石油化工****煉油乙烯專案除鹽水處理系統計算書
設計原則
1工藝流程的設計
由於原水水質較好，水中tds含量較低。因此，本專案推薦選用傳統的成熟工藝離子交換器作為系統的主脫鹽裝置；系統初期投資成本低、易於實現自動化。離子交換器採用雙床浮動床工藝，它具有處理水量大、占地面積小、交換容量高等優點。
根據計算，一級陽陰離子脫鹽後的產水尚未達到生產工藝用水的要求，所以，在一級除鹽裝置之後，設定混合離子交換器，其出水水質完全滿足裝置採購方出水要求。
為保證關鍵裝置離子交換器的長期可靠穩定執行，則必須設定符合水質特點的預處理系統，滿足離子交換器進水指標：ss<3mg/l。
2工藝流程總述
2.1工藝流程：
由淨化水場來的原水經過水處理系統後到達超高壓鍋爐給水的要求後，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送入除鹽水站後，部分去凝結水換熱後進生水罐，生水經新鮮水幫浦加壓後，先經過濾器後進入陽離子交換器，因原水中hco3-含量為20-42.1mg/l，為減少后級陰離子交換器的負荷，經過除 co2 器除去重碳酸根後，由中間水幫浦經陰離子交換器和混合離子交換器後，去除鹽水罐， 最後由除鹽水幫浦加壓進除鹽水管網供各使用者使用。主體裝置為單元式執行排列，同時也考慮母管式的連線組合。
為了減少裝置的台數、減少再生次數和酸鹼耗量，增加執行時間。
工藝如下：
（原水箱）→原水幫浦→多介質過濾器→陽離子交換器→脫塔碳→中間水箱→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水幫浦→使用點
2.2為了保證除鹽水系統**的可靠性，選擇了五個系列；正常情況下，三個系列執行,乙個系列再生，乙個系列備用。其中裝置包括：
10臺150噸/小時的纖維球過濾器（2600mm），5套300噸/小時陽離子交換器(3000mm），5套300噸/小時陰離子交換器(3000mm），5套300噸/小時混合離子交換器(2800mm）及其它輔助裝置等組成。
2.3本套水處理裝置的原水水質按提供的水質報告設計，而最終製出900噸/小時除鹽水。
設計進水水質及出水水質
1.1 除鹽水物流特性
本專案的原水來自於菱溪水庫，其水質(供參考)為：
經淨化水場後的水質指標
2處理水量
處理水量為：900m3/h
裝置選型計算
一、混床
處理水量為：900m3/h，考慮系統自用水量10%，混床處理能力為990 m3/h，採用多孔強鹼i型201×7＃陰樹脂和001×7＃陽樹脂，混合樹脂的單位週期制水量取6000m3/m3,
1. 混床總面積
f＝q/u=990/48=18.75 (u取48m/h)
2. 混床計算台數
n=f/0.785d2=18.75/0.785×2.82=3臺（ф2800mm）
一台再生一台備用，共5臺
3.實際正常執行流速
單台混床處理量為930/3＝330m3/h
u＝q/f=4×330/(3.14×2.82)=53.62m/h
4.樹脂高度計算
陽樹脂體積vc＝π/4×d2×h陽
陰樹脂體積va＝π/4×d2×h陰
混床執行週期選取為5天合120小時
t=6000(v陽+ v陰) /q=[6000π/4×d2×(h陽+h陰) ]/330=120
hc:ha取1：2
hc＝353mm ha＝706mm
陽樹脂高取360mm,陰樹脂高取720mm
5.陽樹脂再生一次耗用30%鹽酸量
bc1=vcbc/30%=2.22×75/30%=523.6kg/次
6.陽樹脂再生一次耗用30%鹽酸體積
vc1=bc1/rc1==524.6/1.149=455.7l/次
7.鹽酸計量槽的容積
vc2=1.2vc1=1.2×455.7=546.8l
8.稀釋至5%鹽酸溶液的體積
vc3=vc*bc/5%*rc2=3070.5l/次
9.陽樹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.陰樹脂再生一次耗用30%naoh量
ba1= va*ba/30%=4.43*70/30%=916kg/次
13. 陰樹脂再生一次耗用30%naoh體積
va1= ba1/ra1=916/1.328=735.9l
計量槽的容積
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=6587.2l
16.陰樹脂再生一次稀釋用除鹽水量
va4= va3- va1=6587.2-735.9=5851.3l
17.30%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＝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/週期
20.離子交換器鹼廢水排放量
g2`=v*e(n-n1)*10-3=4.038×250×(250-40)×10-3=212kg/週期
21.廢鹼液中能被廢酸液中和的部分的酸量
g3===147.4kg/週期
22.剩餘鹼量
g4= g2`- g3=212-147.4=64.6kg/週期
23.中和後鹼性廢水排放量
q=v1+v2+v3+v4 =23.08+3.16+3.16+92.32=121.7m3
23.鹼性廢水濃度
a1===0.518g/l
24.排放鹼性廢水ph值
ph＝14-lg=14- lg=12.11
25.體外管系介面規範
進、出水口管徑計算
q＝u*π/4×d2=2×3600×3.14×d2/4=330
d=242mm 取250mm
反洗進水、排水管管徑計算
q＝10π/4×2.82=u*π/4×d2=1.5×3600×3.14/4×d2
d=121mm 取150mm
進鹼管管徑計算
q＝5π/4×2.82=u*π/4×d2=1.5×3600×3.14/4×d2
d=85mm 取100mm
進水管dn250，pn1.0mpa
出水管dn250, pn1.0mpa
中間排水管dn100, pn1.0mpa
反洗進水管dn150，pn1.0mpa
反洗排水管dn150，pn1.0mpa
正洗排水管dn100，pn1.0mpa
進氣管dn65，pn1.0mpa
排氣管dn40，pn1.0mpa
進鹼管dn100，pn1.0mpa
進酸管dn100，pn1.0mpa
26.筒體高度計算
反洗膨脹率50%，直筒高度h=(0.36+0.72)×(1+50%)/80%=2.05m
二、陰雙室雙層浮動床
陰雙室雙層浮動床直徑取ф3000，採用d301弱鹼陽離子交換樹脂和201×7強鹼陽離子交換樹脂,執行週期取120h。
1.弱鹼陰樹脂量計算
va1=×k1=×1.20=11.138m3
va1＝π/4×d2×h弱鹼＝3.14/4*32* h弱鹼=11.138m3
h弱酸=1.568m 取1600mm
2.強鹼陰樹脂量計算
va2=×k2=×1.10=9.372m3
va2＝π/4×d2×h弱鹼＝3.14/4*32* h弱鹼=9.372m3
h弱酸=1.309m 取1300mm
3.陰床再生用鹼量
g2=(va1*e1+va2*e2)*q*10-3
=(11.138×850+9.372×400)×60×10-3
=793kg
30%naoh一次投加體積
v2===1.99m3
4%naoh一次投加體積
v2===19.25m3
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全自動鈉離子交換器 經典版
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