Розрахунок цеху виробництва знесолювання води

Ступінь концентрування зворотнього осмоса. Приблизний розрахунок робочої поверхні мембрани. Розрахунок гідравлічного опору нагнітального трубопроводу. Автоматизація систем контролю технологічного процесу. Механічний розрахунок мембранного модуля.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Міністерство Освіти І Науки України

ДВНЗ „ Український Державний Хіміко-Технологічний Університет”

Кафедра технології неорганічних речовин та екології

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

ДО ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ ( РОБОТИ )

На тему Проект цеху водопідготовки знесоленої води методом зворотнього

Осмосу в умовах ТОВ „ Технохімреагент „ потужністю 160 т/добу

спец. частина

Студент групи 6Н. 011. 7.091602. 001. ДП. ПЗ

Керівник проекту ( роботи ): асистент Олейніков В. Г.

Консультанти :

Технологічна частина асистент Олейніков В.Г.

Спеціальна частина асистент Олейніков В.Г.

Охорона праці асистент Рунова Г. Г.

Автоматичний контроль та керування Грицак О. О.

Організаційно-економічна частина асистент Патіонова О.В.

2011 р.

РЕФЕРАТ

Записка пояснювальна 178 с., 12 рис., 18 табл., 55 джерел.

У даному дипломному проекті проведена розробка проекту цеху виробництва знесоленої води методом зворотнього осмосу продуктивністю 160 т/добу в умовах ВАТ „Технохімреагент”. На підставі фізико-хімічних закономірностей процесу знесолення, а також техніко-економічних показників діючих підприємств прийняті технологічні параметри процесу знесолення.

Для прийнятої технологічної схеми виробництва знесоленої води визначені головні матеріальні потоки та технологічні показники.

Вибране основне технологічне обладнання. Прийнята конструкція основного апарата - мембранного модуля, та допоміжного апарата - протитечного натрій-катіонітового фільтра і проведені технологічні, конструктивні, гідравлічні та механічні розрахунки на міцність обладнання.

Запропоновано та економічно обгрунтовано впровадження заміни прямоточного натрій-катіонітового фільтра на протитечний з додатковою середньою дренажно-розпридільчою системою, заміна мембранних модулей на енергозберігаючі а також заміна йонообмінного матеріала.

Визначені головні техніко-економічні показники цеху знесолення води.

Проведена автоматизація основного обладнання відділення водопідготовки з використанням сучасної обчислювальної техніки та приладів.

Розроблений проект відповідає усім вимогам і стандартам охорони праці і забезпечує працівників необхідними умовами праці.

Ключові слова: ЗНЕСОЛЕННЯ, МЕМБРАНА, ЙОНООБМІННИЙ ФІЛЬТР, СХЕМА ТЕХНОЛОГІЧНА, МОДУЛЬ, ПЕРМІАТ.

ЗМІСТ

Вступ

1. Технологічна частина

1.1 Огляд існуючих методів виробництва, обгрунтування вибору сировини та методу виробництва

1.2 Фізико-хімічні основи виробництва

1.3 Якість цільового продукту, сировини та допоміжних матеріалів

1.4 Вибір і обгрунтування параметрів технологічного режиму

1.5 Опис технологічної схеми виробництва та елементів нової техніки

1.6 Розрахунок видаткових коефіцієнтів

2. Спеціальна частина

2.1 Обгрунтування прийнятої конструкції основного апарата

2.2 Технологічний розрахунок основного апарата

2.2.1 Ступінь концентрування зворотнього осмоса

2.2.2 Вибір робочої температури та перепада тиску

2.2.3 Вибір мембрани

2.2.4 Приблизний розрахунок робочої поверхні мембрани

2.2.5 Вибір апарата та визначення його основних характеристик

2.2.6 Розрахунок спостерігаючої селективності

2.2.7 Уточнений розрахунок поверхні мембрани

2.2.8 Розрахунок гідравлічного опору

2.2.9 Розрахунок гідравлічного опору нагнітального трубопровода

2.2.10 Механічний розрахунок мембранного модуля

2.3 Обгрунтування прийнятої конструкції другого апарата

2.3.1 Технологічний розрахунок другого апарата

2.3.2 Розрахунок гідравлічного опору другого апарата

2.3.3 Конструктивний розрахунок другого апарата

2.3.4 Механічний розрахунок другого апарата

2.3.5 Вибір і обгрунтування прийнятого технологічного обладнання

2.3.6 Компонування обладнання

3. Автоматизація систем контролю технологічного процесу

3.1 Аналіз об'єкта керування

3.2 Розробка системи керування технологічним процесом

3.2.1 Аналіз технологічних величин

3.3 Вибір комплексу технічних засобів

3.4 Опис функціональної схеми керування

4. Охорона навколишнього середовища і раціональне використання природних ресурсів

4.1 Характеристика промислових викидів проектованого виробництва

4.2 Заходи щодо захисту навколишнього середовища від забруднення промисловими викидами

5. Охорона праці

5.1 Характеристика об'єкта, що проектується та місця його розташування

5.2 Характеристика негативних факторів проектованого виробництва

5.3 Заходи зі створення безпечних та здорових умов праці, передбачені проектом

5.4 Характеристика об'єкта, що проектується за пожежо- і вибухонебезпекою

5.5 Протипожежні заходи

5.6 Засоби гасіння пожеж

6. Організаційно-економічна частина

6.1 Маркетингове дослідження ринку та обгрунтування необхідності будівництва цеху

6.2 Визначення необхідної кількості основного технологічного устаткування і потужності цеху

6.3 Визначення потреби в капітальних вкладеннях

6.4 Розрахунок чисельності і фонду заробітної платні промислово-виробничого персоналу

6.5 Розрахунок собівартості продукції

6.6 Визначення ефективності запроектованих заходів

6.6.1 Розрахунок узагальнюючих показників ефективності роботи цеху

6.6.2 Розрахунок техніко-економічних показників ефективності цеху

Висновок

Перелік посилань

ВСТУП

Зворотноосмотичне знесолення поверхневих і підземних вод є новим і досить перспективним методом для підготовки добавочної води на ТЕС, використання якого може кардинально покращити екологічні характеристики ВПУ. Мембранна технологія знесолення дозволяє видаляти з води більшість розчинених у ній домішок.

За кордоном УЗО застосовуються досить широко для отримання живильної води парових котлів. Так, водопідготовка енергетичного комплексу «STEAG» (Німеччина), виконана на основі зворотноосмотичної установки продуктивністю 375 м3/год; в Угорщині на електростанції «Вертеш» працює УЗО продуктивністю 50 м3/год, в Польщі на електростанції «Zeran power station» діє УЗО продуктивністю 700 м3/год [1]. Найбільше поширення в енергетиці зворотноосмотичні установки отримали в США. Тут, крім ряду теплових електростанцій, в штаті Каліфорнія з 1992 р. працює атомна електростанція «Diablo Canon» (160 м3/год, вода Тихого океану).

Установки зворотного осмосу для знесолення води працюють зараз і на російських електростанціях. Розглянемо їх дещо детальніше.

На Нижньокамській ТЕЦ-1 у промислову експлуатацію були включені УЗО продуктивністю 166 т/год. (значення продувки 15 %), що складається із двох конструктивно однакових модулів продуктивністю по 83 т/год. Гіперфільтраційний апарат працює за двоступінчастою схемою із загальною кількістю рулонних фільтруючих елементів (РФЕ) 210, з них 140 - на першому ступені й 70 - на другому. Спочатку попередня очистка була побудована за наступною схемою: вапнування з коагуляцією FeSO4, двошарові механічні фільтри, фільтри зі слабокислотним катіонітом

Амберлайт IRC-86, бак пом'якшеної води місткістю 500м3 , звідки насосом низького тиску (до 0,6 МПа) вода із рН = 5,0...5,5 і витратою 196 т/год подавалася на насоси високого тиску УЗО-166.

У перші 9 місяців експлуатації були отримані наступні результати [7]:

- селективність мембран перебувала на рівні 98 %, що дозволяло при електропровідності живильної води близько 400 мкСм/см отримати перміат з електропровідністю 7...8 мкСм/см;

- концентрація органіки в перміаті була нижче рівня, обумовленого методом перманганатного окислювання;

- через 1 місяць експлуатації перепад тиску між входом і виходом розсолу зростав на 15 % через утворення відкладень на мембранах. Подальша їхня експлуатація без промивання була неможлива. Промивання розчином тринатрійфосфату із рН = 10,0...10,5 дозволяла за 30 хв практично повністю відновити первісний перепад тиску.

Було встановлено, що практично вся маса відкладень аморфного виду складалася з техногенних органічних речовин білого кольору, що свідчило про недостатню ефективність видалення з води цих компонентів в освітлювачах.

Забруднення мембран й утворення відкладень в рулонних фільтруючих елементах погіршують техніко-економічні показники роботи й ускладнюють експлуатацію УЗО. Забезпечити протягом тривалого часу їх надійну й високоефективну роботу можна тільки на основі достовірних знань про склад сирої води, її належної попередньої оч...