Порівняльні розрахунки дегазатор для видалення розчиненої вуглекислоти з підземної води
Водопостачання селища Бобровського здійснюється з підземного джерела. Підземні води залягають на глибині до 40 м і по більшості якісних показників задовольняють вимогам СанПиН / 1 / за винятком вмісту розчиненого заліза (5 мг / дм 3), марганцю (0.37 мг / дм 3) і розчиненої вуглекислоти (до 110 мг / дм 3 ).
При наявності вугільної кислоти в підземній воді більше 40 мг / дм 3, для досягнення необхідного ефекту знезалізнення та запобігання корозійних явищ у водопровідній мережі, рекомендується її попередньо видаляти / 2 /.
Видалення вуглекислоти з підземної води переважно здійснювати фізичними методами: барботированием (перепусткою повітря через обсяг води), розбризкуванням (дроблення) через насадки або отвори, протиточним пропуском води і повітря через різного типу градирні.
Метою роботи є порівняння двох варіантів дегазатор: плівкового, з насадкою з керамічних кілець Рашига (розрахованого за методикою СНіП / 2 /), і барботажного з гравійної завантаженням.
Вихідні дані: продуктивність станції знезалізнення Q = 6790 м 3 / доб = 282.9 м 3 / год, вміст вуглекислоти у вихідній воді З вих = 110 мг / дм 3.
Розрахунок барботажного дегазатора з гравійної завантаженням.
При прийнятої завантаженні дегазатора d ср = 7.5 мм (f = 544 м 2 / м 3), висоті шару h = 1.2 м, тривалості продувки t = 5 хв і питомій витраті повітря q = 6 м 3 / м 3 очікуване вміст вуглекислоти у воді після дегазатора, розрахована за формулою (1) складе:
(1)
q уд - питома витрата повітря, м 3 / м 3
t - тривалість продувки повітрям, год
h - висота шару завантаження, м
Кількість газу, що видаляється:
(2)
Q - продуктивність дегазатора, м 3 / год
СО 2 поч - вміст вуглекислоти у вихідній воді, кг / м 3
СО 2 кон - концентрація вуглекислоти після дегазатора, кг / м 3
G = 282.9 × (0.11 - 0.03022) = 22.57 кг / год
Середня рушійна сила процесу десорбції:
(3)
Тоді площа поверхні завантаження:
(4)
β - коефіцієнт десорбції приймається за графіком мал. 2 [3]
Обсяг гравійного дегазатора:
(5)
f - питома поверхня завантаження, м 2 / м 3
F - площа зіткнення рідкої і газоподібної фаз (площа поверхні завантаження), м 2
Розміри дегазатора прийняті: h 'а' b = 2 '5.3' 5.3 м.
Витрата повітря, що подається в дегазатор:
Q віз = 5 * Q води (6)
Q води - витрата води, що подається на дегазатор, м 3 / год
Q віз = 5 * 282.9 = 1414.5 м 3 / год
За [4] прийняті повітродувки марки ТВ-42-1, 4 1 робоча і 1 резервна марки ТВ-42-1, 4 продуктивністю 2500 м 3 / год, n = 2950 об / хв, m = 3990 кг.
Розрахунок плівкового дегазатора із завантаженням з кілець Рашига.
Кількість газу, що видаляється визначається за формулою:
(7)
З вих і С вих - концентрація газу, що видаляється відповідно у вихідній воді і на виході з дегазатора;
Q р - годинна витрата води, м 3 / год;
Середня рушійна сила десорбції ΔС ср визначається за формулою:
(8)
Поверхня насадки (поверхня десорбції):
(9)
До ж - загальний коефіцієнт десорбції, що визначається за рис. 5-10 [3]:
Необхідний обсяг насадки з кілець Рашига:
(10)
204 - поверхню 1 м 3 насадки з кілець Рашига 25 x 25 x 3 мм при безладної завантаженні, м 2 / м 3
Площа поперечного перерізу дегазатора:
(11)
60 - оптимальна щільність зрошення насадки, м 3 / (м 2 / год)
Внутрішній діаметр дегазатора:
(12)
→ D = 2.5 м
Площа дегазатора:
(13)
Висота шару насадки з кілець Рашига 25 x 25 x 3:
(14)
Витрата повітря, що подається в дегазатор:
Q віз = b * Q розр (15)
b - питома витрата повітря при насадці з кілець Рашига, прийнятий 25 м 3 / (м 2 / год) відповідно до [3] Q віз = 25 * 282.9 = 7072.5 м 3 / год.
Для нагнітання повітря прийнято за [4] 2 повітродувки 1 робоча і 1 резервна марки ТВ-175-1, 6, що мають такі характеристики: Q = 10000 м 3 / год, n = 3320 об / хв m = 6380 кг. Опір проходу повітря через ДЕКАРБОНІЗАТОРА визначається за формулою:
Σζ = 25 * h +40 (16)
Σζ = 25 * 1.46 +40 = 76.5 мм вод. ст.
Прийнято 2 дегазатора 1 робочий і 1 резервний марки Б269 з наступними характеристиками: Н кр = 4 м, Q віз = 7500 м 3 / год, Q розр = 300 м 3 / год, D = 2520 мм, f = 5.0 м 2, Н = 5.4 м, m = 15180 кг.
Після дегазатор вода надходить в проміжний бак з розмірами 2 м x 2.4 м x 2 м, розрахований на 2 хвилини перебування води.
Висновок: плівковий дегазатор має значну висоту і вимагає установки в приміщенні, тому що взимку обмерзає, насадка забивається. Велика висота веде до збільшення висоти будівлі, а значить до подорожчання будівництва. Барботажний дегазатор не потребує збільшення висоти будівлі. На станції знезалізнення прийнятий барботажний дегазатор з гравійної завантаженням.
Список використаної літератури
1. СаНПиН 2.1.1074-01. Питна вода. Гігієнічні вимоги до якості води централізованих систем питного водопостачання. контроль якості.
2. СНиП 2.04.02-84 * Водопостачання. Зовнішні мережі і споруди.
3. Лівшиць О.В. Довідник з водопідготовки котельних установок. Вид. 2-е, перераб і доп., М., «Енергія», 1976.
4. Довідник з спеціальним роботах / Под ред. Москвітіна А.С. / - М.: Стройиздат, 1970 р.