*/4D23600D2 D=91mm 取100mm排出管： DN211.筒體高度計(jì)算反洗膨脹率50%，直筒高度h=(0.7+0.85)(1+50%)/90%=四、纖維球過濾器型 號(hào)： WQJ-2800 過濾器直徑： F2800mm過濾器高度： 4106mm 過濾面積： m2 處理能力： 165m3/h 濾 速： 30m/h 進(jìn)水壓力： 過濾器阻力損失： 反洗壓力： 反洗強(qiáng)度： 36 m3/m2.h反洗水泵 流量： 221m3/.h揚(yáng)程: 32m功率: 30Kw反洗器阻力損失： 0.15Mpa 反洗歷時(shí)：

14、 20-30min氣洗強(qiáng)度： 150 m3/m2.h 濾后水質(zhì)： SS： 10mg/L粒徑： 濾料： 纖維球F30mm電機(jī)功率： 22KW槳葉直徑： 900mm數(shù)量： 10臺(tái)反洗水泵流量計(jì)算反洗強(qiáng)度為36m3/ m3hQ362=221m3/h 反洗水泵揚(yáng)程：35m體外管系接口規(guī)范進(jìn)、出水口管徑計(jì)算Qu*/4D2=23600D2/4=165 D=185mm 取200mm反洗進(jìn)水、排水管管徑計(jì)算Q=u*/4D23600D2=362 D=169mm 取200mm（1）過濾進(jìn)水、反洗出水（2）過濾出水、反洗進(jìn)水（3）排氣管： DN4（4）溢流管： DN15五、脫氣塔中間水箱和脫氣塔為一體化布置，脫氣塔

15、置于中間水箱上。1.脫氣塔的橫截面積f=6.6m2=m取脫氣塔直徑mF=G=C=*10-3=*10-310-3K=10-2=10-2Re=105F=1684m2填料高度 V= H=1.46m 取1500mmL1.1*g*Q*K*K1*K220330111968m3/hP1.2*（A*Hh）*K* (2941.8+392) 11125Pa7. 體外管系接口規(guī)范進(jìn)、出水口管徑計(jì)算Qu*/4D2=23600D2/4=330 D=242mm 進(jìn)口取250mm出口取300mm8.配套風(fēng)機(jī)數(shù)量： 5臺(tái)型號(hào)： CQ20-J風(fēng)量： Q=9612-14418m3/h風(fēng)壓： H=1.96KPa電源電壓： 380

16、V電機(jī)功率： P=15kW轉(zhuǎn)速： 2900r/min生產(chǎn)廠家： 湖北鼓風(fēng)機(jī)型式： 方形數(shù)量 ： 5臺(tái)容積： 100m3外形尺寸： L4500mmB4500mmH5000mm六、樹脂清洗罐陽(yáng)樹脂清洗罐設(shè)備規(guī)范及數(shù)量： 3000mm 1臺(tái)設(shè)備直徑(外徑、壁厚)： 3024 mm、12mm.上、下封頭厚度 14 mm。工作溫度： 最低：5 最高：60設(shè)備高度（1）樹脂層高1600 mm。（2）膨脹高度1600mm。（3）器體高度(不包括支腿) 5550 mm。（4）總高度6200mm(包括支腿)。陰樹脂清洗罐設(shè)備規(guī)范及數(shù)量： 3000mm 1臺(tái)設(shè)備直徑(外徑、壁厚)： 3024 mm、12mm.上、

17、下封頭厚度 14 mm。設(shè)計(jì)壓力： 工作溫度： 最低：5 最高：60設(shè)備高度（1）樹脂層高 1000 mm。（2）膨脹高度 1000mm。（3）器體高度(不包括支腿) 4730 mm。（4）總高度5380mm(包括支腿)。七、其它型式： 圓形數(shù)量： 2臺(tái)容積： 500m3 直徑： 8000mm高度： H=10700mm2.脫鹽水箱型式： 圓形數(shù)量： 2臺(tái)容積： 500m3直徑： 10000mm高度： H=6400mm 2套，混床一套，陽(yáng)、陰床一套貯存罐裝置酸貯存罐（1）數(shù)量： 2臺(tái)（2）容積： 50m3（3）尺寸和壁厚尺寸： 30247805mm直筒壁厚： 12 mm封頭厚度： 14 mm（4

18、）體外管系接口規(guī)范人孔： 數(shù)量：2，規(guī)格500堿液貯存罐（1）數(shù)量： 2臺(tái)（2）容積： 50m3（3）直徑和壁厚直徑： 30247805mm直筒壁厚： 12 mm。封頭厚度： 14 mm。（4）體外管系接口規(guī)范排氣管： 人孔： 數(shù)量： 2 ，規(guī)格：500計(jì)量裝置酸計(jì)量箱（1）數(shù)量： 1臺(tái)（2）容積： 4.0m3（3）尺寸尺寸： 16122340mm壁厚： 8 mm（4）體外管系接口規(guī)范堿計(jì)量箱（1）數(shù)量： 1臺(tái)（2）容積： 4.0m3（3）尺寸直徑： 16122340mm壁厚： 8 mm（4）體外管系接口規(guī)范酸霧吸收器（1）數(shù)量： 1臺(tái)（3）設(shè)計(jì)溫度： 50（4）直徑： 500mm（5）殼體材

19、料/厚度： Q235A/6mm（6）設(shè)備高度： 1100mm（7）填料名稱/高度： 塑料多面空心球/500mm（8）填料直徑： 50mm噴射器陽(yáng)床噴射器（1）流量： 40m3/h（2）再生液出口壓力： （3）材質(zhì)： PTFE（4）數(shù)量： 1臺(tái)陰床噴射器（1）流量： 40m3/h（2）再生液出口壓力： （3）材質(zhì)： Q235A（4）數(shù)量： 1臺(tái)混床酸噴射器（1）流量： 35m3/h（2）再生液出口壓力： （3）材質(zhì)： PTFE（4）數(shù)量： 1臺(tái)混床堿噴射器（1）流量： 35m3/h（2）再生液出口壓力： （3）材質(zhì)： Q235A（4）數(shù)量： 1臺(tái)卸酸泵（1）數(shù)量： 1臺(tái)（2）流量： 15m3/h

20、（3）壓力： （4）功率： （5）材質(zhì)： HDPE虹吸酸罐（1）數(shù)量： 1臺(tái)（2）容積： 3（3）尺寸 20003200mm6.中間水泵型號(hào)： 離心泵數(shù)量： 10臺(tái)規(guī)格： Q=330m3/h，P=0.50MPa材料(1) 泵殼： CS (2) 葉輪： 304 電機(jī)(1) 功率： 75 kW (3) 廠家： 原裝 制造商及產(chǎn)地： 上泵集團(tuán)7.脫鹽水提升泵型號(hào)： 離心泵數(shù)量： 4臺(tái)規(guī)格： Q=330m3/h，P=0.50MPa材料(1) 泵殼： CS(2) 葉輪： 304電機(jī)(1) 功率： 75 kW (2) 廠家： 原裝制造商及產(chǎn)地： 上泵集團(tuán)8.再生水泵（1）型式： 離心泵（2）數(shù)量： 3臺(tái)（3）規(guī)格： Q= 20m3/h，P=0.30 Mpa（4）材質(zhì)： 泵殼：鑄鐵 葉輪：304（5）電機(jī)功率： 3.0 kW（6）電機(jī)轉(zhuǎn)