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一、阳床的计算1、总处理水量Q′=Q(1+10%)2、阳离子交换器直径D=SQRT（4Q′/πv）3、阳床装料体积V阳=πD2h阳/44、阳床运行周期T阳=V阳E阳/(Q′Σc)5、每天再生的台次N阳=24/T阳6、再生一次30%盐酸的耗量B阳30%=V阳E阳b阳/(1000×30%)7、再生一次需30%HCl的体积V阳30%=B阳30%/ρ30%8、HCl计量箱的容积V计HCl=1.2V阳30%9、稀释至5%HCl溶液的体积V5%=V阳E阳b阳/(1000×5%×γ5%)10、再生一次的稀释水量V阳稀=V5%-V阳30%11、30%盐酸的日耗量B日=B阳30%×N阳12、30%盐酸的月耗量B月=30×B日/100013、30%盐酸的年耗量B年=7000×B月/(24×30)14、5%HCl溶液的通液时间tt=V5%/(1000×v5×V阳)15、进入阳床还原液的质量流量G2 G2=V5%γ5%/(3600×t)16、进入喷射器吸入侧的质量流量G0 G0=B阳30%/(3600×t)17、喷射器工作嘴的质量流量G1G1=G2-G018、喷射系数μ=G0/G119、喷射器的特性值20、喷嘴直径d P=A×SQRT(G1)21、圆筒形混合室直径d H=B×SQRT(G2)22、圆筒形混合室长度L u=4×d H23、吸入管管径D0=1000×SQRT(4×V阳30%/(3600×1000×π×v0×t))24、入口管管径D1=1000×SQRT(4×V阳稀/(3600×1000×π×V1×t))25、出口管管径D2=1000×SQRT(4×V5%/(3600×1000×π×V2×t))二、阴床的计算1、阴树脂的装料体积V阴=T阳×Q′(ΣA-HCO3-+CO2/44)/E阴2、阴树脂的实际装料体积V实=1.15×V阴3、阴床直径D=SQRT（4Q′/πv）4、阴离子交换树脂的装料高度h A=4×V实/(π×D2)5、再生一次30%NaOH的耗量B A30%=V实×E阴×b A/(1000×30%)6、再生一次30%NaOH的体积V30%=B A30%/γ30%7、NaOH计量箱的容积V NaOH=1.2×V30%8、稀释至4%NaOH溶液的体积V4%=V实×E阴×b A/(1000×4%×γ4%) 9、再生一次的稀释水量V稀=V4%-V30%10、30%NaOH的日耗量B日=B A30%×N阳30T/h已知参数10%为自用水率v=25m/h D=1.2mh阳=2m V=2.26m3阳E阳=1000mol/m3T阳=26.43hΣc:原水中阳离子的总和,mmol/L阳离子2.85mmol/LN阳=0.91台次/d 再生水平b阳=55g/mol(100%HCl)B阳30%=414.33Kg/次ρ30%=1.149Kg/L V阳30%=360.6L 1.2:安全系数V计HCl=432.72L取V计HCl=500Lγ5%=1.023Kg/L V5%=2430.11LV阳稀=2069.51LB日=377.04KgB月=11.31T一年以7000h计B年=109.97TV5=5m3/(m3·h)t=0.22h5%HCl G2=3.14Kg/s 30%HCl G0=0.52Kg/sG1=2.62Kg/sμ=0.2背压P2=1.472×105P a,查表得P′P=31060kgf/m2h0=29960kgf/m2h b=1349kgf/m2A=7.293 B=8.843d P=11.81mm取d P=15mmd H=15.65mmL u=62.61mmv0为被吸入管内的流速,取1m/s D0=24.08mm取D0=25mmV1为稀释水在入口管内的流速,取2m/s D1=40.8mm取D1=40mmV2为稀释水在入口管内的流速,取2m/s D2=44.21mm取D2=45mmΣA为原水中阴离子总和,只含强酸的阴离子，不包含HCO3-,mmol/L V阴=6.46m3 CO2为除碳器出水中浓度,取3mg/L阴离子2.85mmol/L E阴=350mol/m31.15为当阳床失效时,阴床还未失效的富余系数V=7.42m3实v=20m/hb A为再生水平,取60g/molγ30%为NaOH溶液的密度,取1.328Kg/Lγ4%为NaOH溶液的密度,取1.043Kg/L36T/hQ′=36m3D=1.4mV阳=3.08m3T阳=30h阳离子2.85mmol/LN阳=0.8台次/dB阳30%=564.67Kg/次V阳30%=491.44LV计HCl=589.73L取V计HCl=1000LV5%=3311.83LV阳稀=2820.39LB日=451.74KgB月=13.55TB年=131.76Tt=0.22hG2=4.28Kg/sG0=0.71Kg/sG1=3.57Kg/sμ=0.2d P=13.78mm取d P=15mmd H=18.29mmL u=73.16mmV阴=9.01m3阴离子2.85mmol/LV实=3.53m3D=1.51m取D=1.5mh A=2mB A30%=247.1KgV30%=186.07LV NaOH=223.28LV4%=1776.85L V稀=1590.78L B日=197.68Kg。
全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录一、总述 01. 锅炉水处理监督管理规则 02. 离子交换树脂部结构 03. 钠离子交换软化原理及特性: (1)4. 水质分析测试容 (1)•PH值(Potential of Hydrogen) (1)•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (1)•铁含量(IRON) (1)•锰 (2)•硬度值(HARDNESS) (2)•碱度 (2)•克分子(mol) (2)•当量 (3)•克当量 (3)•硬度单位 (3)•我国江河湖泊水质组成 (5)二、全自动软水器 (5)三、影响软水器交换容量的因素 (7)1. 流速(gpm/ft，m/h) (7)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (7)3. 树脂层的高度 (8)4. 进水含盐量 (9)5. 温度 (11)6. 再生剂质量(NaCl) (11)7. 再生液流量 (12)8. 再生液浓度 (13)9. 再生剂用量 (14)10. 树脂 (14)四、自动软水器设计 (14)1. 软水器设备应遵循的标准 (14)2. 全自动软水器主要参数计算 (15)1) 反洗流速的计算: (15)2) 系统压降计算 (15)3. 软水器设计计算步骤 (15)计算示例 (17)一、总述1.锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规则。
第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。
第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。
第十一条未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、安装和使用。
第十四条锅炉水处理设备出厂时，至少应提供下列资料:1.水处理设备图样(总图、管道系统图等);2.设计计算书;3.产品质量证明书;4.设备安装、使用说明书;5.注册登记证书复印件。
序号项目结果单位1原水阳离子总数 3.064658328mmol/l 原水原水阴离子总数 1.893857743mmol/l SiO20.138333333mmol/l2出水水质产水含盐量电导率SiO2Na+3设计出力Q250m3/h 周期运行周期T20h 再生时间t4h4进入阴床阴离子总数A1 1.273982143mmol/l 出力系统自用除盐水率η1 1.85%系统自用清水率η25%弱酸阳树脂交换容量E11600mol/m3强酸阳树脂交换容量E2900mol/m3弱碱阴树脂交换容量E3600mol/m3强碱阴树脂交换容量E4250mol/m3阴床出力Qa254.625m3/h5阳床运行流量Qk254.625m3/h 阳床同时运行台数Nk1台阳床直径Dk 3.2m阳床截面积Fk8.0384m2阳床运行流速31.67607982m/h计算弱酸树脂装填量7.877630545m3/台计算弱酸树脂层高度0.979999819m设计选取弱酸树脂层高度 1.6m实际弱酸树脂装填量12.86144m3计算强酸树脂装填量 5.679166664m3计算强酸树脂装高度0.706504611m设计选取强酸树脂层高度 1.2m实际强酸树脂装填量9.64608m3实际运行周期(弱酸)37.55102735实际运行周期(强酸)37.367059746阴床运行流量Qa'254.625m3/h 阴床同时运行台数Na1台阴床直径Da 3.2m阴床截面积Fa8.0384m2进入阴床强酸离子总数A20.988407673mmol/l阴床运行流速31.67607982m/h计算弱碱树脂装填量9.647476642m3/台计算弱碱树脂装填高度 1.200173746m设计选取弱碱树脂层高度 1.8m实际弱碱树脂装填量14.46912m3计算强碱阴树脂装填量Va20.334486238m3计算强碱阴树脂装填高度0.041611047m设计选取强碱树脂层高度 1.2m实际强碱树脂装填量9.64608m3实际运行周期 弱碱34.49500552强碱33.164270327进水中的CO2含量A138.59484759mg/l 脱碳器出水中的CO2含量A25mg/l 填料淋水密度ω80m3/m2.h除碳器面积Fdc 3.1828125m2选取除碳器直径Ddc 2.5m实际除碳器截面积Fdc' 4.90625m2实际淋水密度ωs51.89808917m3/m2.h填料高度Hd 1.6704m设计选用填料高度Hds 1.8m填料体积Vq8.83125m3填料堆积密度s11500个/m3填料总数Sm101559.375风机8再生剂种类阳床再生再生剂药耗Lk50g/mol 1台阳床再生需100%酸 Gk696.6613333kg折31%浓度盐酸Gk'2247.294624kg再生液浓度Ck4%再生液比重p 1.018一次再生液体积Qk117.10857891m3配酸稀释水量Vh15.1527089230%盐酸比重 1.149再生流速 Vhzs5m/h进再生液时间 tk125.54027505min置换时间tk245min置换流速Vkzh5m/h置换水量Q230.144m3正洗时间tk315min正洗流速Vkzx10m/h正洗水量Qk320.096阳床再生一次废水量Qkfs67.348578919再生剂种类阴床再生再生剂药耗La60g/mol 1台阴床再生需100%碱 Ga1012.8384kg折40%浓度碱Ga'2532.096kg再生液浓度Ca3%再生液比重pj 1.023一次再生液体积Qa133.00222874m3配酸稀释水量Va31.25475048m340%盐酸比重 1.449再生流速 Vazs5m/h进再生液时间 ta149.26686217min置换时间ta230min置换流速Vazh5m/h置换水量Qa220.096m3正洗时间ta315min正洗流速Vazx10m/h正洗水量Qa320.096m3阴床再生一次废水量Qafy73.19422874m3 10单元一次再生排出液 Qfy140.5428077m3废水量酸碱废液Qsj50.11080765m3同时运行单元数n3一天排废液总量Qzfy421.628423m3一天排酸碱废液总量Qzsj150.332423m3 11一级脱盐设备单元数N3树脂总量强酸树脂总量Vqs28.93824m3弱酸树脂总量Vrs38.58432m3强碱树脂总量Vqj28.93824m3弱碱树脂总量Vrj43.40736m3塑料空心球d50 Vsq26.49375m3塑料空心球数量Nsq304678.125m3。
全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录一、总述 (1)1. 锅炉水处理监督管理规则 (1)2. 离子交换树脂内部结构 (1)3. 钠离子交换软化原理及特性: (2)4. 水质分析测试内容 (2)•PH值(Potential of Hydrogen) (2)•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (2)•铁含量(IRON) (2)•锰........................................................•硬度值(HARDNESS) (3)•碱度 (3)•克分子(mol) (3)•当量 (4)•克当量 (4)•硬度单位 (4)•我国江河湖泊水质组成 (6)二、全自动软水器 (6)三、影响软水器交换容量的因素 (8)1. 流速(gpm/ft，m/h) (8)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (8)3. 树脂层的高度 (9)4. 进水含盐量 (10)5. 温度 (12)6. 再生剂质量(NaCl) (12)7. 再生液流量 (13)8. 再生液浓度 (14)9. 再生剂用量 (15)10. 树脂 (15)四、自动软水器设计 (15)1. 软水器设备应遵循的标准 (15)2. 全自动软水器主要参数计算 (16)1) 反洗流速的计算: (16)2) 系统压降计算 (16)3. 软水器设计计算步骤 (16)计算示例 (18)一、总述1.锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规则。
第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。
第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。
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11 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。
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-含量为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器除去重碳酸20-42.1mg/L，为减少后级阴离子交换器的负荷，经过除 CO2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/hU＝Q/F=4×330/(3.14×2.82)=53.62m/h4.树脂高度计算阳树脂体积Vc ＝Π/4×D2×h阳阴树脂体积Va ＝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=120H c :ha取1：2H c ＝353mm ha＝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=Vcbc/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=Bc1/rc1==524.6/1.149=455.7L/次7.盐酸计量槽的容积V c2=1.2Vc1=1.2×455.7=546.8L8.稀释至5%盐酸溶液的体积V c3=Vc*bc/5%*rc2=3070.5L/次9.阳树脂再生一次释用除水用量V c4=Vc3-Vc1=3070.5-455.7=2614.8L/次10.30%盐酸的平均月耗量B c2=30×24*Bc1/T=30×24×523.6/120=3141.7Kg/月11.30%盐酸的平均年耗用量B c3=12*Bc1=37699/年=37.7吨/年12.阴树脂再生一次耗用30%NaOH量B a1= Va*ba/30%=4.43*70/30%=916Kg/次13. 阴树脂再生一次耗用30%NaOH体积V a1= Ba1/ra1=916/1.328=735.9L14.NaOH计量槽的容积V a2= Va1×1.2=735.9×1.2=885L15.稀释至4%NaOH溶液的体积V a3= Va×ba/4%ra2=3.926×70/4%*1.043=6587.2L16.阴树脂再生一次稀释用除盐水量V a4= Va3- Va1=6587.2-735.9=5851.3L17.30%NaOH的平均月耗量B a2=30×24×Ba1/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 =5.3604134.5 =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-lg401A =14- lg 40518.0=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 D=242mm 取250mm 反洗进水、排水管管径计算Q ＝10Π/4×2.82=u*Π/4×D 2=1.5×3600×3.14/4×D 2D=121mm 取150mm 进碱管管径计算Q ＝5Π/4×2.82=u*Π/4×D 2=1.5×3600×3.14/4×D 2 D=85mm 取100mm进水管： DN250，PN1.0MPa出水管： DN250, PN1.0MPa中间排水管： DN100, PN1.0MPa反洗进水管： DN150，PN1.0MPa反洗排水管： DN150，PN1.0MPa正洗排水管： DN100，PN1.0MPa进气管： DN65，PN1.0MPa排气管： DN40，PN1.0MPa进碱管： DN100，PN1.0MPa进酸管： DN100，PN1.0MPa26.筒体高度计算反洗膨胀率50%，直筒高度h=(0.36+0.72)×(1+50%)/80%=2.05m二、阴双室双层浮动床阴双室双层浮动床直径取ф3000，采用D301弱碱阳离子交换树脂和201×7强碱阳离子交换树脂,运行周期取120h。
1.弱碱阴树脂量计算V a1=1S1ETQ⋅⋅×k1=850120330199.0⋅⋅×1.20=11.138m3V a1＝Π/4×D2×h弱碱＝3.14/4*32* h弱碱=11.138m3h弱酸=1.568m 取1600mm 2.强碱阴树脂量计算V a2=2S2ETQ⋅⋅×k2=400120330086.0⋅⋅×1.10=9.372m3V a2＝Π/4×D2×h弱碱＝3.14/4*32* h弱碱=9.372m3h弱酸=1.309m 取1300mm 3.阴床再生用碱量G 2=(Va1*E1+Va2*E2)*q*10-3=(11.138×850+9.372×400)×60×10-3=793Kg30%NaOH一次投加体积V 2=2*2*1000G2rC=328.1%301000793⨯⨯=1.99m34%NaOH一次投加体积V 2=2*2*1000G2rC=043.1%41000793⨯⨯=19.25m34.每周期碱排放量计算G 2=V*E(N-N1)*10-3=(10.125×850+8.52×400)×(65-40)×10-3=300.4Kg5.碱性废水排放体积Q1= V2+V3+V4=17.5+38.86+37.28=93.6m36.体外管系接口规范Q＝u*Π/4×D2=2×3600×3.14×D2/4=330D=242mm 取250mm反洗进水、排水管管径计算Q＝10Π/4×32=u*Π/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2D=129mm 取150mm进碱管管径计算Q＝5Π/4×32=u*Π/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2D=91mm 取100mm进水管： DN250，PN1.0MPa出水管： DN250, PN1.0Mpa再生液进水管： DN100，PN1.0Mpa再生液出水管： DN100，PN1.0Mpa排水管： DN200，PN1.0Mpa正洗进水管： DN100，PN1.0Mpa正洗出水管： DN150，PN1.0Mpa排气管： DN40，PN1.0Mpa上部进树脂口： DN100，PN1.0Mpa下部进树脂口： DN100，PN1.0Mpa上部排树脂口： DN100，PN1.0Mpa下部排树脂口： DN100，PN1.0Mpa7.筒体高度计算反洗膨胀率50%，直筒高度h=(1.3+1.6)×(1+50%)/90%=4.83m三、阳双室双层浮动床阳双室双层浮动床直径取ф3000，采用D113-Ⅲ弱酸离子交换树脂和001×7强酸阳离子交换树脂,运行周期取120h。
