基于plc能控制的水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-10-03 18:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 運(yùn)行時(shí)間（ T 運(yùn) ）為 T 運(yùn) =WR E 工 /Q1A 式中 E 工 樹脂的工作交換容量， mol/m3。 Q1交換器每小時(shí)處置水量， m3/h。 A被處理的離子濃度， mmol/L。 如軟化水處理時(shí)， A=YD(YD 為總硬度 )。 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 第 7頁 交換器周期（ T）為 T=T 運(yùn) +T 再 式中 T 再 再生時(shí)間，一般取 2h。 (五 ) 再生劑用量 和再生時(shí)間 單臺(tái)交換器的再生劑需要量（ GR）可以按下式計(jì)算 GR=WR E 工 KC/1000 式中 KC再生 劑鹽耗， g/mol，或 KC=n N； N 再生劑的摩爾值， g/mol ； (NNAOH= NH2SO4=4 NHCL=、NNACL=) n一般取 2； G 再 純度 100%食鹽用量。 若折算成市售純度的食鹽用量（ G`再 ），則 G`再 =G 再 /b 式中 b市售的純度。 若配制成溶液，其體積 Q 再為 Q 再 =G`再 /d C 式中 d相對密度； C溶液濃度， %。 離子交換樹脂 (一 ) 離子交換定義及離子交換樹 脂 固體物質(zhì)在水中結(jié)合了某種離子 ,而本身釋放出等摩爾的另一種離子 ,這個(gè)過程稱為離子交換。在離子交換過程中 ,固體物質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。 凡是能夠起到離子交換作用的固體物質(zhì)就成為離子交換劑。離子交換劑除了能夠等摩爾的進(jìn)行離子交換外，還必須時(shí)刻逆的，否則沒有使用價(jià)值。如鈉離子樹脂，就是一種常用的離子交換劑。 (二 ) 離子交換劑的分類 離子交換劑的種類很多，有天然和人造、有機(jī)和無機(jī)、陽離子型和陰離子型，從結(jié)構(gòu)上分還有大孔型、凝膠型等。 1． 無機(jī)質(zhì)：天然的、人造的。 2． 有機(jī)質(zhì)：碳質(zhì)的、有機(jī)合成離子交換劑。 (三 ) 離子交換樹脂的結(jié)構(gòu) 離子交換樹脂主要是有以下三個(gè)部分組成： ：它是能聚合成高分子化合物的低分子有機(jī)物，也是離子交換樹脂遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 第 8頁 的主要成分，例如苯乙烯、甲基丙烯酸。 ：它是固定樹脂形狀和增強(qiáng)樹脂機(jī)械強(qiáng)度的成分。常用的交聯(lián)劑是二已烯苯。交聯(lián)劑在離子交換樹脂內(nèi)的百分含量，稱為交聯(lián)度。鍋爐水處理應(yīng)用的離子交換樹脂的交聯(lián)度一般為 7%。 ：它是聯(lián)接在單體上的具有活性離子的集團(tuán)。它可以由有點(diǎn)解能力的低分子，如硫酸 H2SO4有機(jī)胺 N(CH3)3，通過化學(xué)反應(yīng)接到樹脂內(nèi)，也可以由帶有離解集團(tuán)的高分 子電解質(zhì)如甲基丙烯酸直接聚合。為了書寫方便，除了離子交換樹脂中交換集團(tuán)以外的部分，都用符號(hào)“ R” 表示。 離子交換器的工作過程 (一 ) 陽離子交換法 在離子交換過程中，只與水中的陽離子進(jìn)行交換的水處理方法，稱為陽離子交換法 。常見的有鈉型陽離子交換和氫型陽離子交換。注汽鍋爐水質(zhì)處理方法即鈉型陽離子交換法。當(dāng)原水經(jīng)過由鈉型樹脂制成的樹脂層時(shí)，水中的陽離子鈣、鎂等和樹脂中的鈉離子要進(jìn)行離子交換，結(jié)果使出口水中的鈣、鎂離子的濃度大大降低而成為軟化水。 (二 ) 交換過程（除硬過程） 交換過程可用下列反映方程 式表示： 出碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度） Ca(HCO3)2+2NaR CR2+2NaHCO3 Mg(HCO3)2+2NaR MgR2+2NaHCO3 除非碳酸鹽硬度（永久硬度） CaSO4+2NaR CaR2+Na2SO4 CaCL2+2NaR CaR2+NaCL MgSO4+2NaR MgR2+Na2SO4 MgCL2+2NaR MgR2+NaCL 根據(jù)以上交換過程，可以分析出鈉離子交換水處理后的水質(zhì)特點(diǎn)。 １． 總硬度降低或消除：交換后的水質(zhì)，鈣、鎂離子含量明顯降低，低壓鍋爐給水的硬度控 制到 。 ２． 總堿度不能降低：交換后的水質(zhì)，由于碳酸鹽硬度等摩爾地轉(zhuǎn)成了重碳酸鹽，所以并不能使原水的總堿度降低。 ３． 含鹽量略有增加：置換后的水質(zhì)，只有鈣、鎂離子等摩爾地轉(zhuǎn)成了鈉鹽，使軟后的水質(zhì)，其含鹽量要比原水略高。 (三 ) 再生過程 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 第 9頁 隨著離子交換的繼續(xù)，當(dāng)如氨水中出現(xiàn)了鈣、鎂離子時(shí)或總硬度超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，說明鈉型離子交換樹脂部分失效。為了恢復(fù) 其交換能力使水質(zhì)符合要求，就需要對該樹脂進(jìn)行再生。 所謂再生，就是使含有大量濃度鈉離子的氯化鈉溶液或硫酸鈉溶液，通過失效的樹脂，將其中的鈣、 鎂離子交換下來并排到廢液中去，而鈉離子重新交換吸附到樹脂中來，使樹脂重新恢復(fù)了交換能力。實(shí)際生產(chǎn)中，再生劑大多是工業(yè)用的食鹽溶液。再生過程可用下式來表示。 CaR2+2NaCL 2NaR+CaCL2 MgR2+2NaCL 2NaR+MgCL2 遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生畢業(yè)論文 第 10頁 3 水處理的輔助設(shè)備 注汽鍋爐的水處理設(shè)備是不斷地向鍋爐供給符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水，并將所產(chǎn)生的蒸汽（或熱水）分送到各用熱的部門系統(tǒng)。 注汽鍋爐汽水工藝流程輔助設(shè)備主要 由給水泵和鍋爐控制件等組成。 離心泵 離心泵是葉片式泵的一種。由于這種泵主要是靠一個(gè)人或多個(gè)葉 輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力來輸送液體，所以稱之為離心泵。它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、體積小、供水均勻和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 (一 ) 離心泵結(jié)構(gòu) 離心泵的外形如圖 ： 其主要結(jié)構(gòu)由泵體，泵殼、泵軸、葉輪和填料等幾部分組成。 1． 葉輪：葉輪是離心泵工作的主要部件。它從電動(dòng)機(jī)中獲得能量并傳給液體。它由前蓋板、后蓋板、葉片及輪轂組成。 ２ ． 泵殼：泵殼在離心泵中起著多方面的作用。它把水引入葉輪，匯集從葉輪中甩出來的水。泵殼的形狀呈蝸殼狀。 ３． 填料箱（俗稱密封箱）：它用來封閉泵軸與泵殼間的間隙，防止水從泵內(nèi)流出（出水側(cè)）和空氣漏 人泵內(nèi)（吸水側(cè)），同時(shí)也支持、潤滑和冷卻泵軸的作用。 (二 ) 工作原理 離心泵是利用泵殼內(nèi)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作高速旋轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生的離心力而工作的一種壓力泵。葉輪的旋轉(zhuǎn)將泵內(nèi)的水壓向葉輪的外周，并以較高的速度沿著外殼向出口流出。當(dāng)葉輪不斷地旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪心部分的水不斷地被壓出，同時(shí)又
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