原水池、原水泵与汽水混合加热器的设计与选用要点

2024-06-29 14:03:31发布    浏览100次    信息编号:77033

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原水池、原水泵与汽水混合加热器的设计与选用要点

1)原水池

原水池设计停留时间不小于1小时,有效容积不小于300m3

2)原水泵

原水泵需满足五台滤池同时运行的流量和四台滤池运行、一台滤池冲洗两种工艺状态,五台滤池同时运行时水流量为:270t/h,四台滤池运行、一台滤池冲洗时水流量为:350t/h。

原水泵流量为270~350t/h,扬程为38~36m,功率为55KW,本系统选用两台泵,一台使用,一台备用。

3)苏打水混合加热器

系统选用汽水混合加热器1台,加热水量为:270~350t/h。

换热器选用规格为φ425,进出水规格为DN300,蒸汽入口规格为:DN400。

a.蒸汽消耗量:

基本条件:蒸汽性质为过热蒸汽,最大进出水温差25℃,蒸汽温度170℃,蒸汽压力不大于0.8MPa,蒸汽焓2726.5KJ/Kg,蒸汽比容0./Kg,水的比热4.18KJ/Kg.℃。

350t/h水加热到25℃,所需热交换为:Q=350×103×4.18×25=3.65×107KJ/h

所需加热蒸汽量:G=Q÷2726÷1000=10.35t/h

假设沿途蒸汽损失系数为10%,则实际需气量为13.4t/h。

每小时所需蒸汽量:13.4t/h×0./Kg×1000=/h

b.蒸汽管道的选择:

蒸汽管流速按62-73m/S计算,需蒸汽进管母管为:φ133×4。

4)PAC加药装置

净化河水混凝加药装置设计投加量为:3PPm,前级系统运行进水量为:270t/h,洗滤时进水量为350t/h。

运行期间PAC投加量为:270t/h×3PPm÷1000=0.81kg/h。

滤池冲洗时PAC投加量为:350t/h×3PPm÷1000=1.05kg/h。

配制药剂浓度为10%,计量泵运行时实际投加量为8.1L/h,洗滤时投加量为:10.5L/h。

选用2泵1箱的加药装置,计量泵1台用,1台备用。

配液罐按48小时配制一次计算,药液配液罐1个,有效容积0.4m3,配用C726计量泵1台,流量15.1L/h,扬程6.9bar,电机功率44W,加药泵采用自动加药,根据进水流量信号自动调节加药量。

5)杀菌剂加药装置

杀菌剂加药装置采用次氯酸钠加药,加药装置设计有效氯加药量为1PPm。前级系统进水量为270t/h,滤池冲洗时进水量为350t/h。

运行时次氯酸钠投加量为:270t/h×1PPm÷1000=0.27kg/h(有效氯)。

滤池冲洗时次氯酸钠投加量为:350t/h×1PPm÷1000=0.35kg/h(有效氯)。

有效氯浓度为4%,计量泵运行时实际投加量为6.75L/h,冲洗滤芯时计量泵实际投加量为8.75L/h。

配套的混液箱按48小时配制一次计算,配液箱1台,有效容积0.4m3,配计量泵B126两台,流量9.5L/h,扬程6.9bar,电机功率29W。

6)管式搅拌器

管式搅拌机设计流量为270~400t/h,设计流速为1.0~1.5m/S。

选用的搅拌器规格为φ325×1400,搅拌器搅拌段数为三段。

7)多介质过滤器

设计流量:8-10m/h、选用规格:φ3024、单机设计产水量:56-70t/h。

系统共设置5套多介质过滤器,同时运行,单独反冲洗。

a 多介质过滤器工作周期的计算:

截污能力:0.75kg/m3滤料(单块滤料填充高度,单块滤料体积:8.4m3)

进水悬浮物按5mg/L计算,出水悬浮物按0.5mg/L计算。

单台过滤器过滤周期:1000×0.75Kg/m3×8.4m3÷(5mg/L-0.5mg/L)÷56t/h=25小时。

b多介质过滤器正洗用水计算(正洗水采用前级水):

单台滤池正向冲洗强度为:70t/h(正向冲洗流量为10m/h),正向冲洗时间为10min

一次滤芯清洗耗水量:70×10÷60=11.66吨

滤池自耗水率为11.6吨÷(25×56)=0.8%

c多介质过滤器反冲洗水耗量计算(反冲洗水采用浓水):

单台滤池反冲洗强度为:302t/h(反冲洗流量为43.2m/h),反冲洗时间为10min

滤池反冲洗一次耗水量:302×10÷60=50.3吨(反冲洗水采用反渗透浓水)

d 多介质过滤器空气反冲洗压缩空气耗量:

多介质过滤器空气反冲洗强度为:20L/m2.S,过滤器截面积:7m2,反冲洗气量:7×20×3.6÷60=8.4m3/min。

8)活性炭过滤器

设计流量:8-10m/h、选用规格:φ3024、单机设计产水量:56-70t/h。

系统内设5套活性炭过滤器,同时运行,单独反冲洗。

A活性炭过滤器正洗耗水量计算(正洗水采用前级水):

单台滤池正向冲洗强度为:70t/h(正向冲洗流量为10m/h),正向冲洗时间为10min,每隔48小时进行一次反冲洗和正向冲洗。

一次滤芯清洗耗水量:70×10÷60=11.66吨

滤池自耗水率为11.6吨÷(48×56)=0.4%

B活性炭过滤器反冲洗水耗量计算(反冲洗水采用反渗透浓水):

单台滤池反冲洗强度为:202t/h(反冲洗流量为28.8m/h),反冲洗时间为10min

滤池反冲洗一次耗水量:202×10÷60=33.7吨(反冲洗水采用反渗透浓水)

9)浓水池

浓水箱应满足单台滤池反冲洗的用水量。

根据以上计算,单台多介质过滤器反冲洗耗水量为50.3吨,单台活性炭过滤器反冲洗耗水量为33.7吨。

实际选定浓水箱容积:100m3

10)过滤器反冲洗泵

反冲洗水泵应满足单台滤池反冲洗流量:选定的反冲洗水泵为:/250-30/4、流量:320t/h、扬程:21m、电机功率:30.0KW,本系统安装反冲洗水泵1台。

11)反渗透进水管混合器

反渗透水量为270t/h,设计流量为1-1.5m/h,搅拌器规格为:φ325×1400

12)非氧化性杀菌剂投加装置

反渗透进水非氧化性杀菌剂设计投加量为,反渗透进水量为:270t/h。

非氧化性杀菌剂用量为:270t/h×÷1000=40.5kg/h。

选择1个泵和1个罐的加药装置定期对反渗透系统进行消毒。

加药箱按5天的储药量计算,配药液混合箱1个,有效容积0.2m3,配套计量泵型号,流量:50L/h,扬程:10bar,电机功率:0.25KW。

13)阻垢剂加药装置

反渗透浓水侧最大LSI为1.9,经美国PWT计算软件计算,阻垢剂Titan ASD 200投加量为3.5PPm,反渗透进水量为:270t/h。

阻垢剂用量为:270t/h×3.5PPm÷1000=0.945kg/h。

配制药物浓度为10%,计量泵实际投加量为9.45L/h。

选用2泵2箱的加药装置,1台计量泵使用,1台备用。

配液罐按48小时配制一次计算,配液罐共2个,有效容积0.5m3,配套计量泵型号为C726,流量17L/h,扬程6.9bar,电机功率44W,计量泵根据反渗透水流量自动添加加药量。

14)安全过滤器

系统设有两台保安过滤器,同时使用,每台过滤器出水量为135t/h,采用中英合资北京合众生产的大通量滤芯,每台滤芯出水量为45~70t/h,每台过滤器采用三台大通量滤芯,保安过滤器规格为φ410,内配三台滤芯规格为φ150.4×1016。

15) 高压泵

采用(或)反渗透膜元件,单套反渗透产水量:100t/h,工作压力:1.11-1.31MPa,高压泵型号:-65-315S、Q=135t/h、H=140m,

功率因数=90千瓦。

在系统中选择2个单元并同时运行。

16)反渗透装置

17)反渗透清洗系统

单台反渗透装置膜壳型号为80S-300-6B,单套使用18片,按2:1排列,反渗透清洗采用分阶段、分段的方式进行,清洗水管路为DN125,长度为30米。

a.清洗水泵:

单只膜壳清洗流量为8-12t/h,一段有12只膜壳,清洗流量为:144t/h

选定清洗水泵:-160,流量:150t/h,H=33m,N=22KW。

b.液体过滤器:

药液过滤器为φ410,内置5um大容量滤芯,规格:φ150.4×1016,共3台,单台产水量:45-70t/h。

c.清洗管道:

液体清洗管道采用DN125,设计流速为3.26m/S。

d.清洗水箱的选择:

单只膜壳容积:0.、单只反渗透一级膜壳总容积:V1=0.1884×12=2.26m3

液体过滤器容积:V2=0.15m3

清洗管道体积:V3=0.38m3

总体积:V=V1+V2+V3=2.79m3

所需清洗水箱为1.2V=3.34m3,但实际清洗水箱为5m3

e.电加热系统:

加热水量:M=,原水温度t2=25℃,清洗液温度t1=35℃,介质比热:C=1kcal/kg℃,热功当量860,每箱溶液加热时间T=2小时。

每箱药液所需交换的热量:Q=M(t2-t1)×C=

所需电加热器功率:P=Q/860T=19.4KW,实际选用电加热器为N=20KW,共1台。

18)反渗透冲洗泵

单只膜壳清洗流量为8-12t/h,一段膜壳共12只,冲洗流量为:144t/h

选定清洗水泵:-160,流量:150t/h,H=33m,N=22KW。

19)除碳器

反渗透装置出水二氧化碳含量约20mg/L,除碳器进水量不小于202t/h。本次设计采用φ2200二氧化碳除碳器1台,单台设计产水量202t/h,设计出水密度50~60L/m2.h,设计出水二氧化碳含量3mg/L。

当设计水温为25℃时,采用φ50多面空心球填料层高:。

20)中池

中池设计停留时间为20分钟,实际中池容积为75m3

中部水池为钢混凝土结构。

21) 中间水泵

中级水泵设计扬水能力为202t/h,系统选用两台水泵,一台使用,一台备用。

中水泵选用规格:-315、流量:210t/h、扬程:31m、电机功率:30KW

22) 混合离子交换器

基本情况:

反渗透出水含盐量为2.5ppm,相当于反渗透出水含盐量ΣA(总阳离子)=ΣK(总阴离子)=0.032mg-N/L。脱碳器出水二氧化碳含量为3mg/L,相当于0.068mg-N/L碳酸氢根离子。混床进水实际总阴离子含量ΣK(总阴离子)=0.1mg-N/L。

混合离子交换器选用直径φ2500,共2台,一台用,一台备用,设计流量为42m3/h,单台产水量为202t/h。

选定阳离子树脂:001×7MB

阳树脂填充高度:500mm

阳离子树脂工作交换容量:500mg-N/L。

选定的阴离子树脂:201×7MB

阴离子树脂填充高度:

阴树脂工作交换容量:250mg-N/L。

每单位阳树脂用量:2.45m3

单机装阴树脂量:4.9m3

阳离子树脂耗酸量:75kg(100%HCl)/m³阳离子树脂

阴树脂碱耗:70kg(100%NaOH)/m³阴树脂

a.混床循环:

T阳=T阴=4.9×250÷0.1÷202=60(小时)

b.混床酸碱计量箱:

混床阳树脂一次再生30%酸耗:

2.25×75÷30%=563公斤

Vr=750÷1.149=489升(30%盐酸密度为1.149g/cm3)

c.混床酸计量箱:1.2×Vr=600升

实际混床酸计量箱为:1100升

d.混床阴树脂一次再生耗碱量30%:

4.9×70÷30%=

Vr=1400÷1.37=834升(30%碱溶液密度为1.37g/cm3)

e.混床碱计量箱:1.2×Vr=1002升

混床碱计量箱实际容量为:1100升

f.混床再生水耗量

混床再生水耗量按树脂体积的8倍计算,单床再生水耗量为59m3

混床实际耗水量:59÷60÷202=0.5%(工艺按1%计)

混床产水周期-----------------60小时

混床产水量------------------202t/h

23)海水淡化池

海水淡化池设计蓄水量为3小时,有效容积为600m3。

24) 淡化水泵

系统设除盐水泵两台,一用一备,型号:-400,流量:200t/h,H=50m,

额定功率为45千瓦。

25)酸碱注入器流量计算

a.混床酸(碱)喷射器出口流量:Qa=4.9×5=22.5t/h(混床截面积为4.9m2,酸碱再生流量为:5m/h)

喷射器出口盐酸浓度:2.5-5%

喷射器出口碱浓度:2-5%

稀释水(加压脱盐水)流量Q=22.5×(1-5%)×2=21.4t/h

使用酸和碱注入器。

26) 再生泵

再生泵应满足混床阳、阴树脂同时再生时的压力水流量。

混床再生流量Q=21.4×2=42.8t/h

再生泵压力需大于0.3MPa,再生泵选用:-160、Q=50t/h、H=32m、N=7.5KW,系统中选用两台,一台使用,一台备用。

27) 酸储罐

储酸罐应能为系统提供15天的储备酸。

共选用2台混合离子交换器,一台使用,一台备用,运行周期为60小时(运行周期约为2.5天)

混床阳树脂每次再生消耗30%酸0.489m3

系统15天耗酸量:15×0.489÷2.5=2.94m3

实际选定的储酸罐为:V=10m3,可满足50天的储酸能力。

28) 碱储罐

碱储罐应能为系统提供15天的储备碱。

共选用2台混合离子交换器,一台使用,一台备用,运行周期为60小时(约2.5天)

每循环再生混床阴树脂需用1.02m3 30%碱溶液

系统15天耗碱量:15×1.02÷2.5=6.12m3

实际选定碱储罐V=10m3,可满足24天的碱溶液储备。

29) 排酸泵

排酸泵的排酸能力按0.75小时注满一个储罐计算。

选用排酸泵:50FSB-20L、流量:15t/h、扬程:20m、电机功率:3.0KW

30)卸碱泵

碱卸酸量按0.75小时装满碱储罐计算。

选用卸碱泵:50FSB-20L、流量:15t/h、扬程:20m、电机功率:3.0KW

31) 酸雾吸收器

酸雾吸收器采用碱溶液鼓泡式,本系统设置1套,用于吸收酸计量箱及储酸罐内的酸雾,选用规格为:φ500×800。

32)酸碱中和池

系统排水分为酸碱废水和中性废水,系统中性废水主要来自滤池反洗、正洗排水,中性废水经排水沟收集后排入厂区排水管网,酸碱废水经排水沟收集后排入中和池。

酸碱中和池的容量根据混床第一次再生酸碱废水排放量确定,混床第一次再生酸碱废水排放量按树脂容积的8倍计算。单台混床装树脂量为7.35m3,第一次再生酸碱废水量为59m3。中和池实际有效容积为90m3,中和池深度为3m,有效水深为2m,中和池面积为45m2。

33)中和池循环泵

中和池循环泵按酸碱废液1.5小时循环一次计算,中和池循环泵型号为-15-4,流量48t/h,扬程13m,电机功率4KW,本系统选用两台泵,一台使用,一台备用。

34) 氨水添加系统

除盐水投加氨量按1ppm计算,系统除盐水供水量为200t/h,投加氨量为0.2Kg/h,氨水浓度为1-5%(加药浓度为1%),选用计量泵:流量25L/h,扬程:1.0MPa,电机功率:0.25KW,系统采用两台,一台用一台备用,采用变频加药

本系统选用2个氨气计量箱,每箱容量为0.5m3,储存量按24小时计算。

35) 树脂捕集器

每根混床出水管上均设有树脂捕集器,过滤精度0.2mm,共2套

36)工艺用压缩空气量及储气罐容量

a.混床耗气量:

混床树脂混合气耗量为2.5-3m3/m2.min,混床截面积为4.9m2,气体混合时间为2min,入口压力降至0.15MPa,工作压力为0.8MPa。

单台混床树脂混合耗气量:3×4.9=14.7m3/min,每次混合2min,每次0.15MPa压缩空气量:29.4m3。

b.多介质过滤器耗气量:

多介质过滤器反冲洗压缩空气耗量为:8.4m3/min,每次5min,每次0.15MPa压缩空气量为:21m3。

C、中和槽耗气量:

空气搅拌强度为:5m3/m2.h,中和池面积为:45m2

中和罐耗气量:45×5÷60=3.75m3/min(气源压力0.15MPa)

D、储气罐的选择:

系统中用气设备采用错峰运行方式,系统瞬时最大用气量为:14.7m3/min,一次使用0.15MPa压缩空气量为:29.4m3(折合0.8MPa压缩空气8.16m3),要求压缩空气储罐容量满足系统最大瞬时供气量:选用容量为10m3的储气罐1套,设计压力为0.8MPa。

F 进气管路选择:

储气罐进气管路必须满足中和罐气体搅拌的用气需求:中和罐气体搅拌需0.15MPa压缩空气3.75m3/min,相当于0.8MPa压缩空气用气量:1.04m3/min。

气罐进气管规格为:DN50,气罐供气需降压至0.15MPa。

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