УСТАНОВКА ОЗОНИРОВАНИЯ ВОДЫ Российский патент 2005 года по МПК C02F1/78 

Изобретение относится к устройствам для озонирования воды и может быть применено в установках очистки и дезинфекции воды.

В качестве прототипа выбрана озонаторная установка, содержащая озонатор, смесительное устройство (эжектор), сепаратор (дегазатор), адсорберы для осушки рабочего газа, устройство подпитки кислородом газового тракта, в которой входные патрубки адсорберов через управляемые клапаны соединены с газовой полостью сепаратора и через дренажные трубопроводы с атмосферой, а выходные через управляемые клапаны, озонатор и регулировочный вентиль с приемной камерой смесительного устройства, кроме того, выходные патрубки соединены между собой через жиклер продувки (патент РФ №2078028, опубл. 27.04.97 г., Бюл. №12).

В процессе работы известной установки рабочий газ, содержащий кислород, озон и пары воды, под избыточным давлением из газовой подушки сепаратора попеременно подается через один из адсорберов, где осушается, и озонатор, в котором насыщается озоном, в приемную камеру смесительного устройства, где смешивается с обрабатываемой водой, а затем поступает в сепаратор. В сепараторе из воды выделяется нерастворенный рабочий газ и вновь направляется на очередной цикл осушки, озонирования и смешения с водой. При этом часть осушенного рабочего газа через жиклер продувки, соединяющий выходные патрубки адсорберов, подается в другой адсорбер для проведения регенерации адсорбента и затем через дренажный трубопровод сбрасывается в атмосферу. Потери рабочего газа компенсируются подпиткой газового тракта кислородом от внешнего источника.

Недостатком известной установки является необходимость поддержания повышенного давления в сепараторе, что увеличивает энергозатраты на транспортировку обрабатываемой воды и количество растворяемого и уносимого с обрабатываемой водой кислорода, а также сброс части рабочего газа в атмосферу при осуществлении регенерации адсорбента, что увеличивает расход кислорода для подпитки газового тракта.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в установке озонирования воды, содержащей озонатор, эжектор, дегазатор, устройство подпитки кислородом газового тракта и адсорберы для осушки рабочего газа, входные патрубки которых через управляемые клапаны соединены с газовой подушкой дегазатора и дренажными трубопроводами, а выходные патрубки, оснащенные жиклером продувки, через управляемые клапаны и озонатор соединены с приемной камерой эжектора, согласно изобретению дренажные трубопроводы адсорберов подключены к приемной камере эжектора.

При этом жиклеры продувки могут быть установлены на выходных патрубках каждого из адсорберов, а параллельно жиклерам дополнительно установлены обратные клапаны.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом позволяет выявить следующие отличительные признаки:

- подключение дренажных трубопроводов адсорберов к приемной камере эжектора, что позволяет исключить выброс рабочего газа в атмосферу, а также производить регенерацию адсорбента вакуумированием адсорберов. Это обеспечивает возможность поддержания давления в дегазаторе близким к атмосферному, что снижает энергозатраты на транспортировку воды, а также уменьшает расход кислорода на подпитку газового тракта за счет снижения содержания растворенного кислорода в отводимой из дегазатора воды и исключения выброса кислорода в атмосферу при регенерации адсорберов;

- установка жиклеров продувки на выходных патрубках каждого из адсорберов позволяет обеспечить более глубокий вакуум за счет исключения притока газа в адсорберы при их вакуумировании, а установленные параллельно с жиклерами обратные клапаны обеспечивают свободный проход газа от адсорбера к озонатору и заданный жиклерами расход газа в обратном направлении при продувке и заполнении рабочим газом адсорберов.

Схема предлагаемой установки озонирования воды приведена на чертеже, где

1 - трубопровод подачи обрабатываемой воды

2 - эжектор

3 - дегазатор

4 - дренажный вентиль

5 - трубопровод подпитки кислородом

6 - редуктор

7, 8, 15, 16, 19, 20 - управляемый клапан

9, 10 - адсорбер

11, 12 - обратный клапан

13, 14 - жиклер продувки

17 - озонатор

18 - регулировочный вентиль

21, 22 - дренажный трубопровод

23 - обратный клапан.

На трубопроводе 1 подачи обрабатываемой воды установлены эжектор 2 и дегазатор 3, оснащенный дренажным вентилем 4 и трубопроводом 5 подпитки кислородом с редуктором 6. Газовая подушка дегазатора через параллельно установленные клапаны 7, 8, адсорберы 9, 10, обратные клапаны 11, 12 с жиклерами 13, 14, клапаны 15, 16 соединена с входом озонатора 17, выход которого через регулировочный вентиль 18 соединен с приемной камерой эжектора. Выходные патрубки адсорберов соединены с приемной камерой эжектора через клапаны 19, 20 и дренажные трубопроводы 21, 22, а на входе в приемную камеру эжектора установлен обратный клапан 23.

При подаче по трубопроводу 1 обрабатываемой воды на эжектор 2 в его приемной камере устанавливается давление, равное давлению паров воды (на уровне 0,002 МПа), при этом дегазатор 3 заполняется водой при открытом дренажном вентиле 4. После заполнения дегазатора водой вентиль 4 закрывается и в него через трубопровод 5 редуктором 6 подается кислород до образования газовой подушки заданного объема при давлении, близком к атмосферному. Затем открываются клапаны 7, 15 и в результате наличия разности давления в дегазаторе и приемной камере эжектора рабочий газ из дегазатора через адсорбер 9 и озонатор 17 поступает в приемную камеру эжектора. При этом в адсорбере рабочий газ осушается, а в озонаторе часть пропускаемого кислорода превращается в озон. Расход газа регулируется вентилем 18. Одновременно открывается клапан 20 и через дренажный трубопровод 22 производится вакуумирование адсорбера 10 до давления, установившегося в приемной камере эжектора. Через заданное время открывается клапан 16 и осушенный рабочий газ через жиклер 14 подается на продувку адсорбера 10. Обратный клапан 12 при этом закрыт, и расход газа продувки определяется диаметром жиклера. По окончании продувки клапан 20 закрывается и адсорбер 10 заполняется осушенным рабочим газом до давления, установившегося перед озонатором, после чего открываются клапаны 8, 16, а клапаны 7, 15 закрываются. Адсорбер 10 начинает работать в режиме осушки рабочего газа, а адсорбер 9 переключается на режим вакуумирования, продувки и заполнения рабочим газом. При этом жиклер 13 обеспечивает заданный расход газа при продувке и заполнении адсорбера 9. Обратные клапаны 11, 12 обеспечивают свободный проход газа от адсорберов к озонатору и заданный жиклерами 13, 14 расход газа в обратном направлении. Обратный клапан 23 на входе в приемную камеру эжектора предотвращает попадание воды в газовый тракт при несанкционированном прекращении подачи воды в эжектор. Циклы переключения адсорберов на режимы осушки и регенерации повторяются по заданной циклограмме, обеспечивая непрерывный проток осушенного рабочего газа через озонатор. Унос из газового тракта кислорода, растворяемого в обрабатываемой воде, компенсируется подпиткой кислородом по трубопроводу 5 редуктором 6.

Применение предложенной установки озонирования воды по сравнению с известной позволяет снизить энергозатраты на транспортировку воды за счет снижения давления в дегазаторе и уменьшить расход кислорода подпитки за счет исключения выброса его в атмосферу и уменьшения количества кислорода, уносимого в растворенном виде с обрабатываемой водой.

Дополнительным преимуществом предлагаемой установки озонирования воды является то, что она работоспособна при давлении в дегазаторе ниже атмосферного, что позволяет исключить возможность попадания высокотоксичного озона в атмосферу из-за возможной негерметичности газового тракта.

Изобретение относится к устройствам, используемым для очистки и дезинфекции воды. Установка включает эжектор, дегазатор, устройство подпитки газового тракта кислородом, два или более адсорбера для осушки рабочего газа и озонатор, соединенный с приемной камерой эжектора. Входные патрубки адсорберов через управляемые клапаны соединены с газовой подушкой дегазатора и с приемной камерой эжектора. Выходные патрубки адсорберов через параллельно установленные жиклеры соединены с обратными клапанами. Предложенная установка позволяет уменьшить энергозатраты на транспортировку обрабатываемой воды и количество растворяемого и уносимого с обрабатываемой водой кислорода, а также исключить сброс рабочего газа в атмосферу при регенерации адсорберов. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка озонирования воды, включающая озонатор, эжектор, дегазатор, устройство подпитки газового тракта кислородом, два или более адсорбера для осушки рабочего газа, входные патрубки которых через управляемые клапаны соединены с газовой подушкой дегазатора и с дренажными трубопроводами, а выходные, оснащенные жиклерами продувки, через управляемые клапаны и озонатор соединены с приемной камерой эжектора, отличающаяся тем, что в ней дренажные трубопроводы подключены к приемной камере эжектора.2. Установка озонирования воды по п.1 отличающаяся тем, что в ней жиклеры продувки установлены на выходных патрубках каждого адсорбера и параллельно с ними установлены обратные клапаны.