离子交换设计计算书.pdf

混合离子交换器

详

细

设

计

计

算

书

宜兴市华电环保设备有限公司

1

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

2

→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：

3

经净化水场后的水质指标

1.2 出水水质

4

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

5

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