Модель установки и цикла работы фильтра

На рис. 3 изображена схема модели катионитной установки, назначение элементов которой видно из пояснений к рисунку. Цикл работы фильтра складывается из следующих операций:

1. Взрыхление выполняется для равномерного распределения зерен катионита по сечению фильтра. Вода подается снизу вверх (открыты краны a, b, e) из сосуда 7. Продолжительность взрыхления 3-5 минут, скорость его рассчитывается по интенсивности взрыхления q (л/м²с) и диаметру фильтра d = 2,5 см. Расчет выполняется при домашней подготовке к лабораторной работе по уравнению неразрывности струи). После взрыхления краны a, b, e закрываются.

2. Регенерация производится раствором хлористого натрия или соляной кислоты, находящимся в сосуде 6 (открыты краны д, г). Количество регенерационного раствора q _л определяется в соответствии с объемом катионита. V = Fh (м³), его рабочей обменной емкостью е_р (г-экв/м³) и удельным расходом соли или кислоты на регенерацию b (г/г-экв) в зависимости от общей жесткости исходной воды, крепости регенерационного раствора С (%) и егоплотности  кг/л (табл. 2):

.

 

Рис. 3. Схема лабораторной натрий-катионитной установки

1 – стеклянный корпус фильтра; 2 – слой катионитного материала; 3 – пористая пластинка;4 – сифон; 5 – мерный цилиндр; 6 – емкость для регенерационного раствора;

7 – сосуд с исходной водой; 8 – слив; 9 – воздушник;

a, б, в, г, д, е – зажимы или краны

 

Плотность 6 %-ного раствора NaCl равна 1,041, плотность 8 %-ного раствора - 1,056; плотность 5 %-ного раствора соляной кислоты равна 1,023 кг/л.

3. Отмывка производится при открытых кранах а,б, г со скоростью, найденной по табл. I. В пробе отмывочной воды определяется жесткость и с момента появления мягкой воды проводится определение в воде хлоридов (при натрий-катионировании) или сульфатов (при водород-катионировании). Отмывка заканчивается, если жесткость не превышает 0,05 мг-экв/л, а содержаниехлоридов (сульфатов) примерно равно их содержанию в исходной воде.

4. Умягчение. Исходная вода из сосуда 7 (открыты краны а, б, г) пропускаетсячерез фильтр и собирается порциями в стаканы по 250 мл.

 

Порядок выполнения работы

Работа выполняется бригадами из трех человек. Одна половина бригад работает с натрий-катионитными, другая – с водород-катионитными фильтрами.

В исходной воде определяется общая жесткость Жо и общая щелочность Що. Исходная вода пропускается через катионитный фильтр. Первая порция объемом 250 мл выбрасывается, затем собирается две пробы по 250 мл и одна - 500 мл. Во всех пробах определяются общая жесткость и щелочность при работе с Nа-катионитными фильтрами и общая жесткость и кислотность при Н-катионирования.

По результатам анализов бригад, выполняющих натрий- и водород-катионирование одинаковых проб, вода рассчитывается, сколько нужно взять воды, чтобы получить заданную преподавателем остаточную щелочность Щ_ост. Чтобы получить 100 мл воды с остаточной щелоч­ностью Щ_ост, требуется взять Х мл водород-катионированной воды с кислотностью К мг-экв/л и (1-Х) мл -катионированной воды с щелочностью Щ_ост= Щ_исх. Из равенства найдем X.

(100 - X)·Щ_na - X·К = 100Щ_ост

После расчета отмериваются необходимые объемы водород- и натрий-катионированной воды, смешиваются и определяется щелочность.

Результаты определений и расчетов заносятся в табл. 1.

Таблица 1 Результаты наблюдений и расчеты

 

Показатели	Процесс Na -катионирования	Процесс Н -катионирования
	I  II III	I   II III
Общая жесткость исходной воды, мг-экв/л
Щелочность исходной воды, мг-экв/л
Карбонатная жесткость исходной воды, мг-экв/л
Жесткость умягченной воды, мг-экв/кг
Содержание хлоридов (сульфатов), мг/л
Щелочность Nа-катионированной воды, мг-экв/кг
Кислотность Н -катионированной воды, мг-экв/кг
Объемы водород-катионированной и Na-катионированной воды, необходимые для получения воды со щелочностью мг-экв/л (Щ ост= ), мл
Щелочность воды после смешения, мг-экв/л

Отчет по работе должен содержать:

 1.Тему, цель работы.

 2. Теоретические сведения по теме.

3. Перечень инструментов, приборов, оборудования и химикатов.

4. Порядок проведения и описание опытов, уравнения реакций, расчеты, результаты, занесенные в таблицу.

5. Выводы.

6. Ответы на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы

1. Сущность способа умягчения вода методом катионного обмена.

2. Какие соединения получаются в воде вместо солей жесткости в процессе Na -катионирования?

3. Область применения Na - катионитных установок.

4. Какие реагенты применяются для регенерации Na - и Н -катионита?

5. Какие соединения получатся в воде вместо солей жесткости в процессе Н-катионирования воды?

6. Какова должна быть концентрация серной кислоты в регенерационном растворе?

7. Чем вызывается необходимость применения комбинированных водород-натрий-катионитных установок?

8. От чего зависит удельный расход реагентов на регенерацию?

9. Каким образом может быть снижен удельный расход реагентов на регенерацию?

10. Что такое «голодная» регенерация водород-катионитного фильтра?

11. Область применения параллельных, последовательных и совместных комбинированных водород-натрий- катионитных установок.

12. Что такое декарбонизатор?

13. Как определяется доля воды, направляемая на водород-катионирование в комбинированных установках?

14. Какие скорости допускаются в катионитных фильтрах?

 

 

⇐ Предыдущая12131415161718192021

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: