离子交换器的设计计算

离子交换器的设计计算 1、交换器直径：F=Q/(TNV） F-交换器截面积（m2）；Q-产水量(T/D);T-工作时间（H/D） N-交换器台数；V-交换流速(M/H). 2、交换器高度: H=Hp+Hr+Hs+Ht（米） Hp-交换器下部排水高度，一般为0.30.7m; Hr-交换剂层高度，一般在1.02.0之间选择。 Hs-反洗膨胀高度,树脂层高50%左右。Ht-顶部封头高度。 3、交换器连续工作时间： t=VrEg/q(H1-H2) (小时) Vr-交换剂体积；q-交换器流量； Eg-交换剂的工作交换容量，一般阳树脂取1000mol/m3。 H1-原水中硬度，mmol/L. H2-出水残留硬度，mmol/L. 4、再生剂用量：Gz=VrEgBz/（1000）Gz-再生剂用量；Bz-再生剂实际耗率，g/mol. -再生剂纯度，对NaCL,可取0.95。常用再生剂的实际耗率 顺流再生 逆流再生 再生剂：NaCL ;HCL NaCL ; HCL 耗率： 120-150 ;60-90 70-90; 30-60 混合离子交换器设计计算：Q=3.14R2VQ-混床的处理能力；单位m3/hR-混床的半径;单位mV-过滤流速，一般普通混床20-30m3/h 精致混床30-40m3/h 抛光混床40-60m3/h取石英砂10-12m/h；V=3.14R2H1000V-树脂的体积；单位kgR-混床的半径;单位mH-树脂的有效高度；单位m注：树脂总装高不小于1m阴阳离子交换树脂比例（阳：阴=1:1.3-2）混床的再生周期：阳树脂再生周期=（单台阳树脂体积/阳树脂工作交换容量）/(工作设备数量）/（阳离子含量）阴树脂再生周期=（单台阴树脂体积/阴树脂工作交换容量）/(工作设备数量）/（阴离子含量）阴阳树脂的再生周期中取较小值作为混床的再生周期水管管径和流量的关系：Q=3.14(D/2)2 V3600Q-流量；m3/hD-管道内径；mV-水在管中的流速;m/s无压力是V取1.5m/s；有泵提供压力时V取2.5m/s交换器再生条件的计算：1） 利用计量箱液位差进行计算 耗用30%浓度再生剂重量 = 计量箱截面积计量箱液位差30%浓度再生剂密度2）利用再生剂流量进行计算 耗用30%浓度再生剂重量 = 再生剂流量进再生剂时间30%浓度再生剂密度3）利用再生液的浓度进行计算 耗用30%浓度再生剂重量 = 喷射器工作水流量再生液浓度30%进再生剂时间再生液浓度的计算方法主要有： 1）用计量箱液位下降速度进行计算再生液浓度（%）= 液位下降高度（m）计量箱截面积（m2）再生剂密度30%喷射器工作水流量（m3/h）102）用再生剂流量计进行计算 再生液浓度（%）= 再生剂流量（m3/h）30%密度喷射器工作水流量（m3/h）10现场交换器再生条件的确定1，阳床再生条件1）阳床再生用酸量的计算 阳床正常再生时耗用浓度为30%的盐酸重量的计算 用酸重量 = 树脂体积树脂平均工交容量36.5再生剂比耗0.3= 3.2m31200 mol/m336.5g/mol1.250.3 = 0.58（吨） 阳床大反洗后再生周期耗用浓度为30%的盐酸重量的计算 用酸重量 = 2正常再生用酸量 = 20.58 = 1.16吨 采用1.2吨2）阳床的进酸时间的计算 阳床正常再生时再生液浓度 = 3.5% 再生时工作水流量 = 7.2m3/h 按再生液浓度 = 3. 5%计算，浓度为30%的盐酸的流量 = 7.23.5%0.3 = 0.84吨/小时 阳床再生总进酸重 = 0.58吨 总进酸时间 = 0.580. 8460 = 41分钟 在固定进酸量为0.58吨时，当采用不同再生液浓度时的进酸时间也应作必要的调整： 实测浓度 % 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 进酸时间 分钟 45 44 43 41 40 每分钟进酸量 顿 0.013 0.013 0.0135 0.014 0.0145 阳床大反洗后周期再生液浓度 = 5% 再生工作水流量 = 7.2m3/h 按再生液浓度 = 5%计算，浓度为30%的盐酸的流量 = 7.25%0.3 = 1.20吨/小时 阳床大反洗后周期再生总进酸重 = 1.2吨 总进酸时间 = 1.21.260 = 60分钟 不同再生液浓度时的进酸时间调整为：实测浓度 % 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0进酸时间 分钟 67 65 64 63 61 60每分钟进酸量 顿 0.018 0.0185 0.019 0.019 0.02 0.022，阴床再生条件1）阴床的用碱量计算 阴床内弱碱树脂及强碱树脂的总体积 = 4.8m3 阴床弱碱树脂及强碱树脂的平均工交容量设定为700mol/m3 总用碱重量 = 树脂体积树脂平均工交容量40再生剂比耗0.3= 4.8m3700 mol/m340g/mol1.200.3 = 0.54（吨）2）阴床根据再生液浓度计算两步进碱的时间 阴床悬浮进碱时间计算 悬浮进碱的再生液浓度设定 = 1.2% 工作水流量 = 6m3/h 按再生液浓度 = 1.2%计算，浓度为30%的液碱的流量 = 61.2%0.3 = 0.24吨/小时 悬浮进碱时间按60分钟计算 悬浮进碱重量 = 0. 24 吨 进碱时间按再生液浓度的调整为： 实测浓度 % 1.0 1.1 1.2 1.3 进碱时间 分钟 72 65 60 55 每分钟进碱量 吨 0.003 0.004 0.004 0.0045 阴床逆流进碱时间的计算 逆流进碱再生液浓度设定为2.6% 工作水流量 = 6m3/h 按再生液浓度 = 2.6%计算，浓度为30%的液碱的流量 = 62.6%0.3 = 0.52吨/小时 逆流进碱重量 = 总碱量悬浮进碱时已进的碱液重量 = 0.540.24 =