离子交换器设计介绍材料(内部资料)

石油化工有限公司炼油乙烯项目除盐水处理系统计算书

设计原则

1工艺流程的设计

由于原水水质较好，水中TDS含量较低。因此，本项目推荐选用传统的成熟工艺离子交换器作为系统的主脱盐设备；系统初期投资成本低、易于实现自动化。离子交换器采用双床浮动床工艺，它具有处理水量大、占地面积小、交换容量高等优点。

根据计算，一级阳阴离子脱盐后的产水尚未达到生产工艺用水的要求，所以，在一级除盐装置之后，设置混合离子交换器，其出水水质完全满足设备采购方出水要求。

为保证关键设备离子交换器的长期可靠稳定运行，则必须设置符合水质特点的预处理系统，满足离子交换器进水指标：SS<3mg/L。

2工艺流程总述

2.1工艺流程：

由净化水场来的原水经过水处理系统后到达超高压锅炉给水的要求后，通过管道送到除氧水站供超高压和高压锅炉使用。

原水由全厂新鲜水管网送入除盐水站后，部分去凝结水换热后进生水罐，生水经新鲜水泵加压后，先经过滤器后进入阳离子交换器，因原水中HCO3-含量为20-42.1mg/L，为减少后级阴离子交换器的负荷，经过除CO2器除去重碳酸根后，由中间水泵经阴离子交换器和混合离子交换器后，去除盐水罐，最后由除盐水泵加压进除盐水管网供各用户使用。主体设备为单元式运行排列，同时也考虑母管式的连接组合。为了减少设备的台数、减少再生次数和酸碱耗量，

增加运行时间。

工艺如下：

（原水箱）→原水泵→多介质过滤器→阳离子交换器→脱塔碳→中间水箱→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→使用点

2.2为了保证除盐水系统供应的可靠性，选择了五个系列；正常情况下，三个系列运行,一个系列再生，一个系列备用。其中设备包括：

10台150吨/小时的纤维球过滤器（Ø2600mm），5套300吨/小时阳离子交换器(Ø3000mm），5套300吨/小时阴离子交换器(Ø3000mm），5套300吨/小时混合离子交换器(Ø2800mm）及其它辅助设备等组成。

2.3本套水处理设备的原水水质按提供的水质报告设计，而最终制出900吨/小时除盐水。

设计进水水质及出水水质

1进水水质

1.1 除盐水物流特性

本项目的原水来自于菱溪水库，其水质(供参考)为：

1.2出水水质

2处理水量

处理水量为：900m3/h

设备选型计算

一、混床

处理水量为：900m3/h，考虑系统自用水量10%，混床处理能力为990 m3/h，采用多孔强碱I型201×7＃阴树脂和001×7＃阳树脂，混合树脂的单位周期制水量取6000m3/m3,

1.混床总面积

F＝Q/U=990/48=18.75 (U取48m/h)

2.混床计算台数

n=F/0.785d2=18.75/0.785×2.82=3台（ф2800mm）

一台再生一台备用，共5台

3.实际正常运行流速

单台混床处理量为930/3＝330m3/h

U＝Q/F=4×330/(3.14×2.82)=53.62m/h 4.树脂高度计算

阳树脂体积V

c ＝Π/4×D2×h

阳

阴树脂体积V

a ＝Π/4×D2×h

阴

混床运行周期选取为5天合120小时

T=6000(V

阳+ V

阴

) /Q=[6000Π/4×D2×(h

阳

+h

阴

) ]/330=120

H c :h

a

取1：2

H c ＝353mm h

a

＝706mm

阳树脂高取360mm,阴树脂高取720mm 5.阳树脂再生一次耗用30%盐酸量

B c1=V

c

b

c

/30%=2.22×75/30%=523.6Kg/次

6.阳树脂再生一次耗用30%盐酸体积

V c1=B

c1

/r

c1

==524.6/1.149=455.7L/次

7.盐酸计量槽的容积

V c2=1.2V

c1

=1.2×455.7=546.8L

8.稀释至5%盐酸溶液的体积

V c3=V

c

*b

c

/5%*r

c2

=3070.5L/次

9.阳树脂再生一次释用除水用量

V c4=V

c3

-V

c1

=3070.5-455.7=2614.8L/次

10.30%盐酸的平均月耗量

B c2=30×24*B

c1

/T=30×24×523.6/120=3141.7Kg/月

11.30%盐酸的平均年耗用量

B c3=12*B

c1

=37699/年=37.7吨/年

12.阴树脂再生一次耗用30%NaOH量

B a1= V

a

*b

a

/30%=4.43*70/30%=916Kg/次

13. 阴树脂再生一次耗用30%NaOH体积

V a1= B

a1

/r

a1

=916/1.328=735.9L

14.NaOH计量槽的容积

V a2= V a1×1.2=735.9×1.2=885L 15.稀释至4%NaOH 溶液的体积

V a3= V a ×b a /4%r a2=3.926×70/4%*1.043=6587.2L 16.阴树脂再生一次稀释用除盐水量 V a4= V a3- V a1=6587.2-735.9=5851.3L 17.30%NaOH 的平均月耗量

B a2=30×24×B a1/T=30×24×916/120=5496Kg/月 18. 30%NaOH 的平均年耗量

B a3=B a2×12＝65952Kg/年=65.95吨/年 19.离子交换器酸废水排放量

G 1`=V*E(N-N 1)*10-3=2.154×550×(150-36.5)×10-3=134.5Kg/周期 20.离子交换器碱废水排放量

G 2`=V*E(N-N 1)*10-3=4.038×250×(250-40)×10-3=212Kg/周期 21.废碱液中能被废酸液中和的部分的酸量 G 3=

11`40G N =5

.360

4134.5 =147.4Kg/周期 22.剩余碱量

G 4= G 2`- G 3=212-147.4=64.6Kg/周期 23.中和后碱性废水排放量

Q=V 1+V 2+V 3+V 4 =23.08+3.16+3.16+92.32=121.7m 3 23.碱性废水浓度

A1=

Q 4G =7

.1246.64=0.518g/l 24.排放碱性废水PH 值 PH ＝14-lg

401A =14- lg 40

518.0=12.11 25.体外管系接口规范 进、出水口管径计算

Q ＝u*Π/4×D 2=2×3600×3.14×D 2/4=330