離子交換樹脂采用無頂壓逆流再生工藝的水力學(xué)問題

離子交換樹脂采用無頂壓逆流再生工藝的水力學(xué)問題探討常熟市天旺水處理設(shè)備制造陸達年1、引言從上世紀70年代開始，離子交換樹脂的順流再生工藝逐步被逆流再生工藝所代替，對于提高離子交換器的出水品質(zhì)，降低酸耗、堿耗，起到了十分巨大的作用。為了保證離子交換樹脂有一個良好的再生效果，首要的條件是在再生的過程中，離子交換樹脂不能“亂層”，因此人們就想出了空氣頂壓的工藝，空氣流過壓脂層時會產(chǎn)生一個阻力損失，這個向下的力能夠有效地平衡逆流再生向上的力。逆流再生過程中，向上的力實際上就是流體向上流動時的阻力，這個力包括樹脂層的阻力和中間排水裝置的阻力。一般認為，向下的力就是樹脂顆粒的重力（濕真密度）和水的浮力之差，（具體計算時，還要考慮樹脂的濕視密度），以及壓脂層產(chǎn)生的重力。從原則上說，只有向下的力大于向上的力，逆流再生工藝才能實現(xiàn)。2、樹脂層的阻力2.1樹脂層阻力的計算公式：樹脂層的阻力計算公式：2.2水的粘度從樹脂層的阻力計算公式看出，如果樹脂層允許的阻力是一個定值，而公式中的一些邊界條件不變，那么水的粘度和再生流速的乘積就是一個常數(shù)。當再生液的溫度降低時，由于水的粘度上升，再生液的流速應(yīng)該相應(yīng)降低。再生液溫度對再生流速的影響，其實質(zhì)是再生液運動粘度的影響，為了研究的方便，我們把再生液粘度的影響，視為水的粘度的影響。因為再生液一般為酸、堿的稀溶液，用水的粘度數(shù)據(jù)，不會帶來很大的誤差。水在正常壓力下,不同溫度的粘度可以用下面的經(jīng)驗公式計算.紡ν水：運蔬動粘游度條cm柳2還/s拼ec炕t：男水溫欺貍℃香表一浸向不同妖溫度層下水劑的運劑動粘凳度和那再生被阻力伍（阻筍力計泥算的菜假定咱值如喂上所拳述）橫溫慨鋤度您℃誼5取10授15華20罵25遷30仗35蓬40趟50敘運動瓜粘度具cm嶄2晝/s憤ec級0.容01導(dǎo)52中0.掛01富31身0.圓01捷15媽0.淡01割01泡0.辟89現(xiàn)2奸0.尚00傲81墳0.嶺00臨74償0.舞00傅66等0.巨00傷55斷再生農(nóng)阻力槽他m堂1.中27靈1.燃09彎0.習95鬧0.摩84穗0.蔑74詳0.盒67廊0.擁62攪0.霉55津0.震46飼如果素樹脂塊層的叨高度乘、樹悼脂的冤平均壟顆粒壺直徑術(shù)、逆多流再擁生的再流速師不變車，那融么由桶于水雨溫的那改變擊，會休引起便再生獲液運極動粘育度的轎改變?nèi)f，對語于地踩表水返，隨綠著季惰節(jié)的展變化旋，溫肌度的械變化從是很早大的惰，甚紙至可躍能會父達到迷30棉℃絡(luò)，從粥表中秘看出瘋，當潑水溫浮從老5午℃唇變化耍到傲35泰℃伯時，肝水的蘇運動甚粘度予幾乎迫降低忽了一頭半，搬也就章是說兆，在混同一宴個體赴系中頌，再奧生液彼的流棚動阻剃力降嘴低了予一半窗。換俊句話膠說，斤再生撲液的嗽溫度輪比較季高時倘，允哲許采寒用比咬較高港的再灰生流陶速，躺而再抓生液匆的溫還度比叉較低哥時，途則只未能采胃用比悄較低樣的再莖生流寸速。鄉(xiāng)3、饒中間碎排水救裝置搖的阻條力（寄簡稱晴中排舊）路再生尼液除頌了要伙克服飯樹脂窩層的去阻力政外，腸還要目克服蘭中排之的阻億力，玩我們避這里利研究照的中造排是基指目菊前市宰場上斬用的鉆最多友的請采用厲篩管挖（內(nèi)段襯多糾孔管部）鼠的魚車刺型紅中排撥裝置掙。豎凱下面濱，我則們對疼中排圣在再逢生過支程中柱的阻誤力進碎行分隔析：傲由于嘗中排倆篩管鄭巨大俘的流遇通面賊積，妹使得通通過使篩管銹縫隙鼻的流守速非坦常緩厭慢，見在篩兵管的鞭表面嘆幾乎舟沒有獲什么代阻力墊。宇3.陪1中鐘排的些基本猾數(shù)據(jù)氧（旋以直遼徑攤2.娛5m碗的交息換器緩中排肉為例師）然：愁交換狠器直孫徑王m弟2.豬5理篩管罰外徑竟m往m油42怖篩管餡總長抖m秀（0弄.5擦1＋哭0.廟75段＋0佩.9娃0＋踐1.朋0＋尾1.昏05鉆）茅×促4＝圈16深.8聞4磁表中梳為篩醒管有帆效流荷通長語度,肌共2怖0根墓支管營篩管翻總面汽積匹m棄2梨16短.8售4吃×歐3.項14藥×夫0.換04煤2＝紛2.秀21壁篩管殖縫隙尚m蘋m信0.而25帖面絲豈為1盼.5衡縫隙呈面積揀系數(shù)式0.蓬25鋪/（饑1.肚5＋必0.掘25?。浇?.絕14舟3慘再生箭流量不m修3燈/h筒3.炸0吃×歉3.障14俱×焦(1礙.2鹿5)帶2近=1急4.堡72欄假定注再生磁流速世為漫3.茂0m遍/h薦縫隙長流速悟m喂/s鮮ec殿14漸.7尾2/時（2雅.2方1緩×莖0.停14恢3讓×罰36唉00求）＝嘗0.靜01略3沙襯管斷小孔稻直徑慘m餡m篇8產(chǎn)小孔煉個數(shù)挨12圣00搬小孔己總面艇積侵m倚2于0.報06忌小孔念流速妻m踩/s太ec笨0.議14絹m/況se愁c(罵假設(shè)勝一半瓜小孔燥流入什再生草液)蛇所以旦小孔辟流速本增加云一倍缸假設(shè)嫁再生卸流速為3.嫩0趣m/錄h攀小孔揀阻力源計算內(nèi)m走0.暫00痛26始阻力親系數(shù)廢2.碼6俱3.絹2首篩混管內(nèi)龍多孔季管的朵阻力醒小孔僵的流卷量和具小孔切的阻掘力有踏如下涂的關(guān)澇系：禍Q：卵小孔嘴流量槳μ師：流辣量系藝數(shù)歪A：相小孔兆面積誤g：階重力宅加速業(yè)度聞h：因小孔沒阻力領(lǐng)損失居（小牙孔流抬入、鐵流出敲視為漏相等勢）追下面站是小次孔流袍量系導(dǎo)數(shù)表信：慌孔眼初直徑乏與管南壁厚諷之比惕d磁/尾δ胖1.濫25遇1.廚5聰2.撕0宏3.蟲0炎流量凡系數(shù)峰μ策0.若76陡0.客71尋0.瞞67鐘0.字62留在本寫案中榮，小參孔直鴨徑巧與壁泛厚群之比盜為友8/告3＝燭2.減7舊，取緣流量席系數(shù)斯0.患62忘在本麥案中噸，由梳于小絡(luò)孔流怪速（知流量墨）極筋小，辮因此糊在小趟孔中駝的流侵動阻鉗力僅霜為男2.晝6豪m(xù)m右，即淡毫米主級阻滲力。抖3.持3亮篩管評的縫即隙阻尚力提當縫由隙面御積系同數(shù)為地0.白15恩時，叫阻力裕系數(shù)座為1逮14宣。這組時的少局部丘阻力乏計算斥如下誘：肢Δ瀉P＝隊11綠4短×瓦（0脊.0攪13飾）傍2覺/(腫2泥×騰9.弓8)極=讓0.盼00榴1m島3.勇4腐小蒜結(jié)烘即使遍考慮駛縫隙尼的堵柔塞系蓬數(shù)，掉考慮柏篩管杜只抹用寶半周括、甚俊至小譽于半階周排固放廢滑液的報事實經(jīng)，商由于擊流速撥極低晴，阻文力也紀僅僅想為毫幟米級得。采腥用篩兼管以驗后，遷在中業(yè)排上玩產(chǎn)生孕的摩流動晃阻力類，與貢樹脂洞層本夸身的田阻力舌相比瓜較，畏可以捏忽略獵不計歡。準末由拳于采萄用篩誦管作今為中買排的沫基本押元件捧，橡無頂候壓逆令流再附生成盾為一長個被織大家寶普遍詠接受蓋的工戀藝。稍篩管技的大提流通呈面積菜和高燥阻力處系數(shù)凈是流也體流饞過這靈個元刷件時制產(chǎn)生碎小的割流動孩阻力袍和均沙勻配交水的桿有利英條件漁。安4、話離子盞交換續(xù)樹脂灶在靜撓態(tài)條法件下刃的水覆力學(xué)占分析梁離勇子交各換樹同脂層老在靜既態(tài)條劣件下縮有一韻個向翻下的救力，團這轟個力賭就是狂壓脂絡(luò)層的析重力狠，以楊及交督換焦樹脂怎層的票重力竭和浮玻力之石差，謊研究鞭對象勺和假賣設(shè)淋表何二懇：興采鑄用0平01象x7百和2柏01絹x7芬樹脂銅作為晚研究貧對象吳。（蛾采用參蘇青娘樹脂族數(shù)據(jù)獸）鋼樹脂認牌號站濕真俊密度攏g款/m厘l蘆濕視蝶密度延g/賊ml隆00意1x牲7閃1.串25糖－1巾.2澇9缺0.促78排－0父.8版5安20警1x范7蠢1.晶06乖－1屠.1筆0毒0.到67還－0繞.7近3此緒假設(shè)憂壓脂槽層高唐度為系：射20碑0m宏m桌腔離子殊交換隨樹脂吳層高蒙為：昨2.添0m問4.沙2驢慎壓脂戰(zhàn)層的侄重力，發(fā)表三跨：厚壓脂困層的惕重力展：結(jié)（計寇算時務(wù)要考視慮樹辮脂層白的孔耍隙率符）覽陽樹淋脂霜壓脂賣層高陸度證cm莖20趕樹脂洲濕真華密度捏胖g/瘋cm貨3白1.懸27拘每平終方厘搏米的辮力側(cè)g/赴cm傅2載1.改27疫x（枝1－芽0.克36份）x雅20緩＝1廳6.驢3葡陰樹醫(yī)脂梳壓脂雀層高古度銳cm向20踐樹脂投濕真茫密度倒峽g/筑cm杏3嫁1.仙08團每平縱方厘桐米的詠力樓g/幼cm挪2摩1.蓄08勾x（負1－災(zāi)0.曲35雜）x盡20種＝凍14燃.0練4.味3觀答交換形層樹吩脂的而重力貨和浮壩力之牌差?？埽ㄓ嬵~算時班要考徐慮樹醉脂層僚的孔雁隙率放）服表宵四齡交箱換層退樹脂剩的重辟力和推浮力萬差管陽樹茄脂脾交換驗樹脂蓋層高深度閑cm俱20候0擁樹脂可濕真鐮密度脂捐g/械cm愧3赤1.葛27輝每平裝方厘逢米的算力霜g/寨cm潤2汗（1征.2輔7－徐1.伙0）耐x財（1原－0素.3紙6）疤x2四00翻＝3皇4.遠6躺陰樹渾脂樓交換匙樹脂泛層高雞度蘿cm饑20羽0沾樹脂糖濕真愿密度底踩g/餅cm臘3柄1.啟08前每平鳥方厘測米的糞力莊g/剃cm題2惱（1抱.0更8－天1.炊0）臨x（惰1－占0.票35嫁）x逆20貨0＝糕10芝.4僻樹脂找的孔售隙率職＝（橫樹脂宣濕真橋密度收－樹累脂濕袋視密啟度）蹲/樹司脂濕賠真密羊度電取樹膛脂濕連真密逗度和戒濕視論密度查的平堡均值店算出戰(zhàn)陽樹漸脂、語陰樹緩脂的灶孔隙積率分跳別是煩：燦陽樹清脂孔沫隙率宴＝（克1.勺27宣－0宗.8電15抗）/啦1.增27惠＝0冰.3僵6類陰樹滋脂孔莊隙率移＝（枝1.封08謠－0稀.7核0）軟/1陵.0份8＝譜0.省35悉4.雷4撿樹脂奇層向鉛下合信力洪表五流：樹譜脂層己向下限的合竊力觸壓脂靈層向奮下作丘用力企交換具層向與下作身用力角向下屑合力零陽樹引脂啦16川.3絮g/淡cm殺2鑰34銜.6伐g辜/c破m艱2管50式.9型g地/c設(shè)m陪2蝶陰樹哀脂蛾14州.0感g(shù)榜/c慰m朵2純10蝴.4旬g叢/c鄰m漂2苦24剃.4毛g/覽cm半2存比較妥一下凝表汪一乘和表橫五單的數(shù)旦據(jù)扶，向捐下的例力墨大約葛只相閉當于楊0.鋪51案m和蘭0.鴿24首m的蜘水頭紗，俊常溫敏工況集下，飛在拋3.算0m爪/h斷的再也生流洋速下另，籌無論鬧是陽仁離子愈交換曠樹脂斤還是翼陰離秧子交頃換樹直脂，則向下竿和向債上的蠶力限基本余上都停是旬不匹平配的燥，尤鍋其是餃陰離洽子交純換樹零脂。刷可以云說，煩按常董理判跌斷，墾無頂弄壓再畫生工預(yù)藝幾組乎是尺無法故實現(xiàn)偏的胸。朽那么杜是什介么樣腸的力鎖，能啟夠維爭持無求頂壓旋逆流澆再生河的工鄰況，閣即使艘在水洪溫變括得很仿低的芒時候讓，還孝能使銷無頂央壓逆真流再察生順余利進叫行？誼掀我們抹不得浪不重污新認鍛識中轎間排件水裝蘆置的器作用痰。壤5、療在再機生工登況下怕，什中排余母管塵具有漂一定傅的真圈空值濫，這秩是無宋頂壓轎再生施能夠暮實現(xiàn)研的根韻本原晨因遣5.縣1真截空值影的形非成機數(shù)理雅中排弄裝置滑排放恨廢液刃是通耐過中子排母功管和暢相應(yīng)栗的體資外排收放管封道，法排到賢地溝氧，排炊放管姻道一用般垂銜直布翁置，閱其排展放高屋度包演括樹尚脂層攪的高掘度、牛石英迷砂填槍層（獨或孔姨板）痰的高四度、見交換業(yè)器下定封頭苗離地組面的凝高度技、排援放管伸插入裁地溝褲的深痛度，章這一桃垂直壽高度純大約奮有庭3.栽5m摩。面從中移排排刻放管杯的流紗入口展（1慰）爺，到情排放雹管進昌入地南溝處域的流推出口鴉（2廣）惹，析在流私入口檔（1芝）逗和排護放口慎（2?。┘齼蓚€塑斷面兆上，棋列出千伯努山利能之量方厲程：枯在上城式中倦，假祝定排四水管略是等怒徑的搏。撇如果雄不考饞慮排雄放管桿的阻呈力損個失,泛那么鞋在排丹放管漫的流淹入口察大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