Выбор схемы соединения фильтрационных элементов в мембранном аппарате

РАСЧЕТ АППАРАТА УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ

Курсовой проект

Пояснительная записка

Д.С.270800.120803.01.КП-ПЗ

 

 

Руководитель: Мигалатий Е.В.

 

Магистрант

гр. СМ-120803 Климаев А.В.

 

 

Екатеринбург 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение. 3

1. Исходные данные. 4

2. Технологическая часть. 5

2.1 Определение рабочего давления и требуемого количества мембранных элементов 5

2.2 Выбор схемы соединения фильтрационных элементов в мембранном аппарате 5

2.3 Расчет концентрации компонента в фильтрате и концентрате после каждого мембранного элемента. 76

2.4 Подбор насосного оборудования и определение удельного потребления электроэнергии. 6

Заключение. 9

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 10

 

Введение

 

Целью настоящего курсового проекта является выполнение расчета станции умягчения воды производительностью 100 куб.м/ч в соотношении фильтрата к концентрату 1:1 с применением мембранного элемента марки NE8040-90.

Расчет мембранного аппарата заключается в определении требуемого количества мембранных элементов, составлении балансовых схем по движению воды и компонента, подборе насосного оборудования для обеспечения требуемого рабочего давления при подаче воды в мембранный аппарат, определении удельного потребления электроэнергии.

Исходные данные

 

Расчет мембранного аппарата производится на основании данных паспорта на выбранный нанофильтрационный мембранный элемент и индивидуального здания.

 

Данные индивидуального задания:

- общая жесткость воды – 7,5 мг-экв/л;

- температура воды - +10⁰С;

- производительность по фильтрату – 100 куб.м/ч;

- допустимый сброс – 100 куб.м/ч;

- гарантированный напор – 50 м в. ст.

 

Данные из паспорта на мембранный элемент:

- проницаемость мембраны при температуре воды +10⁰С А=2,7л/ м² ч атм (определена расчетом);

- площадь фильтровальной поверхности одного элемента S_{элемент} равна 37,2 м²;

- максимальный поток исходной воды – 15 куб.м/ч;

- минимальный выход концентрата – 3,6 куб.м/ч;

- дивалентная ионная селективность (MgSO₄) – 99,5% (в долях 0,995).

Технологическая часть

Определение рабочего давления и требуемого количества мембранных элементов

Проницаемость мембраны А рассчитывается по формуле:

,

где Q – расход фильтрата, л;

P – рабочее давление, ат;

S_тр – требуемая площадь мембранных элементов, м².

Условно приняв рабочее давление ориентировочно равным 15 атм по формуле для расчета проницаемости мембраны определяем требуемую площадь мембранных элементов S_тр.

=2469,1 м².

Требуемое количество мембранных элементов составит:

.

Зная требуемое количество мембранных элементов, определим рабочее давление:

Выбор схемы соединения фильтрационных элементов в мембранном аппарате

Мембранный аппарат выбран со следующими характеристиками:

- проведение процесса – проточный;

- схема с частичным рециклом концентрата четвертой стадии;

- исполнение блочное.

Мембранный аппарат выбираем блочного типа состоящий из 4 блоков. Каждый блок состоит из 6 корпусов по 3 мембранных элемента в корпусе. Балансовая схема мембранного аппарата по движению воды с учетом расходов исходной воды, фильтрата и концентрата представлена на рисунке 1. Балансовая схема блока мембранного аппарата по движению воды представлена на рисунке 2.

Рисунок 1. Схема мембранного аппарата

Рисунок 2. Схема водного баланса блока мембранного аппарата