Установка для упаривания жестких высокоминерализованных вод Советский патент 1983 года по МПК C02F1/04 C02F1/48 C02F1/04 C02F101/10 C02F103/34 

эо

4 С71

УСТАНОВКА ДЛЯ УПАРИВАНИЯ ЖЕСТКИХ ВЫСОКОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД, включающая магнитный аппарат, аппарат для растворения поверхностноактивных веществ и трубопровод, испаритель, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности работы испарителя путем исключения накипеобразования, магнитный аппарат соединен непосредственно с испарителем, а аппарат для растворения поверхностно-активных веществ подключен к трубопроводу до и после магнитного аппарата. С/)

Изобретение относится к очистке солевых вод и может быть использовано при переработке промышленных стоков для технологических нужд, в частности для упаривания дистиллерной жидкости в содовом производстве с целью - получения хлористого кальция Известно устройство для обессоливания морской воды и растворов, основанное на миграции ионов под действием электрического поля постоянного т. Обессоливаемая жидкость проходит через ряд узких щелей, расположенных одна за другой и имеющих длину порядка нескольких десятков долей миллиметра в чередовании с ка, мерами (Зольшей длины El «.

Недостатком известного устройства

является конструктивная непригодность узких целей для обессоливания жидкостей, содержащих нерастворенные соли и другие механические примеси. Обессоливание таких жидкостей на указанной установке требует дополнительного фильтрующего устройства, что усложняет эксплуатацию и приводит К удорожанию обессоленной воды.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установке для упаривания жестких высокоминерализованных вод, включающая магнитный аипарат, аппарат для растворения

поверхностно-активных вегцеств (ПАВ) , испаритель и трубопровод Г 2 .

rw

Недостатком известной установки является то, что магнитный аппарат, установленный перед аппаратом известкования, не устраняет гипсовые отложения в испарителе, потому что омагниченная вода, пройдя аппарат для известкования и деаэратор, теряет свою магнитную память и в таком состоянии поступает в испаритель, а сульфат кальция при нагреве и частичном упаривании воды в испарителе дает пересьлденные растворы и приобретает склонность к накипеобразованию. Процесс накипеобразования особенно усиливается, когда влияние магнитного поля уже незначительно. Кристаллы сульфата кальция выпадают на греющих поверхностях в испарителе, что приводит к уменьшению коэффициента теплопередачи и снижает надежность работы испарителей.

Цель изобретения - повышение надежности работы испарителя путем исключения накипеобразования.

Цель достигается тем, что в установке для упаривания жестких высокоминерализованных вод, включающей магнитный аппарат, для растворения поверхностно-активных веществ, испаритель и трубопровод, магнитный аппарат соединен непосредственно с испарителвчМ, а аппарат для растворения поверхностно-активных веществ

подключен к трубопроводу до и после магнитного аппарата. .

На чертеже схематически приведена установка для упаривания жестких высокоминерализованных вод.

Установка для упаривания состоит из магнитного аппарата 1, соединенного трубопроводом 2 с испарителем 3. Аппарат 4 для растворения ПАВ подключен к трубопроводу 2 до и после магнитного аппарата 1. Кроме того, установка содержит трубопровод 5 для подачи части минерализованной воды из трубопровода 2 в аппарат 4, трубопровод б, соединяющий аппарат 4 с трубопроводом 2 после магнитного аппарата 1, трубопровод 7 для отвода упаренной воды, трубопровод 8 для подвода ПАВ и трубопровод 9 для отвода кристаллов шлама из испарителя .

Установка работает следующим образом.

Жёсткс1Я высокоминерализованная вода, по трубопроводу 2 поступает в зазор магнитного аппарата 1, где происходит ее активация. При этом под влиянием магнитного поля в жесткой минерализованной воде происходит образование ионных и молекулярных ассоциатов, что приводит к формированию новой высокодисперсной фазы микрокристаллов карбоната и сульфата кальция.

Часть минерализованной воды из трубопровода 2 по трубопроводу 5 поступает в аппарат 4, куда по трубопроводу 8 вводят поверхностно-акI «.

тивные вещества. Полученный раствор

ПАВ из аппарата 4 самотеком по трубопроводу б подмешивается к омагниченной воде трубопровода 2. Растворенные поверхностно-активные вещества способствуют образованию на ионных и молекулярных ассоциатах защитной плйнки, которая стабилизирует вьзсокодисперсную фазу с образованием своеобразной микрокристаллической затравки из солей жесткости. Эта затравка в процессе концентрирования в испарителе 3 вызывает снятие пересыщения и кристаллизацию сульфата кальция в объеме испарителя, исключа пристенную кристаллизацию.

При упаривании воды в испарителе 3 вследствие совместного действия магнитного паля и ПАВ происходит кристаллизация солей жесткости. Кристаллы шлама периодически выводятся из испарителя по трубопроводу 9, а упаренная вода по трубопроводу 7 подается в следующую ступень концентрирования .

Испытывают несколько вариантов установок упаривания.

В качестве исходной жесткой высокоминерализованной воды используют промывные воды прокатных цехов с

сояержанием сульфата кальция 2,38 г/кг при общем солесодержании 10 г/кг и дистиллерная жидкость содового производства с концентрацией сульфата кальция 1,25 г/кг, хлорида кальция 100 г/кг, хлорида натрия 60 г/кг. Эффективность исследуемых вариантов I Прототип ц нНзИГ На liiMil Предлагаемая Примечание: 1- магнитный межуточные ап тель ПАВ; 6 активных веще Сравнивая табличные данные, можно сделать вывод, что наличие промежуточных аппаратов (емкостей) между магнитным аппаратом и испарителем (прототип) приводит к низкому эффекту объемной кристаллизации вследствие потери магнитной памяти. В результате, только 18-20% солей жесткости выпадает в виде шлама. В предлагаемом варианте, где магнитный аппарат соединен непосредственно с испарителем, объемная кристаллизация повышается в 2-2,3 раза, а подключение аппарата-растворителя ПАВ к трубопроводу после магнитного аппарата интенсифицирует эффект объемной кристаллизации до 94-95%,

установок сравнивают по образованию сульфатной накипи на стенках испарителя и по количеству рыхлого шлама, выводимого из испарителя.

Результаты экспериментов приведены в таблице. арат; 2 - испаритель; 3 и 4 - проты (емкости); 5 - аппарат-раСтворито подачи раствора поверхностно. снижая соответственно пристенную кристаллизацию солей жесткости. Предлагаемая установка позволяет исключить накипеобразование в испарителе за счет увеличения эффекта объемной кристаллизации до 94-95%, что позволит повысить производительность теплообменных аппаратов на 110-16%, увеличить срок службы испарителей в 2-3 раза и снизить капитальные затраты, увеличить время работы испарителей между остановками на чистку в 3-4 раза, что уменьшает эксплуатационные затраты и уменьшить расход пара за счет стабильности работы испарителей.