離子交換設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混合離子交換器詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)宜興市華電環(huán)保設(shè)備有限公司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)：SS<3mg/L。2工藝流程總

2、述2.1工藝流程：由凈化水場(chǎng)來(lái)的原水經(jīng)過(guò)水處理系統(tǒng)后到達(dá)超高壓鍋爐給水的要求后，通過(guò)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(guò)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(guò)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

3、泵多介質(zhì)過(guò)濾器陽(yáng)離子交換器脫塔碳中間水箱陰離子交換器混合離子交換器除鹽水箱除鹽水泵使用點(diǎn)2.2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(guò)濾器（Ø2600mm），5套300噸/小時(shí)陽(yáng)離子交換器(Ø3000mm），5套300噸/小時(shí)陰離子交換器(Ø3000mm），5套300噸/小時(shí)混合離子交換器(Ø2800mm）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

4、除鹽水物流特性本項(xiàng)目的原水來(lái)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6.987.58SO42-mg/L1.83.51CL-mg/L2.8714.85NO3-mg/L0.421.28CO32-mg/L0HCO3-mg/L2042.1游離CO2mg/L1.013.02硅酸根（SiO2計(jì)）mg/L12.4814.48Ca2+mg N/L0.060.09Mg2+mg N/L0.090.17總鐵mg N/L0.0150.14總硬度mg N/L0.130.25溶解氧mg/L6.3713渾濁度度0.44.0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)

5、后的水質(zhì)指標(biāo)分析項(xiàng)目單    位分析結(jié)果PH值7.99SO42-mg/L3.44CL-mg/L3.88NO3-mg/L1.25CO32-mg/L0HCO3-Mmol/L0.342游離CO2mg/L-硅酸根（SiO2計(jì)）mg/L0.371/2 Ca2+mmol/L0.2061/2 Mg2+mmol/L0.104總鐵mg/L-總硬度Mmol/L0.31溶解氧mg/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-1.2出水水質(zhì)PH(25)67硬度mol/L0電導(dǎo)率s/cm (25°C)0.2鐵g/L20銅g/L3SiO22-g/L202處理水量處理

6、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201×7陰樹(shù)脂和001×7陽(yáng)樹(shù)脂，混合樹(shù)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)n=F/0.785d2=18.75/0.785×2.82=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930/3330m3/hUQ/F=4×330/(3.14×2.82)=53.62m/h4.樹(shù)脂高度

7、計(jì)算陽(yáng)樹(shù)脂體積Vc/4×D2×h陽(yáng)陰樹(shù)脂體積Va/4×D2×h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=6000/4×D2×(h陽(yáng)+h陰) /330=120Hc:ha取1：2Hc353mm ha706mm陽(yáng)樹(shù)脂高取360mm,陰樹(shù)脂高取720mm5.陽(yáng)樹(shù)脂再生一次耗用30%鹽酸量Bc1=Vcbc/30%=2.22×75/30%=523.6Kg/次6.陽(yáng)樹(shù)脂再生一次耗用30%鹽酸體積Vc1=Bc1/rc1=524.6/1.149=455.7L/次7.鹽酸計(jì)量槽的容積Vc2=1.2Vc1=1.2&#

8、215;455.7=546.8L 8.稀釋至5%鹽酸溶液的體積Vc3=Vc*bc/5%*rc2=3070.5L/次9.陽(yáng)樹(shù)脂再生一次釋用除水用量Vc4=Vc3-Vc1=3070.5-455.7=2614.8L/次10.30%鹽酸的平均月耗量Bc2=30×24*Bc1/T=30×24×523.6/120=3141.7Kg/月11.30%鹽酸的平均年耗用量Bc3=12*Bc1=37699/年=37.7噸/年12.陰樹(shù)脂再生一次耗用30%NaOH量Ba1= Va*ba/30%=4.43*70/30%=916Kg/次13. 陰樹(shù)脂再生一次耗用30%NaOH體積Va1= B

9、a1/ra1=916/1.328=735.9L14.NaOH計(jì)量槽的容積Va2= Va1×1.2=735.9×1.2=885L 15.稀釋至4%NaOH溶液的體積Va3= Va×ba/4%ra2=3.926×70/4%*1.043=6587.2L16.陰樹(shù)脂再生一次稀釋用除鹽水量Va4= Va3- Va1=6587.2-735.9=5851.3L17.30%NaOH的平均月耗量Ba2=30×24×Ba1/T=30×24×916/120=5496Kg/月18. 30%NaOH的平均年耗量Ba3=Ba2×12

10、65952Kg/年=65.95噸/年19.離子交換器酸廢水排放量G1=V*E(N-N1)*10-3=2.154×550×(150-36.5)×10-3=134.5Kg/周期20.離子交換器堿廢水排放量G2=V*E(N-N1)*10-3=4.038×250×(250-40)×10-3=212Kg/周期21.廢堿液中能被廢酸液中和的部分的酸量G3=147.4Kg/周期22.剩余堿量G4= G2- G3=212-147.4=64.6Kg/周期23.中和后堿性廢水排放量Q=V1+V2+V3+V4 =23.08+3.16+3.16+92.32=

11、121.7m323.堿性廢水濃度A1=0.518g/l24.排放堿性廢水PH值PH14-lg=14- lg=12.1125.體外管系接口規(guī)范進(jìn)、出水口管徑計(jì)算Qu*/4×D2=2×3600×3.14×D2/4=330 D=242mm 取250mm反洗進(jìn)水、排水管管徑計(jì)算Q10/4×2.82=u*/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2 D=121mm 取150mm進(jìn)堿管管徑計(jì)算Q5/4×2.82=u*/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2

12、 D=85mm 取100mm進(jìn)水管： DN250，PN1.0MPa出水管： DN250, PN1.0MPa中間排水管： DN100, PN1.0MPa反洗進(jìn)水管： DN150，PN1.0MPa反洗排水管： DN150，PN1.0MPa正洗排水管： DN100，PN1.0MPa進(jìn)氣管： DN65，PN1.0MPa排氣管： DN40，PN1.0MPa進(jìn)堿管： DN100，PN1.0MPa進(jìn)酸管： DN100，PN1.0MPa26.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%=2.05m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D3

13、01弱堿陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和201×7強(qiáng)堿陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,運(yùn)行周期取120h。1.弱堿陰樹(shù)脂量計(jì)算Va1=×k1=×1.20=11.138m3Va1/4×D2×h弱堿3.14/4*32* h弱堿=11.138m3h弱酸=1.568m 取1600mm2.強(qiáng)堿陰樹(shù)脂量計(jì)算Va2=×k2=×1.10=9.372m3Va2/4×D2×h弱堿3.14/4*32* h弱堿=9.372m3h弱酸=1.309m 取1300mm3.陰床再生用堿量G2=(Va1*E1+Va2*E2)*q*10-3=(11.138×85

14、0+9.372×400)×60×10-3=793Kg30%NaOH一次投加體積V2=1.99m34%NaOH一次投加體積V2=19.25m34.每周期堿排放量計(jì)算G2=V*E(N-N1)*10-3=(10.125×850+8.52×400)×(65-40)×10-3=300.4Kg5.堿性廢水排放體積 Q1= V2+V3+V4 =17.5+38.86+37.28=93.6m36.體外管系接口規(guī)范Qu*/4×D2=2×3600×3.14×D2/4=330 D=242mm 取250mm反洗

15、進(jìn)水、排水管管徑計(jì)算Q10/4×32=u*/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2 D=129mm 取150mm進(jìn)堿管管徑計(jì)算Q5/4×32=u*/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2 D=91mm 取100mm進(jìn)水管： DN250，PN1.0MPa出水管： DN250, PN1.0Mpa再生液進(jìn)水管： DN100，PN1.0Mpa再生液出水管： DN100，PN1.0Mpa排水管： DN200，PN1.0Mpa正洗進(jìn)水管： DN100，PN1.0Mpa正洗出水管： DN150

16、，PN1.0Mpa排氣管： DN40，PN1.0Mpa上部進(jìn)樹(shù)脂口： DN100，PN1.0Mpa下部進(jìn)樹(shù)脂口： DN100，PN1.0Mpa上部排樹(shù)脂口： DN100，PN1.0Mpa下部排樹(shù)脂口： DN100，PN1.0Mpa7.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%=4.83m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(shù)脂和001×7強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,運(yùn)行周期取120h。1. 弱酸陽(yáng)樹(shù)脂量計(jì)算Vc1=×K1=×1.15=4.81m3Vc1/4×D2

17、5;h弱酸3.14/4×32×h弱酸=4.81m3h弱酸=0.68m 取700mm2. 強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂量計(jì)算Vc2=×k1=×1.20=5.71m3Vc2/4×D2×h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=(4.81×1800+5.71×1000)×50×10-3=718.4Kg30%HCl一次投加體積V2=2.09m34%NaOH一次投加體積V2=17.56m34.離子交換器酸

18、廢水排放量G2=V*E(N-N1)*10-3=(4.93×1800+5.61×1000)×(50-36.5)×10-3=195Kg/周期5.酸性廢水排放體積 Q2=V1+V2+V3+V4 =11.8+17.7+42.39+19.12=91.1m36.剩余堿量G4= 300-=300-213.7=86.3Kg/周期7.中和后堿性廢水排放量Q=Q1+Q2=93.6+91.1=184.7m38.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*/4×D2=2×3600&

19、#215;3.14×D2/4=330 D=242mm 取250mm反洗進(jìn)水、排水管管徑計(jì)算Q10/4×32=u*/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2 D=129mm 取150mm進(jìn)堿管管徑計(jì)算Q5/4×32=u*/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2 D=91mm 取100mm進(jìn)水管： DN250，PN1.0MPa出水管： DN250, PN1.0Mpa再生液進(jìn)水管： DN100，PN1.0Mpa再生液出水管： DN100，PN1.0Mpa排出管： DN200，P

20、N1.0Mpa正洗進(jìn)水管： DN100，PN1.0Mpa正洗出水管： DN150，PN1.0Mpa排氣管： DN40，PN1.0Mpa上部進(jìn)樹(shù)脂口： DN100，PN1.0Mpa下部進(jìn)樹(shù)脂口： DN100，PN1.0Mpa上部排樹(shù)脂口： DN100，PN1.0Mpa下部排樹(shù)脂口： DN100，PN1.0Mpa11.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%=2.60m四、纖維球過(guò)濾器型 號(hào)： WQJ-2800 過(guò)濾器直徑： F2800mm過(guò)濾器高度： 4106mm 過(guò)濾面積： 6.154m2 處理能力： 165m3/h 濾 速： 30m/h

21、 進(jìn)水壓力： 0.6Mpa過(guò)濾器阻力損失： 0.10Mpa反洗壓力： 0.2Mpa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)： 20-30min氣洗強(qiáng)度： 150 m3/m2.h 濾后水質(zhì)： SS： 10mg/L粒徑： 0.2mm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/ m3hQ36×3.14×1.42=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*/4×D2=2&

22、#215;3600×3.14×D2/4=165 D=185mm 取200mm反洗進(jìn)水、排水管管徑計(jì)算Q=u*/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2=36×3.14/4×3.22 D=169mm 取200mm（1）過(guò)濾進(jìn)水、反洗出水管： DN200，PN1.0MPa（2）過(guò)濾出水、反洗進(jìn)水管： DN200, PN1.0MPa（3）排氣管： DN40，PN1.0MPa（4）溢流管： DN15，PN1.0MPa五、脫氣塔中間水箱和脫氣塔為一體化布置，脫氣塔置于中間水箱上。1.脫氣塔的橫截面積f=6.6m22.脫

23、氣塔的直徑D=1.13=1.13=1.13×2.45=2.77m取脫氣塔直徑2.8m3.脫氣塔填料表面積F=G=0.1C=*10-3=*10-3=0.185×10-3K=Pr=0.36×10-2=0.36×10-2=10.1Re=×=×=5.5×105F=1684m24.脫氣塔填料高度 V=7.14 H=1.46m 取1500mm5.鼓風(fēng)機(jī)選擇計(jì)算L1.1*g*Q*K*K1*K21.1×20×330×1××1.611968m3/h6.風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓P1.2*（A*Hh）*K* 1

24、.2×(294×1.8+392) ×1×1125Pa7. 體外管系接口規(guī)范進(jìn)、出水口管徑計(jì)算Qu*/4×D2=2×3600×3.14×D2/4=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 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)有限公司7.中間水箱型式： 方形數(shù)量 ： 5臺(tái)容積： 100m3外形尺寸： L4500mm×B4500mm

25、×H5000mm六、樹(shù)脂清洗罐陽(yáng)樹(shù)脂清洗罐設(shè)備規(guī)范及數(shù)量： Ø3000mm 1臺(tái)設(shè)備直徑(外徑、壁厚)： 3024 mm、12mm.上、下封頭厚度 14 mm。設(shè)計(jì)壓力： 0.6MPa試驗(yàn)壓力： 0.75MPa工作溫度： 最低：5 最高：60設(shè)備高度（1）樹(shù)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(shù)脂清洗罐設(shè)備規(guī)范及數(shù)量： Ø3000mm 1臺(tái)設(shè)備直徑(外徑、壁厚)： 3024 mm、12mm.上、下封頭厚度 14 mm。設(shè)計(jì)壓力： 0.6MPa 試驗(yàn)壓力： 0.75M

26、Pa工作溫度： 最低：5 最高：60設(shè)備高度（1）樹(shù)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1.原水箱型式： 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=6400mm3.酸堿再生系統(tǒng) 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： 3024×7805mm直筒壁厚： 12 mm封頭厚度： 14 m

27、m（4）體外管系接口規(guī)范進(jìn)水管： DN50，PN1.0MPa進(jìn)液管： DN150, PN1.0MPa出液管： DN80, PN1.0MPa備用管： DN50, PN1.0MPa排污管： DN50，PN1.0MPa排氣管： DN80，PN1.0MPa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： 3024×7805mm直筒壁厚： 12 mm。封頭厚度： 14 mm。（4）體外管系接口規(guī)范進(jìn)水管： DN50，PN1.0MPa進(jìn)液管： DN150, PN1.0MPa出液管： DN80, PN1.0MPa備用管： DN50, PN1.0M

28、Pa排污管： DN50，PN1.0MPa排氣管： DN80，PN1.0MPa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： 1612×2340mm壁厚： 8 mm（4）體外管系接口規(guī)范進(jìn)水管： DN32，PN1.0MPa進(jìn)液管： DN50, PN1.0MPa排污管： DN32，PN1.0MPa排氣管： DN25，PN1.0MPa出液管： DN32, PN1.0MPa堿計(jì)量箱（1）數(shù)量： 1臺(tái)（2）容積： 4.0m3（3）尺寸直徑： 1612×2340mm壁厚： 8 mm（4）體外管系接口規(guī)范進(jìn)水管： DN32，P

29、N1.0MPa進(jìn)液管： DN50, PN1.0MPa排污管： DN32，PN1.0MPa排氣管： DN25，PN1.0MPa出液管： DN32，PN1.0MPa酸霧吸收器（1）數(shù)量： 1臺(tái)（2）設(shè)計(jì)壓力： 0.1MPa（3）設(shè)計(jì)溫度： 50（4）直徑： 500mm（5）殼體材料/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： 0.2MPa（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： 0.2MP

30、a（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： 0.2MPa（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： 0.2MPa（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（3）壓力： 0.15Mpa（4）功率： 1.5KW（5）材質(zhì)： HDPE虹吸酸罐（1）數(shù)量： 1臺(tái)（2）容積： 10.0m3（3）尺寸 2000×3200mm6.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