Практическая работа 7 Расчет установки ионного обмена Задание. Рассчитать ионообменную установку для обезвреживания сточных вод гальванического цеха после их предварительной механической очистки. Удельный расход Н2SО4 принять равным 100 г/г- экв поглощаемых катионов. В табл. 26 приведен ионный состав сточных вод (содержание катионитов и анионитов). Данную таблицу необходимо всю заполнить. Для расчета количества вещества в г/м3 на 1 г-экв/м3 необходимо молярную массу иона разделить на заряд иона. Содержание вещества в г-экв/м3 определяется отношением содержания вещества в г/м3 к найденному значению количества вещества в г/м3 на 1 г-экв/м3. Вариант 7 Расход ст. вод, 1050 3 м /сут Марка К+ КУ-2 Марка А- АН-18 5 1200 КУ-2 АН-18 1)Расчет катионитового фильтра .Определяется объем катионита в м3 Vкат=Kсн·Qпол[∑K]/nфu·Eраб·к Vкат=1.1·1050·17.6/2·418.4=24.29 где Ксн = 1,1 1,35 – коэффициент для учета воды на собственные нужды;Qпол – расход обрабатываемой сточной воды, м3/cут; [ΣК] – суммарная концентрация катионов в сточной воде, гэкв/м3;nфц – число регенераций каждого фильтра (не более двух); Eраб.к – рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м3 Eраб.к = аэф ∙ Кобм ∙ Еполн – Kion ∙ qk ∙ [ΣК], Eраб.к =(0.68·0.85·800)-(0.5·5·17.6)=462.4-44=418.4 2) Принимая высоту загрузки Нк = 2,5 м, Определяем площадь катионитовых фильтров, м2 Fкат = Vкат / Нк. Fкат =27.8.2.5=11.12м2 3) Диаметр катионитовых фильтров принимается равным Dк = 2м и определяется количество рабочих фильтров n = Fкат / (πr2) n=11.2/3/14=3/54=4(шт) 4)Число округляется до целого, после чего уточняется общая площадь катионитовых фильтров, м2 Fобщ = n πr2. Fобщ =4·3.14·12=12.56 м2 Для установки принимается n рабочих фильтров и 1 резервный. 5)Определяется скорость фильтрования воды, м/ч через катионитовыефильтры 𝑣к = 𝑄пол / (24 𝐹общ) 𝑣к = 1 0 5 0 / 2 4 · 1 2 . 5 6 = 3 . 4 8 м / ч Регенерация катионитового фильтра проводится 7–10 % растворами кислот (соляной или серной), затем катионит промывают водой со скоростью 6–8 м3/ч. 1. Расчет анионитового фильтра (очистка от анионов сильных кислот) Расчетная скорость фильтрования воды через фильтры, м/ч, определяется Vан=Eрабан·Hан-0.5Hан·[А]/T·[A]+0.02Eрабан·ln[A]-0.1[A]·ln[A] [A]=14.3 г-экв м3 T=24/npu-(t1+t2+t3)=24/2-(0.25+1.5+3)=12-4.75=7.25ч Eраб для Ан18=1000г-экв/м3 Нан=2.5 [А](Сi902 4=14.3 г-экв/м3 Npu=2, t1=0.25ч, t2=1.5, t3=3ч Vан=1000·2.5-0.5·2.5·14.3/7.25·14.3+0.02·1000·ln14.3-0.1·14.3·ln14.3=250017.87/103.7+54-3.9=2482.1/153.8=16.14м/ч 2) Найдем общую площадь анионитовых фильтров, м2 Faн=Qпол/nрег·T·Vан Faн=1050/2·7.25·16.14=4.48 3) Определяется количество рабочих фильтров.Принимается диаметр анионитовых фильтров равным Dк = 2м n=Faн/(πr2)=5.13/3.14=1.63=2шт 4) Округляется до целого, после чего уточняется общая площадь катионитовых фильтров, м2 Fобщ = nπr2 . Fобщ = 2·3.14·12=6.28м2
