沉淀法白水回收设计计算及实例
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册下册》第479页(2971字)
[例]已知:白水处理量G=10000t/d(417t/h或7t/min,白水中悬浮物含量G1=0.2555g/L,白水pH值为7.2~7.6,产品总产量115~120t/d。
设计要求:①处理后清水中悬浮物含量20ppm以下,pH为6.5,能用于喷网和洗毛毯。②回收浆料能回本机台使用。③白水封闭循环使用后,清水耗用量由目前的70~80t水/t纸降低到20t水/t纸以下。
工艺流程见图4-2-5。
图4-2—5 导向流斜板(管)沉淀工艺流程
1-清水泵 2-清水池 3-过滤罐 4-沉淀池 5-贮浆池 6-反应池 7-低压除渣器 8-白水泵
1.低压除渣器的计算
[说明]选用Φ600mm,生产能力210m3/h(或3.5m3/min)低压除渣器二台。
2.反应池计算
根据本车间实际条件,结合有关生产试验资料,白水投加硫酸铝溶液后,化学反应时间采用15min。已知处理水量为7m3/min,则需要反应池的容积为:
若反应池采用长×宽×高=2.0×2.0×3.2m,则每个反应池的容积为:
需要的池子数量为:
因液体在反应池的流速w<0.085m/s时,才能保证已经形成的矾花不致被粉碎。所以,本设计符合要求。
3.斜板沉淀池的计算
①沉淀池尺寸
拟选用外形尺寸为7m,宽4m的沉淀池2台,则每台的有效表面积为:
②沉淀池表面负荷率
Q在设计范围[7~10m3/(m2·h)],符合要求。
③斜板的计算
斜板与水平面夹角(倾射角)φ采用60°;斜板规格尺寸选用长×宽=12000×1000mm,厚度为2mm,材料为塑料板;斜板间垂直距离,采用H=65mm。
a.每排的斜板数
b.每台沉淀池的斜板数
池宽4m可安排4排斜板,则每台沉淀池可安装斜板数为84×4=336(块)
c.2台沉淀池共需斜板数为336×2=672(块)
④水流在斜板部分的上升速度
斜板部分的横截面积(不考虑支撑斜板的肋条所占的空间):
每台沉淀池的通过量:
则水流在斜板部分的上升速度为:
V上在设计范围(1.6~3.5mm/s)之内,符合要求。
⑤斜板部分停留时间计算
⑥斜板部分沉淀时间的计算
已知斜板间距H=65mm,斜板与水平面的夹角φ=60°,颗粒在斜板部分的沉降速度由实验测得w=0.33mm/s,则:
由于t1>t2,说明悬浮颗粒在斜板部分能够完全沉降。
⑦雷诺准数的验算
式中 R——水力半径(cm)
V上——水流在斜板间的上升速度(cm/s)
μ——运动粘度,取μ=0.01cm2/s
已知斜板间距H==65mm,沉淀池宽度B=4000mm,则:
故Re<100,流体处于层流状态。
4.过滤池的计算
采用Φ2800mm圆筒4台,每台过滤面积为:
总过滤面积A=6.16×4=24.64(m2)
过滤罐的表面负荷率q===16.92[m3/(m2·h)]
滤层材料:上层为海砂(粒度3~4mm),层高150mm;下层为小卵石(铺路用的),层高250~350mm,滤层总高为400~450mm。
5.清水池的计算
采用容积V=长×宽×高=8.5×3×3.5=89.25(m3)
6.贮浆池的计算
排渣量按10%计算,则总排渣量为:
可容纳排渣时间:
式中 H——贮浆池高度(m)
V——贮浆池的体积(m3)
A——贮浆池的面积(m2)