 |
Схема приготовления растворов коагулянта и подбор оборудования.
|
|
|
|
Коагулянт Al2(SO4)3. с содержанием активной части в товарном продукте рк = 50 % поставляется в дробленом виде (зерна 1-3 мм) в разовых контейнерах массой 1 т, объем разовой поставки - 50 т. по [2].
Выбираю сухой способ хранения коагулянта. Он состоит в следующем (по [3]).
Коагулянт (сульфат алюминия) из транспортного средства выгружается в бункера (рис. 1), откуда грейфером 2, закрепленным на кран-балке 1, по мере необходимости подается в растворный бак 6 через загрузочную воронку 3. Растворный бак оборудован защитной решеткой 4, задерживающей крупные куски коагулянта и предохраняющей от разрушения дно бака и перфорированные трубы 5, подающие воздух для перемешивания. Концентрированный раствор через перепускной рукав 7 переливается в расходный бак 8, где добавлением воды доводится до необходимой концентрации и подается кислотостойкими насосами 9 на дозирование. Сжатый воздух на перемешивание подается воздуходувками 10.
РАСЧЕТ РАСТВОРНЫХ БАКОВ (по[7]):
Объем растворных баков коагулянта Wpб определяем по формуле:
, где
Т- время, на которое заготавливается раствор, согласно рекомендациям [7], принимаю равным 11 ч;
ск - концентрация коагулянта в растворных баках - 10 %;
рк - плотность 10%-го раствора коагулянта -1,06 г/см3;
240000 – переводной коэффициент.
Расчёт веду на подачу максимальной дозы коагулянта, так как при других дозах Al2(SO4)3 объём растворных баков будет удовлетворять требуемым.
Предусматриваю устройство 3 растворных баков емкостью 1,4 м3 каждый. (рис.1). Количество коагулянта, загружаемое в один бак при приготовлении раствора:
n - количество растворных баков (n = 3);
10 – переводной коэффициент.
Принимаю размеры бака (В х L х Н) 1,0 х 1,0 х 1,9 м (строительную высоту бака увеличиваю на 0,5 м во избежание выплескивания раствора коагулянта при затворении, т.е. Н = 1,4 + 0,5 = 1,9 м).
|
|
|
Для растворения и перемешивания коагулянта предусматриваем подачу сжатого воздуха с интенсивностью qe = 10 л/(с*м2). (может быть в пределах 8-10 л/(м2*с) по [3])
Найду расход воздуха Vt для одного растворного бака:
Vв = qe BL = 10 х 1 х 1 = 10 л/с = 0,01 м3/с. = 0,6 м3/мин
Для интенсификации процесса растворения коагулянта и разбавления его концентрированных растворов перемешивание в баках производится, как правило, с помощью сжатого воздуха. Для распределения сжатого воздуха применяю дырчатые трубы из полиэтилена.
Расстояние между трубами, bтр, прокладываемыми по днищу бака, принимаю равным 0,25 м. Количество распределительных труб в баке t, определяю исходя из его ширины В и bтр
t=В/ bтр = 1/0,25=4,
Диаметр распределительных труб при скорости движения воздуха в трубах υта = 10 м/с составит:
dpm = (4Vв./π υта п) 0,5 = [4 х 0,01 / (10 х 4 х 3,14)] 0,5 = 0,018 м = 18 мм.
По каталогу выбираю трубы ПНД D = 20 мм.
Принимаем диаметр отверстий в трубах do = 4 мм = 0,004 м, скорость выхода воздуха из отверстий υо = 20 м/с. Количество отверстий в трубах:
шт
Длина распределительных труб 
в баке, на которой расположены отверстия, составляет 4 м, расстояние между ними lo составит:
lo = /пo =4 / 40 = 0,1 м или 100 мм. Отверстия размещены снизу трубопровода.
В баке на расстоянии 200 мм от дна предусматриваю колосниковую решетку с прозорами 10 мм. Дно бака проектирую пирамидальным с наклоном 15 град к выпуску диаметром 100 мм.
РАСЧЕТ РАСХОДНЫХ БАКОВ (по[2]):
Как было сказано выше, число расходных баков принимаю равным 2. Объем каждого из них рассчитываю на потребность в коагулянте в течение 11 ч. При концентрации коагулянта в расходном баке 10% общий объем составит 4,2 м3 (см. выше). Объём одного растворного бака составит 4,2 / 2 = 2,1 м3
Принимаю размеры баков (B x L x H) 1,0 х 1,5 х 1,5 м.
Для перемешивания раствора коагулянта в расходных баках проектирую трубчатую воздухораспределительную систему.
|
|
|
При интенсивности подачи сжатого воздуха qe = 4 л/(с*м2) расход воздуха, подаваемый в бак составит:
Vрб= qвBL = 4 * 1,0 * 1,5 = 11,4 л/с*м2 или0,69 м3/мин.
Принимаю скорость движения воздуха в трубах vma = 10 м/с, расстояние между трубами по дну бака bр = 400 мм. Диаметр распределительных трубопроводов определяю по выражению:
d = (4Vрб bр /π υта В) 0,5 = [4 * 0,0114 *0,4 / (3,14 * 10 * 1,0)] 0,5 = 0,018 м = 18 мм.
По каталогу выбираю трубы ПНД D = 20 мм.
При диаметре отверстий для распределения воздуха из трубопроводов do = 4 мм и скорости выхода vо = 20 м/с общее число их пo будет равным:
шт
При общей длине перфорированного участка трубопровода BL/bp = 1,0 * 1,5 / 0,4 = 7,125 м расстояние между отверстиями в трубах составит:
7,125 / 46 = = 0,16 м или 160 мм.
Днища расходных баков проектирую с уклоном 0,01 к приямку, из которого устраиваю выпуск, диаметром 100 мм.
Для перекачивания раствора коагулянта из растворных баков в расходные предусматриваю в техническом коридоре насосы X 32-50-125 (один рабочий и один резервный).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ СКЛАДА, ДЛЯ ХРАНЕНИЯ КОАГУЛЯНТА:
Определяю месячную потребность станции в коагулянте GK (по поставляемому продукту)
GK = 30 Q Dк (100 / pк) / 1000, где
рк - содержание активной части в товарном продукте
В период наибольшей цветности:
GK = 30 Q Dк (100 / pк) / 1000 = 30 * 17304 * 50,6 * 100 / 50 / 1000 = 52535 кг.
В период наименьшей цветности:
GK = 30 Q Dк (100 / pк) / 1000 = 30 * 17304 * 35,78 * 100 / 50 / 1000 = 37148 кг.
Объем разовой поставки (50 т) меньше месячной потребности в коагулянте, равной 52535 кг (52,535 т), поэтому площадь склада рассчитываю на хранение 53 т. Коагулянт размещаю слоем большей высоты (допустимо до 3,5 м – см. ниже, а склад считаю на высоту, равную 2 м). Вычисления веду по формуле:
Fк = GK/H ρск + fдоп, где
Н - высота слоя коагулянта в складе при хранении, принимаю 2,0 м (возможно до 3,5 м по[2]);
ρск -объемная масса дробленого коагулянта в сухом виде - 1100 кг/м3;
fдоп -дополнительное пространство в складе, требуемое для размещения машины с реагентом при разгрузке и проходов вокруг нее, равное 16 м2;
FK = 53000 / (2 * 1100) + 16 = 40,09 м2.
|
|
|
