Пример расчета декарбонизаторов

Рассчитать декарбонизатор с насадкой из колец Рашига керамических 25*25*3 мм для удаления свободной углекислоты из подпиточной воды, после Н-катионитовых фильтров.

Расход воды q_час = 200 м³\час, бикарбонатная щелочность исходной воды 2,0 мг-экв\л снижается методом подкисления до 0,8 мг-экв\л. Начальная концентрация СО₂ в воде С_ВХ^ИСХ = 15 мг\л. Заданная концентрация С_ВЫХ^ОСТ = 3 мг\л. Расчетная температура, поступающей в декарбонизатор t = 30⁰С.

Решение

1. Находим концентрацию СО₂ в воде после Н-катионитовых фильтров, перед декарбонизацией по формуле

С_ВХ^ОБЩ = С_ВХ^ИСХ + 44ΔЖ_К;

где Ж_К – карбонатная жесткость в исходной воде после ее подкисления мг-экв\л,

Ж_К = Щ_НАЧ – Щ_П.П.;

Щ_НАЧ – щелочность исходной воды, после Н-катионитовых фильтров, мг-экв\л;

Щ_П.П – щелочность воды после ее подкисления, мг-экв\л.

С_ВХ^ИСХ – начальная концентрация СО₂ в воде мг\л.

С_ВХ^ОБЩ = 15 + 44(2,0-0,8) = 67,8 мг\л

2. Определяем кол-во удаляемой СО₂ по формуле

G = = = 12.96 кг\час.

q_час– кол-во воды поступающей в декарбонизатор, м³\час.

С_ВХ^ОБЩ – концентрация СО₂ перед декарбонизатором, мг\л;

С_ВЫХ^ОСТ – заданная конечная концентрация, мг\л.

3. Находим необходимую поверхность насадки определяют по формуле

F = = = 1240,19 м²;

где К_Ж – коэф. десорбщии по рис. 4 для колец Рашига, плотность орошения насадки равна 60 м³\м²-час. К_Ж = 0,55 м\ч;

ΔС_СР – средняя движущая сила десорбции, определяют по рис.3

(определяется от начальной концентрации СО₂ при С_ВХ^ОБЩ, и остаточного содержания углекислоты, после декарбонизации С_ВЫХ^ОСТ. ΔС_СР = 0,019 кг\м³.

4. Объем насадки находят по формуле

W = = = 6,08 м³;

S – удельная поверхность различных насадок табл.4, м²\м³.

5. Необходимый объем воздуха на декарбонизацию определяется по формуле

V_Д.К. = d*q_час = 30*200 = 6000 м³\час;

где d – удельный расход воздуха, который определяется по справочнику – О.В.Лившиц «Справочник по водоподготовке котельных установок» 1976 г. В котором рекомендовано применять величину d, при работе декарбонизатора в установках для умягчения воды d = 25 м³\м³,а в обессоливающих установках d = 40 м³\м³.

При установке декарбонизаторов в водоподготовительных установках с подкислением подпиточной воды теплосети, удельный расход воздуха должен быть около 30 м³\м³.

6. Площадь поперечного сечения декарбонизатора находят по формуле, м²

f = = = 3,33 м²