УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ДЕАЭРАЦИИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК B01D19/00 C02F1/20 

Изобретение относится к устройствам для удаления растворенных газов из жидкости и может быть использовано в энергетике для деаэрации воды.

Известны и широко используются деаэраторы струйного, струйно-барботажного и вакуумного типа (И.И. Оликер. Термическая деаэрация воды в отопительно-производственных котельных и тепловых сетях. Л.: Изд-во литературы по строительству, 1972, 119 с.).

Недостатками известных деаэраторов являются большой удельный расход выпара, обязательная подача пара на барботаж, потери конденсата, образующегося при конденсации греющего пара, малая глубина регулирования производительности и большая металлоемкость.

Наиболее близка к предложенному изобретению является деаэрационная установка [RU 2400432, опубл. 27.09.2010, МПК C02F 1/20], которая включает бак-аккумулятор деаэрированной воды, центробежно-вихревой и капельный деаэраторы, поверхностный охладитель выпара, охладитель деаэрированной воды, вакуумсоздающее устройство, трубопроводы (линии) подачи греющего пара (теплоносителя) и деаэрируемой воды, отвода неконденсируемых газов и деаэрированной воды.

Недостатками данной установки являются высокая металлоемкость из-за использования большого количества оборудования и повышенный расход греющей среды из-за малого количества ступеней деаэрации (две).

Задачей предлагаемого изобретения является снижение металлоемкости установки (устройства) и уменьшение расхода греющей среды.

Технический результат - упрощение устройства и снижение расхода греющей среды за счет оснащения вакуумной пленочной колонной с двумя обогреваемыми тепломассообменными секциями, что позволяется увеличить число единиц массопереноса и обеспечить интенсивный массообмен при десорбции неконденсируемых газов, а также уменьшить количество оборудования.

Предложено два варианта устройства.

В первом варианте технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, оснащенном линиями подачи теплоносителя и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающем деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, особенностью является то, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменными секциями, нижняя из которых оснащена линиями ввода/вывода теплоносителя, а верхняя соединена с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащена линией вывода деаэрированной воды, при этом в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела, на которой установлен насос, и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлен сепаратор, оснащенный линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.

Второй вариант отличается тем, что взамен насоса подачи части нагретой деаэрированной воды устройство оборудовано мультифазным насосом, установленным на линии вывода водогазовой смеси.

Тепломассообменные секции могут быть выполнены в виде трубчатых устройств, обогреваемых за счет подачи теплоносителей в межтрубное пространство. Эжектор может быть размещен снаружи колонны и при этом соединен с колонной линией подачи выпара, а также, для снижения гидравлического сопротивления по газовому тракту и увеличения глубины вакуума, может быть установлен внутри колонны. Остальные узлы и агрегаты могут быть выполнены в виде любых устройств соответствующего назначения, известных из уровня техники.

Установка вакуумной пленочной колонны с тепломассообменными секциями и эжектора с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела позволяет провести деаэрацию воды в одном аппарате и исключить из состава устройства бак-аккумулятор деаэрированной воды, центробежно-вихревой и капельный деаэраторы, поверхностный охладитель выпара и охладитель деаэрированной воды, за счет чего снизить металлоемкость устройства, а также уменьшить расход греющей среды путем рекуперации тепла нагретой деаэрированной воды и благодаря проведению массообмена в пленочном режиме, что обеспечивает большое количество единиц массопереноса по высоте колонны и позволяет снизить температуру деаэрации.

Предлагаемое устройство в первом варианте (фиг. 1) включает пленочную колонну 1 с верхней 2 и нижней 3 тепломассообменными секциями, струйный эжектор 4 (условно показано его расположение внутри колонны 1), сепаратор 5, насосы 6 и 7. Второй вариант (фиг. 2) отличается установкой мультифазного насоса 8 взамен насоса 6.

При работе первого варианта устройства одну часть деаэрируемой воды, подаваемой по линии 9, с помощью насоса 6 направляют в качестве рабочего тела в эжектор 4, а другую по линии 10 подают в верхнюю часть колонны 1. Деаэрируемая вода стекает по внутренним поверхностям труб, обогреваемых сначала нагретой деаэрированной водой, подаваемой/выводимой в секцию 2 по линии 11, а затем теплоносителем, подаваемым/выводимым в секцию 3 по линии 12, при этом растворенные газы отпариваются и в виде выпара попадают в верхнюю часть колонны 1. Деаэрированную воду из нижней части колонны 1 насосом 7 по линии 11 подают потребителю после охлаждения в секции 2, а выпар отсасывают эжектором 4, из которого газожидкостную смесь по линии 13 подают в сепаратор 5, где разделяют на неконденсируемые газы, выводимые в атмосферу по линии 14, и воду, которую направляют на деаэрацию в колонну 1 по линии 15. При работе второго варианта устройства газожидкостную смесь подают в сепаратор 5 мультифазным насосом 8.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает снижение металлоемкости, снижение расхода греющей среды и может быть использовано в промышленности.

Изобретение относится к устройствам для удаления растворенных газов из жидкости и может быть использовано в энергетике для деаэрации воды. Предложено два варианта устройства, которое в первом варианте включает пленочную колонну с верхней и нижней тепломассообменными секциями, струйный эжектор, сепаратор и насосы. Второй вариант отличается установкой мультифазного насоса взамен одного из насосов. При работе первого варианта устройства одну часть деаэрируемой воды направляют в качестве рабочего тела в эжектор, а другую подают в верхнюю часть колонны. Деаэрируемая вода стекает по внутренним поверхностям труб, обогреваемых сначала нагретой деаэрированной водой, а затем теплоносителем, при этом растворенные газы отпариваются и в виде выпара попадают в верхнюю часть колонны. Деаэрированную воду из нижней части колонны насосом подают потребителю после охлаждения в верхней секции, а выпар отсасывают эжектором, из которого газожидкостную смесь подают в сепаратор, где разделяют на неконденсируемые газы, выводимые в атмосферу, и воду, которую направляют в колонну. При работе второго варианта газожидкостную смесь подают в сепаратор мультифазным насосом. Технический результат - снижение металлоемкости и уменьшение расхода греющей среды. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для вакуумной деаэрации, оснащенное линиями подачи теплоносителя и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающее деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, отличающееся тем, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменными секциями, нижняя из которых оснащена линиями ввода/вывода теплоносителя, а верхняя соединена с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащена линией вывода деаэрированной воды, при этом в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела, на которой установлен насос, и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлен сепаратор, оснащенный линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.

2. Устройство для вакуумной деаэрации, оснащенное линиями подачи теплоносителя и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающее деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, отличающееся тем, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменными секциями, нижняя из которых оснащена линиями ввода/вывода теплоносителя, а верхняя соединена с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащена линией вывода деаэрированной воды, при этом в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлен мультифазный насос и сепаратор, оснащенный линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.