东莞理文造纸厂锅炉补给水处理系统改造工艺计算
序号名 称符 号单 位计 算 公 式来源水质资料
阳离子
1Na+me/l
2K+me/l
3Ca2+me/l
4Mg2+me/l
5Fe2+me/l
6Fe3+me/l
合计mg.eq/l
阴离子
1Cl-me/l
2SO42-me/l
3NO3-me/l
4HCO3-me/l
5CO32-me/l
6NO2-me/l
7SiO2me/l
合计mg.eq/l
其它
1mg/l
2悬浮物mg/l
3总溶解固形物mg/l
4电导率（25℃）mg/l
5PH mg/l
6SiO2mg/l
COD Mn
水处理系统出力计算
D吨/时
a'DL 5000-94 表9.2.3厂内水汽损失量D X吨/时DX=a'*D/100
P%
锅炉排污量D P吨/时D P=P*D/100
a
D1吨/时
启动或事故增加的损失量D Z吨/时D Z=a*D1/100DL 5000-94 表9.2.3一期锅炉补给水量D BU吨/时D BU=D X+D P+D Z
一期水处理系统正常供水量Q1吨/时Q1=(D X+D P)24/20
一期水处理系统出力Q吨/时Q=2Q1
最终锅炉补给水量D'BU吨/时D'BU=6(D X+D P)/2+D Z
水处理系统工艺计算
一、混合床的计算
运行流速v米/时设计取值
交换器工作台数n
1台交换器工作面积f米2f=Q/（v*n）
交换器直径d米d=√f*4/PI()
选择交换器直径d米
实际交换器工作面积f根据选型实际工作面积实际正常过滤速度v米/时v=Q1 / f
一台交换器需树脂体积米3
阳树脂层装载高度H zh米
001X7阳树脂V1米3V1=fH zh
阴树脂层装载高度H zh米
201X7阴树脂V1米3V1=fH zh
每周期交换器工作时间小时
进水中需除去离子总含量C J毫克当量/升运行经验数据
阴树脂工作交换容量E G克当量/米3
按阳树脂计算T小时T=V1*E G/（Q1*C J）
阳树脂工作交换容量E G克当量/升
按阴树脂计算T小时T=V1*E G/（Q1*C J）
反洗流速v米/时设计取值（阳树脂15米/时，阴树脂6~10米/时）
反洗时间t分设计取值反洗水量q F米3q F=vft/60
再生剂的当量（NaOH）N克/克当量
再生剂倍率n查表
交换器再生用NaOH量G公斤G=V1E G Nn/1000
工业产品中再生剂的含量ε%
折成工业产品的用量G G公斤G G=G/ε
需4%N a OH量为G X公斤Gx=G/ε
稀释40%碱耗水量q x米3q x=(G X-G G)/1000
4%NaOH溶液的密度ρ
进碱流速ν米/小时查表
进碱时间t分t=60G X/(1000ρfv)
正洗水比耗α米3/米3树脂强碱性树脂正洗阴树脂用水量q z米3q z=αV1
再生剂的当量（HCl）N克/克当量
再生剂倍率n查表
交换器再生用HCl量G公斤G=V1E G Nn/1000
工业产品中再生剂的含量ε%
折成工业产品的用量G G公斤G G=G/ε
需4%HCl量为G X公斤Gx=G/ε
稀释30%HCl的耗水量q x米3q x=(G X-G G)
4%HCl溶液的密度ρ
进酸流速ν米/小时查表
进酸时间t分t=60G X/(1000ρfv)
正洗水比耗α米3/米3树脂强酸性树脂正洗阳树脂用水量q z米3q z=αV1
交换器总耗水量q米3q=q F+(q X+q z)酸+(q X+q Z)碱
交换器平均每小时耗水量q'米3/小时q'=q/(T+4)
二、阴离子交换器的计算
运行滤速v米/小时设计取值交换器工作台数n
1台交换器工作面积f米2f=Q1/（v*n）
交换器直径d米d=1.13√f
选择交换器直径d米
实际交换器工作面积f米2
实际过滤速度v米/小时v=Q1/（n*f）
进水中强酸阴离子总含量c j毫克当量/升c j=SO42-+Cl-+NO3-根据水源水质指标
进水中弱酸阴离子总含量c j'毫克当量/升c j'=+HCO3-+HSiO3-+DN根据水源水质指标
除碳后残存CO2=5mg/l 混凝剂用量D N
1台交换器一个周期强酸阴离子交换容量C克当量C=Q1C J T/n
每周期交换器工作时间T再生时间为4小时
1台交换器需弱碱阴树脂体积V1米V1=C/E G
弱碱阴树脂工作交换容量E G克当量/米3
1台交换器中弱碱阴树脂树脂层高度H ZH米H ZH=V1/f
1台交换器一个周期弱酸阴离子交换容量C克当量C=Q1C J'T/n
每周期交换器工作时间T再生时间为4小时
1台交换器需强酸阴树脂体积V1米V1=C/E G
修正值V1'V1'=1.15*V1为防止漏硅酸根,阴树脂需
15%的富裕量,所以取系数1.15强碱阴树脂工作交换容量E G克当量/米3
交换器中强碱阴树脂树脂层高度H ZH米H ZH=V1'/f
1台交换器反洗水量q F米3q F=vft/60
反洗流速v米/小时DL/T 5068-1996 表F.2
反洗时间t分DL/T 5068-1996 表F.2 1台交换器再生NaOH用量G公斤G=CNn/1000
再生剂的当量N
再生剂倍率n
折成工业产品用量G G公斤G G=G/ε
工业产品中再生剂的含量ε
需4%NaOH量为G X公斤
稀释40%碱耗水量q X公斤
转换成体积米3q X/1000
进碱时间t分t=60G X/(1000ρfv)
40%NaOH密度ρkg/m3
进碱流速v米/小时
1台交换器正洗用水量q Z米3q z=αV1
1台交换器正洗水比耗α米3/米3树脂强碱性树脂
1台交换器耗水量q米3q=q Z+q X+q F
阴离子交换器总耗水量q＇米3
三、除碳器的计算
进水中CO2含量（CO
）1毫克/升（CO2）1=44[HCO3-]+
2
22[CO32-] +0.268[HCO3-]3
进入除碳器的水量q米3/小时q=Q1+q＇/20+q＇混床
除碳器工作台数n
1台除碳器工作面积f米2f=q/(b*n)
淋水密度b米3/米2.小时设计取值
除碳器直径d米d=1.13√f
选择除碳器直径d米选用d=1.5米定型设计设备除碳器实际工作面积f米2
填料层高度H米H=R㏑[（CO2）1/（CO2）2]
传质单元高度R选用d50塑料多面空心球，
水温30。
出水中CO2含量（CO
）2毫克/升
2
1台需填料层体积V1米3V1=fH
鼓风机的计算风量Q F米3/小时Q F=K WEαq/n
K WE按水温30度
每处理1米3水需空气量α米3/米3树脂
风压H F毫米水柱H F=30H+40填料层阻力按25mmX25mmX3mm
瓷环的2/3计算
四、阳离子交换器的计算
进水中硬度阳离子的总含量C J毫克当量/升 C J=Ca2++Mg2+
进水中其它阳离子的总含量C J'毫克当量/升 C J'=K++Na+
1台交换器一个周期弱酸离子交换容量C克当量C=qTC J/n
交换器工作台数n2用1备
进入除碳器的水量q米3小时
运行周期T小时
1台交换器需弱酸阳树脂体积V1米3V1=C/E G
树脂工作交换容量E G克当量/米3
交换器中树脂层高度H ZH米H ZH=V1/f
1台交换器一个周期强酸阳离子交换容量C克当量C=qTC J/n
交换器工作台数n2用1备
进入除碳器的水量q米3小时
运行周期T小时
1台交换器需强酸阳树脂体积V1米3V1=C/E G
树脂工作交换容量E G克当量/米3
交换器中树脂层高度H ZH米H ZH=V1/f
交换器尺寸为适应树脂装载体积，选用d=2.8米定型设备。选择交换器直径d米
实际工作面积f米2
实际1台交换器过滤速度v米/小时v=q/（f*n）
反洗水量q F米3q F=vft/60
反洗流速v米/小时
反洗时间t分
1台交换器再生用HCl量G公斤G=V1E G Nn/1000
再生剂的当量N
再生剂倍率n
折成工业产品的用量G G公斤G G=G/ε
工业产品中再生剂的含量ε%
需4%HCl量为G X公斤Gx=G/ε
稀释30%HCl耗水量q x公斤q x=G X-G G
换算成体积米3
进HCl时间t分t=60G X/(1000ρfv)
30%HCl密度ρkg/m3
进酸流速v米/小时
1台交换器正洗用水量q Z米3q Z=αV1
1台交换器正洗水比耗α米3/米3树脂
1台交换器耗水量q米3q=q F+q X+q z 阳离子交换器总耗水量q'米3
无阀滤池
设备出力和台数
水力加速澄清池
设备出力和台数
预沉池
设备出力和台数
水箱
清水箱
中间水箱
除盐水箱
药液贮存槽(罐)和计量箱
盐酸储存槽
再生混合床
30%HCl10天用量公斤G H=10G G/6混床耗HCL折成工业产品的用量G G公斤G G=G/ε
再生阳离子交换器30%HCl10天用量G YA公斤G YA=10G G
阳床耗HCL工业产品的用量G G公斤G G=G/ε
10天共用HCl体积V米3V=G H+G YA/(1000ρ)
30%HCL密度ρ千克/米3
碱液贮存槽
再生混合床30%NaOH10天用量G H公斤G H=10G G/6
混床耗NAOH折成工业产品的用量G G公斤G G=G/ε
再生阴离子交换器30%NaOH10天用量G YI公斤G YI=10G G
阴床耗NAOH折成工业产品用量G G公斤G G=G/ε
10天共用体积V米3V=G H+G YI/(1000ρ)
30%NAOH密度ρ千克/米3
再生混合床酸计量箱容积V米3V=G G/(1000ρ)
选用计量箱容积V米3
再生阳离子交换器酸计量箱容积V米3V=G G/(1000ρ)
选用计量箱容积V米3
再生混合床碱计量箱容积V米3V=G G/(1000ρ)
选用计量箱容积V米3
再生阴离子交换器碱计量箱容积V米3V=G G/(1000ρ)
选用计量箱容积V米3
混凝剂计量箱溶积V米3无
过滤器的计算
过滤器运行流速v米/小时
运行台数n2用1备
1台过滤器工作面积f米2f=Q/(vn)
设备总出力Q米3/小时
过滤器直径d米d=1.13SQART(f)
选用过滤器直径d米
过滤器实际工作面积f米2f=(3.14/4)d2
过滤器反洗水量Q F米3/小时Q F=v F*f*t F/60
反洗流速v F米/小时
反洗时间t F分
过滤器正洗水量Q Z米3
正洗流速v Z米/小时
正洗时间t Z分
过滤器总耗水量q米3q=v z ft z由净水站提供
`
结果
mg/l 1.702339
0.00390
1.942038.88 1.281215.31 0.00280 0.00190 4.92
1.4635.552 0.384818.2 0.00620
2.8661174.46 0.00300 0.00460 0.376022.2 5.07
14 47.2
57
6.75 9.2 3.4
135 2%
2.7 3%
4.05 6% 170 10.2 16.95
135
135
135
50
1
2.7
1.85
1.8
2.54
53.1
0.5
1.3
1
2.5
0.1
250250~300 24
800800~1000 47
10
15
6.4
40
5
127.2
40%
317.9
3179.25
2.9
1.03
5
14.6
12
30.5
36.5
5
185.7需2.5%量为稀释30%碱耗水量30%
618.89
4641.71
4.0
1.02
5
21.5
6
7.6
51.39交换器自耗水量：反洗、正洗、稀释
1.01加入阴离子交换器出力中
40
1
3.375
2.08
2.8
6.1
21.99
1.84
0.48
4978.68
20
4.98
1000
0.810.810877
1305.82
20
5.22
6.01
250
0.98
15.35
10
15 754.14
40
3 1885.35
40% 18853.49 16968.14
16.97
44.7
1.03
4
32.96
3
65.27
65.27 132.11
139.27
2
1.16
60
1.22
2.2
3.79
1.93
0.588
5
7.30 1462.33
0.7
30 97.76
3.22
1.70
8968.49
1 139.27
20
4.48
2000
0.73
4723.05
1 139.27
20
4.72
1000
0.77
2.8
6.1
22.68 15.35
10
15 344.78
36.5
2 1149.28
30% 8619.57 7470.29
7.47
16.5
1.02
5
13.45
3
36.27
36.27
1031.49
618.9 11492.76