ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ Российский патент 2022 года по МПК C02F9/00 C02F1/20 C02F1/42 

Изобретение относится к области тепловой и промышленной энергетики и может быть использовано для обеспечения потребителей химически очищенной и обессоленной водой.

Известна водоподготовительная установка тепловой электроцентрали, содержащая технологически соединенные линию подачи исходной воды, осветлитель, бак коагулированной воды, механический фильтр, узел обратного осмоса, фильтр Н-ионирования, фильтр ОН-ионирования, первый деаэратор, линию отвода осветленной воды с механического фильтра, линию отвода концентрата, линию отвода пермеата, линию подачи обессоленной воды с фильтра ОН-ионирования, линию подачи деаэрированной воды в котел, линию отвода отработанных регенерационных растворов с фильтра Н-ионирования, линию отвода отработанных регенерационных растворов с фильтра ОН-ионирования, бак нейтрализатор, узел подготовки химически очищенной воды, линию отвода промывочных вод с механического фильтра, бак промывочных растворов, линию подачи промывочных растворов в осветлитель, линию сброса жидкого шлама с осветлителя, линию подачи реагентов для коррекции рН коагулированной воды, линию подачи реагентов для коррекции рН химически очищенной воды, второй деаэратор, линию подачи химически очищенной воды на подпитку теплосети, бак раствора FeCl₃, бак раствора NaOH (см. патент на изобретение RU 2551499 С1, доступ: yandex.ru>patents/doc/RU2551499Cl_20150527). Недостатки известной установки:

1. Значительные потери осветленной воды с удаляемым жидким шламом.

2. Отсутствие возможности проведения частичной дегазации воды перед вторым деаэратором.

3. Отсутствие возможности получения при работе установки твердого обезвоженного шлама, который может быть предложен потребителям для практического применения в качестве наполнителя дорожного полотна при автодорожном строительстве.

Указанные недостатки устранены в заявляемом изобретении, которое направлено на решение технической задачи повышения эффективности эксплуатации установки за счет снижения потерь осветленной воды, за счет проведения частичной дегазации воды, поступающей во второй деаэратор, и за счет получения обезвоженного шлама, который может быть использован в автодорожном строительстве в качестве наполнителя дорожного полотна.

Указанная цель достигаются путем применения центробежного гидроциклона для обезвоживания жидкого шлама с получением осветленной и дегазированной воды, направляемой во второй деаэратор, и с сопутствующим получением твердого шламового вещества пригодного для практического использования в качестве наполнителя автодорожного полотна.

Схема заявляемой установки приведена на фиг. 1, где элементы и узлы обозначены следующими позициями:

1 - линия подачи исходной воды,

2 - осветлитель,

3 - бак коагулированной воды,

4 - механический фильтр,

5 - узел обратного осмоса,

6 - фильтр Н-ионирования,

7 - фильтр ОН-ионирования,

8 - первый деаэратор,

9 - гидроциклон,

10 - линия отвода осветленной воды с механического фильтра,

11 - линия отвода концентрата,

12 - линия отвода пермеата,

13 - линия подачи обессоленной воды с фильтра ОН-ионирования,

14 - линия подачи деаэрированной воды в котел,

15 - линия отвода отработанных регенерационных растворов с фильтра Н-ионирования,

16 - линия отвода отработанных регенерационных растворов с фильтра ОН-ионирования,

17 - бак нейтрализатор,

18 - узел подготовки химически очищенной воды,

19 - линия отвода промывочных вод с механического фильтра,

20 - бак промывочных растворов,

21 - линия подачи промывочных растворов в осветлитель,

22 - линия сброса жидкого шлама с осветлителя,

23 - линия подачи реагентов для коррекции рН коагулированной воды,

24 - линия подачи реагентов для коррекции рН химически очищенной воды,

25 - второй деаэратор,

26 - линия подачи химически очищенной воды на подпитку теплосети,

27 - бак раствора FeCl₃,

28 - бак раствора NaOH,

29 - линия транспортировки обезвоженного шлама,

30 - линия отвода осветленной воды после гидроциклона. Назначение и взаимодействие элементов и узлов следующее.

Осветлитель 2 служит проведения реакций для удаления коллоидно-механических включений из подаваемой по линии 1 исходной воды путем воздействия на нее растворами FeCl₃ и NaOH, подаваемых из баков 27 и 28.

Бак коагулированной воды 3 предназначен для промежуточного хранения запаса воды, поступившей из осветлителя 2.

Механический фильтр 4 служит для улавливания путем промывки взвешенных механических частиц не осевших в виде шлама в осветлителе 2.

Узел обратного осмоса 5 служит получения очищенной на молекулярном уровне воды, так называемого пермеата подаваемого по линии 12, для последующего получения из нее перегретого пара в паровом котле.

Фильтры Н-ионирования 6 и ОН-ионирования 7 предназначены для снижения щелочности и солесодержания воды.

Первый деаэратор 8 служит для удаления из воды растворенных в ней газов и воздуха перед подачей ее в котел.

Гидроциклон 9 служит для отбора из жидкого шлама 22 осветленной воды по линии 30 в узел подготовки химической очистки воды 18. При этом из воды за счет давления центробежных сил удаляются растворенные газы, а также воздух и образуется обезвоженный твердый шламовый осадок, транспортируемый по линии 29 потребителям.

Наличие гидроциклона 9 является отличительным признаком, позволяющим достигнуть положительного технического результата по повышению экономичности установки за счет транспортировки осветленной воды по линии 30 из гидроциклона в узел химической очистки воды 18. Это устраняет потери осветленной воды с жидким шламом, имеющиеся в известной установке.

На дегазацию воды в деаэраторе 25 затрачивается теплота. За счет того, что после гидроциклона осветленная вода, подаваемая по линии 30, не содержит растворенных газов и воздуха, то снижаются затраты теплоты при работе второго деаэратора 25 на дегазацию воды.

Практическое полезное использование твердого обезвоженного шлама в качестве наполнителя автодорожного полотна, позволяет сократить затраты на отсыпку грунта при дорожном строительстве.

Бак нейтрализатор 17 служит для нейтрализации отработанных растворов с фильтра Н-ионирования 15 и с фильтра ОН-ионирования 16.

Узел подготовки химически очищенной воды 18 служит удаления из осветленной воды после механического фильтра 4 и гидроциклона 9, а также из концентрата 11 и из воды после бака нейтрализатора 17, растворенных химических соединений, которые могут образовывать солевые отложения и коррозию в деаэраторе 25 и в теплоиспользующем оборудовании тепловых сетей.

Бак промывочных растворов 20 предназначен для сбора и удаления промывочных растворов после механического фильтра 4.

Второй деаэратор 25 служит для деаэрации питательной воды 26, подаваемой для подпитки теплосети.

Баки 27 и 28 растворов FeCl₃ и NaOH служат для промежуточного хранения растворов FeCl₃ и NaOH перед подачей в осветлитель 2.

Заявляемая установка работает следующим образом.

Исходная вода 1, поступающая в осветлитель 2, освобождается в нем от коллоидных взвесей с помощью добавляемых из баков 27, 28 растворов FeCl₃ и NaOH.

Затем осветленная вода поступает для промежуточного хранения в бак 3, после которого перед подачей в механический фильтр 4 в нее добавляют реагенты 23 для коррекции рН.

В механическом фильтре 4 происходит очистка воды от коллоидно-механических взвесей, и вода 10 подается в узел обратного осмоса 5 и параллельно в узел подготовки химически очищенной воды 18.

Промывочная вода 19 из фильтра 4 поступает в бак 20 для промежуточного хранения и после него подается в нижнюю часть осветлителя 2 для удаления ее в составе жидкого шлама 22 в гидроциклон 9.

За счет центробежных сил при вращении в гидроциклоне 9 жидкого шлама 22 происходит разделение на твердый обезвоженный шлам 29 и осветленную воду 30, которая подвергнута в циклоне процессу дегазации.

Использование технологического принципа центробежного обезвоживания шлама с получением дегазированной осветленной воды является отличительным признаком достижения положительного технического результата по экономии энергоресурсов по сравнению с известной установкой.

В узле обратного осмоса 5 происходит удаление концентрата 11 из осветленной воды, который направляется в узел 18 подготовки химически очищенной воды.

Пермеат 12 из узла 5 идет последовательно в фильтр Н-ионирования 15 и фильтр ОН-ионирования 16 и затем по линии 13 поступает для деаэрации в первый деаэратор 8, после которого направляется по линии 14 в котел.

Отработанные в фильтре Н-ионирования 6 и в фильтре ОН-ионирования 7 регенерационные растворы 15 и 16, а также поступившая осветленная вода 10 от механического фильтра 4 и осветленная вода 30 от гидроциклона 9 в узле 18 подвергаются химической очистке и смешиванию.

После коррекции рН реагентами, подаваемыми по линии 24, и после деаэрации во втором деаэраторе 25 химически очищенная и деаэрированная вода подается по линии 26 на подпитку теплосети.

Изобретение относится к области тепловой и промышленной энергетики и может быть использовано для обеспечения потребителей химически очищенной и обессоленной водой. Исходная вода 1, поступающая в осветлитель 2, освобождается в нем от коллоидных взвесей с помощью добавляемых из баков 27, 28 растворов FeCl₃ и NaOH. Затем осветленная вода поступает для промежуточного хранения в бак 3, после которого перед подачей в механический фильтр 4 в нее добавляют реагенты 23 для коррекции рН. В механическом фильтре 4 происходит очистка воды от коллоидно-механических взвесей, и вода 10 подается в узел обратного осмоса 5 и параллельно в узел подготовки химически очищенной воды 18. Промывочная вода 19 из фильтра 4 поступает в бак 20 для промежуточного хранения и после него подается в нижнюю часть осветлителя 2 для удаления ее в составе жидкого шлама 22 в гидроциклон 9. За счет центробежных сил при вращении в гидроциклоне 9 жидкого шлама 22 происходит разделение на твердый обезвоженный шлам 29 и осветленную воду 30, которая подвергнута в циклоне процессу дегазации. В узле обратного осмоса 5 происходит удаление концентрата 11 из осветленной воды, который направляется в узел 18 подготовки химически очищенной воды. Пермеат 12 из узла 5 идет последовательно в фильтр Н-ионирования 15 и фильтр ОН-ионирования 16 и затем по линии 13 поступает для деаэрации в первый деаэратор 8, после которого направляется по линии 14 в котел. Отработанные в фильтре Н-ионирования 6 и в фильтре ОН-ионирования 7 регенерационные растворы 15 и 16, а также поступившая осветленная вода 10 от механического фильтра 4 и осветленная вода 30 от гидроциклона 9 в узле 18 подвергаются химической очистке и смешиванию. После коррекции рН реагентами, подаваемыми по линии 24, и после деаэрации во втором деаэраторе 25 химически очищенная и деаэрированная вода подается по линии 26 на подпитку теплосети. Технический результат: повышение эффективности установки за счет снижения потерь осветленной воды и проведения частичной дегазации воды, поступающей во второй деаэратор, а также за счет получения обезвоженного шлама, который может быть использован в автодорожном строительстве в качестве наполнителя дорожного полотна. 1 ил.

Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали, содержащая технологически соединенные линию подачи исходной воды, осветлитель, бак коагулированной воды, механический фильтр, узел обратного осмоса, фильтр H-ионирования, фильтр ОН-ионирования, первый деаэратор, линию отвода осветленной воды с механического фильтра, линию отвода концентрата, линию отвода пермеата, линию подачи обессоленной воды с фильтра ОН-ионирования, линию подачи деаэрированной воды в котел, линию отвода отработанных регенерационных растворов с фильтра H-ионирования, линию отвода отработанных регенерационных растворов с фильтра ОН-ионирования, бак нейтрализатор, узел подготовки химически очищенной воды, линию отвода промывочных вод с механического фильтра, бак промывочных растворов, линию подачи промывочных растворов в осветлитель, линию сброса жидкого шлама с осветлителя, линию подачи реагентов для коррекции pH коагулированной воды, линию подачи реагентов для коррекции pH химически очищенной воды, второй деаэратор, линию подачи химически очищенной воды на подпитку теплосети, бак раствора FeCl₃, бак раствора NaOH, отличающаяся тем, что имеется гидроциклон, установленный на линии сброса жидкого шлама с осветлителя, имеется линия отвода осветленной и дегазированной воды из гидроциклона в узел подготовки химически очищенной воды, имеется линия транспортировки из гидроциклона обезвоженного твердого шлама потребителям для использования в качестве наполнителя автодорожного полотна.