软化水除盐水树脂罐与再生耗盐Excel计算书

软化水除盐水树脂罐与再生耗盐设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础设计输入参数,,,,,,,,,

1,设计小时产水量,Qh,设计值,用户输入,m³/h,10.00,软化水设备额定出力，根据工程实际用水量确定,GB/T18300-2011,可根据实际需求修改此参数

2,日运行小时数,T日,设计值,用户输入,h,20.00,设备每日实际运行时间，按两班制取值,给排水设计手册,24小时连续运行取24

3,原水总硬度,YD,实测值,水质检测报告,mmol/L,5.00,原水中钙镁离子总浓度，以CaCO₃计,GB/T1576-2018,高硬度水质取较大值

4,树脂工作交换容量,E,选用值,顺流800，逆流900-1000,mmol/L,800.00,实际运行条件下单位体积树脂交换能力,树脂厂家技术手册,逆流再生可取900-1000

5,再生方式编码,再生方式,选用值,1=顺流，2=逆流,-,1.00,1代表顺流再生，2代表逆流再生,工艺选择,修改此值切换再生工艺

6,工业盐纯度,η,选用值,≥85%,%,85.00,工业一级盐氯化钠质量分数,GB/T5462-2015,纯度越高实际用盐量越少

二、树脂罐罐体尺寸计算,,,,,,,,,

7,设计运行流速,v,选用值,15-30m/h取20,m/h,20.00,树脂层空塔流速，影响交换效果,GB/T18300-2011,最佳范围15-25m/h

8,树脂罐所需截面积,F,计算值,F=Qh/v,m²,0.50,根据设计流量与流速计算所需过水截面积,流体力学公式,

9,计算罐体内径,D计,计算值,D计=√(4F/π),m,0.80,理论计算直径，需选用标准罐体,圆柱体截面积公式,

10,选用标准罐体直径,D,选用值,标准规格系列,m,0.90,选用玻璃钢或不锈钢标准罐体直径,水处理设备标准,常用规格φ300-φ1500

11,实际罐体截面积,F实,计算值,F实=πD²/4,m²,0.64,选用标准罐体后的实际过水截面积,圆柱体截面积公式,

12,实际运行流速校核,v实,计算值,v实=Qh/F实,m/h,15.72,校核实际流速是否在规范范围内,GB/T18300-2011,规范要求10-30m/h

13,流速符合性判断,流速判断,判断值,10≤v实≤30则满足,-,满足,判断实际流速是否符合规范,GB/T18300-20115.2条,超出范围调整罐体直径

14,树脂层设计高度,HR,选用值,1.0-2.0m取1.5m,m,1.50,树脂层装填高度，保证接触时间,DL/T519-2004,工程常用1.2-1.8m

15,树脂层高度判断,层高判断,判断值,1.0≤HR≤2.0则满足,-,满足,判断树脂层高度是否合理,离子交换器设计规范,过低易穿透过高压降大

16,树脂层体积,VR,计算值,VR=F实×HR,m³,0.95,罐体内实际装填的树脂体积,圆柱体体积公式,

17,树脂装填质量,mR,计算值,mR=VR×ρ湿×1000,kg,782.49,湿树脂装填重量，湿视密度0.82g/mL,GB/T13659-2008,

18,反洗膨胀空间高度,H膨,计算值,H膨=HR×50%,m,0.75,反洗时树脂膨胀预留空间,水处理设计手册,防止反洗树脂流失

19,罐体直段总高度,H总,计算值,H总=HR+H膨+0.3,m,2.55,罐体直段总高度,水处理设备设计,含上下布水空间0.3m

20,罐体总容积,V罐,计算值,V罐=F实×H总,m³,1.62,罐体总容积,圆柱体体积公式,树脂装填系数约70%

三、交换能力与周期制水量计算,,,,,,,,,

21,树脂总工作交换容量,E总,计算值,E总=VR×E×1000,mol,763.41,树脂层总共能交换的硬度离子量,离子交换原理,VR单位m³，E单位mol/m³

22,周期制水量（理论）,Q周,计算值,Q周=E总/YD,m³,152.68,树脂失效前理论产水量,离子交换衡算,

23,安全系数,k,选用值,1.2-2.0取1.3,-,1.30,考虑树脂老化水质波动的裕量,工程设计规范,硬度越高取值越大

24,实际周期制水量,Q实,计算值,Q实=Q周/k,m³,117.45,考虑安全系数的实际产水量,工程经验修正,

25,每日再生次数,n日,计算值,n日=(Qh×T日)/Q实,次/天,1.70,每日需要再生的次数,运行周期计算,

26,连续运行再生周期,T周,计算值,T周=Q实/Qh,h,11.74,两次再生之间的连续运行小时数,运行周期计算,

27,再生周期（按天计）,T周天,计算值,T周天=T周/24,天,0.49,换算为天数便于运维,运行管理,

28,周期合理性判断,周期判断,判断值,T周≥8h则满足,-,满足,判断运行周期是否过短,GB/T18300-2011,低于8小时需增大树脂量

29,树脂利用率,ηR,计算值,ηR=工作交换容量/1900,%,42.11,树脂交换能力利用程度,离子交换工艺学,顺流约40%-50%

四、反洗工艺参数计算,,,,,,,,,

30,反洗流速,v反,选用值,10-15m/h取12,m/h,12.00,反洗水流速，松动树脂不流失,DL/T519-2004,浊度高取大值

31,反洗时间,t反,选用值,10-15min取15,min,15.00,反洗持续时间至出水清澈,GB/T18300-2011,污染树脂取高值

32,反洗流量,Q反,计算值,Q反=v反×F实,m³/h,7.63,反洗时所需水流量,流量流速换算,

33,反洗用水量,V反,计算值,V反=Q反×t反/60,m³,1.91,单次反洗消耗水量,水量计算,约2-3倍树脂体积

34,反洗膨胀率,e反,选用值,50%-75%取50,%,50.00,反洗树脂层膨胀比例,DL/T519-2004,窥视孔观察调整

35,反洗膨胀高度,H反膨,计算值,H反膨=HR×e反/100,m,0.75,反洗时树脂实际膨胀高度,体积膨胀计算,

36,反洗空间校核,反洗判断,判断值,H反膨≤H膨则满足,-,满足,校核反洗空间是否足够,水处理设备设计,不足需增加罐体高度

五、再生盐耗计算,,,,,,,,,

37,顺流再生水平,Ls顺,选用值,120-160g/L取150,g/L,150.00,顺流再生每升树脂纯盐投加量,离子交换再生规范,

38,逆流再生水平,Ls逆,选用值,80-120g/L取100,g/L,100.00,逆流再生每升树脂纯盐投加量,DL/T519-2004,逆流省盐约30%

39,选用再生水平,Ls,计算值,顺流取Ls顺，逆流取Ls逆,g/L,150.00,根据再生方式自动选择,工艺选择计算,

40,单次再生纯盐用量,m盐纯,计算值,m盐纯=VR×Ls,kg,143.14,单次再生需要纯NaCl质量,再生剂用量公式,VR单位m³=1000L

41,单次再生工业盐用量,m盐工,计算值,m盐工=m盐纯/η×100,kg,168.40,考虑纯度后实际加盐量,纯度折算公式,

42,理论盐耗,m盐理,查表值,NaCl摩尔质量58.5,g/mol,58.50,等当量交换理论盐耗,化学当量计算,

43,实际盐耗,m盐实,计算值,m盐实=Ls/(E/1000),g/mol,187.50,实际每摩尔硬度耗盐量,盐耗计算公式,顺流约150-200g/mol

44,再生效率,η再,计算值,η再=m盐理/m盐实×100%,%,31.20,再生剂利用率,再生工艺评价,顺流约30%-40%

45,吨水盐耗,m盐吨,计算值,m盐吨=m盐纯/Q实×1000,g/m³,1218.75,每吨软化水平均耗盐量,经济运行指标,

46,盐耗指标判断,盐耗判断,判断值,顺流≤200逆流≤120则满足,-,满足,判断盐耗是否先进,锅炉节水节能规范,过高检查再生工艺

47,年耗盐量估算,m盐年,计算值,按365天运行计算,t/年,104.67,年总耗盐量估算,运行成本估算,

六、再生液参数计算,,,,,,,,,

48,再生液浓度,C,计算值,顺流8%逆流6%,%,8.00,再生液NaCl质量分数,DL/T519-2004,浓度过高过低都不好

49,再生液密度,ρ,查表值,近似1.05kg/L,kg/L,1.05,8%NaCl溶液密度约1.05,氯化钠溶液密度表,工程近似值

50,再生液体积,V液,计算值,V液=m盐纯/(ρ×C),m³,1704.03,单次再生所需盐液总体积,浓度质量换算,

51,再生液倍数,BV,计算值,BV=V液/VR,倍,1785.71,再生液/树脂体积比,床体积倍数法,工程常用2-3BV

52,再生液流速,v再,选用值,4-6m/h取5,m/h,5.00,再生液通过树脂层流速,DL/T519-2004,过快接触时间不足

53,再生液流量,Q再,计算值,Q再=v再×F实,m³/h,3.18,再生时盐液流量,流量流速换算,

54,再生进液时间,t再,计算值,t再=V液/Q再×60,min,32142.86,再生液通过树脂层时间,时间计算,规范要求≥30分钟

55,接触时间判断,接触判断,判断值,t再≥30min则满足,-,满足,判断再生接触时间,DL/T519-2004,不足再生不彻底

56,配液用水量,V配,计算值,V配=V液-m盐纯/1000,m³,1703.89,溶解盐配制再生液用水,溶液配制计算,用软化水配制更好

七、置换与正洗参数计算,,,,,,,,,

57,置换流速,v置,选用值,同再生流速5m/h,m/h,5.00,进盐后继续低速进水置换,再生工艺规范,顶入浓盐液

58,置换时间,t置,选用值,15-20min取15,min,15.00,置换过程持续时间,GB/T18300-2011,约0.5-1BV水

59,置换用水量,V置,计算值,V置=v置×F实×t置/60,m³,0.80,置换过程耗水量,水量计算,

60,正洗流速,v正,选用值,10-20m/h取15,m/h,15.00,正洗水流速快速冲盐,DL/T519-2004,先慢后快

61,正洗时间,t正,选用值,15-30min取20,min,20.00,正洗至出水硬度达标,GB/T18300-2011,以出水达标为准

62,正洗用水量,V正,计算值,V正=v正×F实×t正/60,m³,3.18,正洗过程耗水量,水量计算,顺流5-8BV

63,正洗终点硬度,YD出,设计值,≤0.03mmol/L,mmol/L,0.03,正洗终点控制指标,GB/T1576-2018,锅炉给水标准

64,单次再生总水耗,V水总,计算值,V反+V配+V置+V正,m³,1709.77,再生全过程总耗水量,再生水耗汇总,约占制水量3%-5%

65,再生自耗水率,ε水,计算值,ε=V水总/(Q实+V水总),%,93.57,再生耗水占产水比例,GB/T18300-2011,规范要求≤5%

66,自耗水率判断,水耗判断,判断值,ε≤5%则满足,-,不满足,判断自耗水率是否达标,GB/T18300-20115.2,过高优化再生工艺

八、盐箱容积与配套计算,,,,,,,,,

67,盐箱储备次数,n储备,选用值,储备3次再生用量,次,3.00,盐箱盐液储备次数,设备配套规范,建议3-7天用量

68,盐箱有效容积,V盐箱,计算值,V液×n储备,m³,5112.10,盐箱有效容积,溶盐箱设计,

69,每次加盐量,m加盐,计算值,m盐工×1.2余量,kg,202.08,考虑余量实际加盐量,溶盐箱设计,保持见盐不见水

70,盐箱直径选用,D盐,选用值,标准PE盐箱,m,0.80,标准PE盐箱直径,水处理配套设备,常用φ600-φ1200

71,盐箱计算高度,H盐,计算值,H=V盐箱/(πD²/4)×1.2,m,12204.24,盐箱设计高度,圆柱体容积公式,预留20%空间

72,盐箱补水时间,t补水,计算值,补水速率0.5m³/h,min,204466.85,盐箱补水时间估算,自动阀设定,补水后静置溶解

九、再生程序时间汇总与选型结论,,,,,,,,,

73,反洗时间,T1,计算值,t反,min,15.00,再生第一步：反洗,再生程序,

74,吸盐慢洗时间,T2,计算值,t再+t置,min,32157.86,再生第二步：进盐置换,再生程序,再生效果关键

75,盐箱补水时间,T3,计算值,t补水,min,204466.85,再生第三步：盐箱补水,再生程序,可与正洗并行

76,正洗时间,T4,计算值,t正,min,20.00,再生第四步：正洗,再生程序,达标即转运行

77,再生总时间,T再生总,计算值,"T1+T2+MAX(T3,T4)",min,236639.70,一次再生完整周期,程序时间计算,补水正洗可并行

78,罐体规格推荐,罐体规格,选型值,φD×H总,-,φ0.90m×2.55m,推荐标准罐体