РАСЧЕТ ОЗОНИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
1) Компоновка и расчет блока озонатора
Расход озонируемой воды QСут=140000 м3/сут или QЧас=5833 м3/ч. Дозы озона: максимальная qМакс=5 г/м3 и средняя годовая qСр=2,6 г/м3.
Максимальный расчетный расход озона:
или 29,2 кг/ч
Продолжительность контакта воды с озоном t=6 минут.
Принят озонатор трубчатой конструкции производительностью GОз=1500 г/ч. Для того, чтобы выработать озон в количестве 29,2 кг/ч, озонирующая установка должна быть оборудована 29200/1500?19 рабочими озонаторами. Кроме того, необходим один резервный озонатор такой же производительности (1,5 кг/ч).
Активная мощность разряда озонатора U является функцией напряжения и частоты тока и может быть определена по формуле:
Вт
Где - напряжение в разрядном промежутке в В;
- круговая частота тока в Гц;
- электрическая емкость соответственно электродов и разрядного промежутка в Ф;
- рабочее напряжение, подводимое к озонатору, в В.
Для определенного озонатора величины имеют постоянные значения независимо от напряжения или частоты тока. Поэтому расход электроэнергии пропорционален частоте тока и максимальному напряжению тока.
Для данных условий принимаем: =20000 В, =50 Гц, =26,1 мкФ, =0,4 мкФ.
Величина потенциала разряда через разрядный промежуток составляет 2000 В на каждый его линейный миллиметр. Так как в озонаторе принятого трубчатого типа ширина разрядного промежутка составляет 2,5 мм, то потенциал разряда будет =2,5Ч2000=5000 В.
Тогда активная мощность разряда озонатора составляет:
62020 Вт или 62кВт.
Основной деталью рассматриваемого озонатора являются стеклянные диэлектрические трубки, заплавленные с одного конца и имеющие на внутренней поверхности графитовые покрытия. В стальные трубки внутренним диаметром d1=92 мм вставлены стеклянные трубки наружным диаметром d2=87 мм. Концентрический зазор между трубками шириной 2,5 мм служит разрядным промежутком.
Площадь поперечного сечения кольцевого разрядного промежутка находится по формуле:
Скорость прохода сухого воздуха через кольцевой разрядный промежуток в целях наибольшей экономии расхода электроэнергии рекомендуется в пределах =0,15ч0,2 м/сек.
Тогда расход сухого воздуха через одну трубку озонатора:
Поскольку заданная производительность одного озонатора GОз=1,5 кг/ч, то при коэффициенте весовой концентрации озона КОз=20 г/м3 Количество сухого воздуха, необходимого для электросинтеза, составляет:
Следовательно, количество стеклянных диэлектрических трубок в одном озонаторе должно быть nТр=QВ/qВ=75/0,5=150 шт.
Стеклянные трубки длиной по 1,6 м размещены концентрично в 75 стальных трубках, проходящих через весь цилиндрический корпус озонатора с обоих его концов. Тогда длина корпуса озонатора будет L=3,6 м.
Производительность каждой трубки по озону:
Энергетический выход озона:
Суммарная площадь поперечных сечений 75 трубок d1=0,092 м составляет ?fТр=75Ч0,785Ч0,0922?0,5 м2.
Площадь поперечного сечения цилиндрического корпуса озонатора должна быть больше на 35 %, т. е. FК=1,35?fТр=1,35Ч0,5=0,675 м2.
Следовательно, внутренний диаметр корпуса озонатора будет:
Необходимо иметь в виду, что 85-90 % электроэнергии, потребляемой для производства озона, затрачивается на тепловыделение. В связи с этим надо обеспечить охлаждение электродов озонатора. Расход воды для охлаждения составляет 35 л/ч на одну трубку или суммарно QОхл=150Ч35=5250 л/ч или 1,46 л/сек.
Средняя скорость движения охлаждающей воды составит:
или 8,3 мм/сек
Температура охлаждающей воды t=10 °C.
Для электросинтеза озона нужно подавать 75 м3/ч сухого воздуха на один озонатор принятой производительности. Кроме того, надо учесть расход воздуха на регенерацию адсорберов, составляющий 360 м3/ч для серийно выпускаемой установки АГ-50.
Общий расход охлаждаемого воздуха:
VО. в=2Ч75+360=510 м3/ч или 8,5 м3/мин.
Для подачи воздуха принимаем водокольцевые воздуходувки ВК-12 производительностью 10 м3/мин. Тогда необходимо установить одну рабочую воздуходувку и одну резервную с электродвигателями А-82-6 мощностью 40 кВт каждая.
На всасывающем трубопроводе каждой воздуходувки устанавливают висциновый фильтр производительностью до 50 м3/мин, что удовлетворяет расчетным условиям.
2) Расчет контактной камеры для смешения озоно-воздушной смеси с водой.
Необходимая площадь поперечного сечения контактной камеры в плане:
Где - расход озонируемой воды в м3/ч;
Т - продолжительность контакта озона с водой; принимается в пределах 5-10 мин;
N - количество контактных камер;
H - глубина слоя воды в контактной камере в м; принимается обычно 4,5-5 м.
Размер камеры принят
Для равномерного распыления озонированного воздуха у дна контактной камеры размещают перфорированные трубы. Принимаем керамические пористые трубы.
Каркасом служит труба из нержавеющей стали (наружный диаметр 57 мм) с отверстиями диаметром 4-6 мм. На нее надевается фильтросная труба - керамический блок длиной L=500 мм, внутренним диаметром 64 мм и наружным 92 мм.
Активная поверхность блока, т. е. площадь всех пор размером по 100 мк на керамической трубе, занимает 25 % внутренней поверхности трубы, тогда fП=0,25DВL=0,25Ч3,14Ч0,064Ч0,5=0,0251 м2.
Количество озонированного воздуха составляет qОз. в?150 м3/ч или 0,042 м3/сек. Площадь поперечного сечения магистральной (каркасной) распределительной трубы с внутренним диаметром d=49 мм равна: fТр=0,00188 м2=18,8 см2.
Принимаем в каждой контактной камере по четыре магистральных распределительных трубы, уложенных на взаимных расстояниях (между осями) по 0,9 м. Каждая труба состоит из восьми керамических блоков. При таком размещении труб принимаем размеры контактной камеры в плане 3,7Ч5,4 м.
Расход озонированного воздуха, приходящегося на живое сечение каждой из четырех труб в двух камерах, будет:
QТр=?0,01 м3/сек,
А скорость движения воздуха в трубопроводе равна:
?5,56 м/сек.
Суммарная активная площадь пор всех керамических труб, уложенных в одной камере, ?fП=mfП=4Ч8Ч0,0251=0,8 м2 (где 4-количество магистралей; 8-количество керамических труб).
Расход озонированного воздуха, поступающего в воду через пористую поверхность всех труб одной камеры:
Q=?1,56 м3/минЧм2
Общее давление, которое должно быть на входе в распределительную систему озоно-воздушной смеси, определяются по формуле:
H=HГидр+ м вод. ст.,
Где HГидр - гидростатическое давление в м вод. ст. (равное высоте слоя воды в камере);
- плотность воздуха;
;
=? - конструктивное отношение (рекомендуется принимать равным примерно 0,5);
- площадь одного отверстия на каркасной трубе в м2;
- площадь сечения распределительной каркасной трубы в м2;
- коэффициент, зависящий от условного диаметра пор на керамической трубе d=100 мк и равный: ;
0,3 - избыточное давление.
Таким образом:
H=?5,32 м вод. ст.
Похожие статьи
-
РАСЧЕТ СМЕСИТЕЛЕЙ И КАМЕР ХЛОПЬЕОБРАЗОВАНИЯ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
5.1.2.1 РАСЧЕТ ВИХРЕВОГО СМЕСИТЕЛЯ Вертикальный смеситель применяется на водоочистных станциях средней и большой производительности при условии, что на...
-
Хлор вводится в воду в два этапа. Расчетный часовой расход хлора для хлорирования воды: Предварительного при = 5 мг/л : 24 = : 24 = 29,2 кг/ч; Вторичного...
-
1) деление размеров фильтра Суммарная площадь фильтров с двухслойной загрузкой при (по формуле 77) [10] Где - продолжительность работы станции в течении...
-
РАСЧЕТ СОРБЦИОННЫХ УГОЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
Для расчета угольных фильтров рекомендуется следующий диапазон Величин: - скорость фильтрации - 5-15 м/ч; - высота слоя активного угля - 1-2,5 м; - время...
-
РАСЧЕТ РЕЗЕРВУАРОВ ЧИСТОЙ ВОДЫ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
Объем резервуаров чистой воды определяется по формуле: Где - регулирующая емкость, мі; - неприкосновенный противопожарный запас воды, мі; - запас воды на...
-
Анализ литературы и существующего положения водоподготовки питьевой воды в городе Нижний Тагил показали, что присутствуют превышения по таким показателям...
-
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ СУЩЕСТВУЮЩИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ РЕАГЕНТНОЕ ХОЗЯЙСТВО 1) Расчет дозы реагентов ; ДК = ; Где ДЩ - количество щелочи, добавляемой для...
-
РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ОТСТОЙНИКА - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
Начальное и конечное (на выходе из отстойника) содержание взвеси соответственно 340 и 9,5 мг/л. Принимаем u0 = 0,5 мм/сек (по табл.27) [10] и тогда,...
-
Расчетный бактерицидный поток определяется по формуле 121 [10] Где - коэффициент поглощения облучаемой воды в см-1, равный для обработанной воды...
-
ФИЗИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
При этом методе нужно привести к единице объема воды нужное количество энергии, которое является произведением интенсивности воздействия на время...
-
Обеззараживание - это комплекс мероприятий по уничтожению в воде болезнетворных бактерий и вирусов. Обеззараживание вoды по способу действия на...
-
ОБЕСЦВЕЧИВАНИЕ И ОСВЕТЛЕНИЕ ВОДЫ Под осветлением воды понимают удаление взвешенных веществ. Обесцвечивание воды - устранение окрашенных коллоидов или...
-
РЕАГЕНТНОЕ ХОЗЯЙСТВО 1) Расчет доз реагентов Определим необходимые дозы Praestol 650 и ПОХА Расчетная доза Praestol 650 ДPr.650 = 0,1 мг/л (рекомендуется...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
Концентрации загрязняющих веществ в водоеме превышает нормативные по мутности, перманганатной окисляемости, растворенному кислороду, цветности,...
-
СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
Источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения города Нижний Тагил являются два водохранилища: Верхне-Выйское, находящееся в 6 км от города Нижний...
-
ВВЕДЕНИЕ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил
Водоподготовка процесс сложный и требует тщательного продумывания. Существует очень много технологий и нюансов, которые прямо или косвенно повлияют на...
-
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В Российской Федерации качество питьевой воды должно удовлетворять определенным требованиям, установленным СанПиН...
-
Гидравлический расчет аппарата, Определение диаметра колонны - Ректификационная установка
Определение диаметра колонны Диаметр тарельчатой колонны определяют, исходя из величины рабочего сечения тарелки. Под рабочим сечением тарелки понимают...
-
Выбор высоты, расчет строительных площадей основных помещений холодильника Выбор высоты холодильника Холодильник проектируется одноэтажным. Для...
-
Прочностные расчеты выпарного аппарата и его элементов Конструктивный расчет греющей камеры Определение количества трубок , Где - средний диаметр трубок;...
-
Задание Спроектировать кожухотрубный теплообменник для нагревания G, кгс, продукта от начальной температуры t2Н до конечной t2К теплоносителем с...
-
Эксплуатационные теплопритоки определяются, как сумма теплопритоков отдельных видов, Вт Q4 = q1+ q2 + q3+q4 Теплоприток от освещения q1Вт Q1=AF Где А -...
-
Себестоимость продукции - это выражение в денежной форме затраты предприятия на производство и реализацию продукции. Себестоимость показывает, во что...
-
Расчет теплообменных аппаратов, Дефлегматор - Ректификационная установка
Дефлегматор Для конденсации паров, выходящих из ректификационной колонны принимаем дефлегматор водяного охлаждения. Выбирая его тип, определим площадь...
-
Расчет и выбор сечения проводов осветительной сети обеспечивает: - отклонение напряжения у источников света в допустимых пределах; - нагрев проводов не...
-
Теплопередающая поверхность приборов охлаждения, м2 Fво=Qоб/k-Дt Где Qоб - тепловая нагрузка на камерное оборудование, Вт ; К - коэффициент теплопередачи...
-
Исходные данные: Перекачиваемое топливоавиационный бензин Б-70. Плотность перекачиваемого продукта785 кг/м3. Диаметр трубопровода 273 мм. Протяженность...
-
В качестве конденсаторов используются конденсаторы воздушного охлаждения. Площадь теплопередающей поверхности конденсатора, м2 F=Qк/k ?cp Где Qк/-...
-
Расчет и подбор ресивера Расчет объема ресивера Где (1/2...1/3)mG - массовый расход хладагента, проходящего через ресивер, кг/ч; V3 - удельный объем...
-
Расчет количества сварочного материала - Техника сборки и сварки трубы с тройником и заглушкой
Расчет необходимого количества материалов для сварки ведется на основе существующих норм их потребления при применении того или иного метода сварки....
-
В проектируемом варианте при производстве передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484 используется механизированная сварка. Режимы сварки плавящимся...
-
Определим площадь общего воздуховода (от воздуходувки до "развилки" на воздуховоды для нижнего и верхнего фурменных поясов). Для расчета принимаем расход...
-
Проектирование стержня центрально-сжатой колонны Рис 12. Сечение сквозной колонны Расчетное усилие на колонну: . Задаемся гибкостью: . Условная гибкость:...
-
При значительных напряжениях в конкурсе необходима установка линзового компенсатора. Определение коэффициента у, определяющего гибкость компенсатора Где...
-
К вспомогательному оборудованию относятся следующие аппараты: воздушные переохладители жидкости, экономайзеры, маслоотделители, теплообменники...
-
Подбор вентиляторных установок, Аккустический расчет - Вентиляция
Вентиляторы подбирают по сводному графику и индивидуальным характеристикам [4]. Вентиляторы, размещаемые за пределами обслуживаемого помещения выбираем с...
-
Производительность замораживающих устройств ( СМА ), т / сут Gзам = ( 0,5...1,0 ) %от Еобщ Gзам = 0,5 - 2200 /100 = 11 По величине производительности...
-
Расчет тока уставки группы №1. Установлена мощность ламп P1 = 8*100 =800 Вт. Рабочий ток I1 равняется: I1 = P1 / U = 800/ 220 =3,64 A Принимаем ток...
-
Надежная работа переливного устройства определяется скоростнями движения в перетоке и зазоре между нижним срезом переточной трубы и основанием кармана....
-
Расчет высоты сливного порога, Межтарельчатый унос жидкости - Ректификационная установка
Высоту сливного порога вычислим для верхней и нижней частей колонны. Для этого определим высоту слоев жидкости над сливными порогами и глубину барботажа...
РАСЧЕТ ОЗОНИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ - Очистные сооружения водопровода г. Нижний Тагил