Аппарат для дегазации и умягчения вод Советский патент 1987 года по МПК C02F1/20 B01D19/00 C02F5/00 C02F5/00 C02F101/10 C02F103/06 

1

Изобретение относится к обработке воды, конструкции аппаратов,предназначенных для снижения жесткости, щелочности и концентрации pacTsopeti- ных газов,и может быть использовано для подготовки геотермальных вод.

Цель изобретения - увеличение производительности аппарата, более глубокая дегазация и умягчение воды,снижение интенсивности накипеобразова- ния.

На чертеже изображен аппарат лля дегазации и умягчения вод, продольный разрез.

Аппарат для дегазации и умягчения вод содержит цилиндрический корпус

Iсо сферическим днищем 2 и крышкой 3, патрубок 4 для ввода воды, патрубки 5 и 6 для вывода воды, патрубки

7 и 8 для вывода осадка, патрубок 9 для отвода газа, усеченные конуса 10,

IIи 12, поярусно установленные в корпусе 1, конический клапан 13, ус- тановленньй по оси конуса 10 с возможностью перемещения в вертикальном направлении, соединенный штоком 14 с регулятором давления 15, шайбы 16, трубы 17 для перемещения осадка. Аппарат снабжен также жа люзийными сепараторами 18, над которыми расположены короба 19 для сбора газа, и жа- люзийным сепаратором 20, установленным под крьщ1кой 3. Патрубок 8 расположен в нижней части конуса 10 и

10

15

3103402

жении. Клапан вьтолняет и вторую функ цию - при отключении воды под действием собственного веса, опускается, перекрывает отверстие в шайбе 16 и 5 предотвращает заполнение контактной присадкой патрубка 4 и трубопровода исходной воды.

В результате снижения давления растворимость газа, в том числе углекислого, уменьшается и начинается его выделение в объеме воды в конусе 10 в виде отдельных пузырьков, Выделение углекислого газа приводит к распаду бикарбонат-ионов с образованием в зависимости от конкретных условий карбоната кальция или гидроокиси магния на поверхности частиц, ; взвешенных в восходящем потоке воды. Если исходная вода насыщена по сульфату кальция, начинается и его кристаллизация, так как растворимость этой соли уменьшается при снижении давления.

Выделившиеся пузырьки газа укрупняются в первой ступени сепаратора 18, отделяются от воды, собираются в коробе 19 и по мере накопления по импульсу от регулятора уровня выводятся через патрубок 9. Частично дегазированная и умягченная вода поднимается выше, где за счет уменьшения высоты столба воды и сопротивления контактного слоя происходит дальнейшее снижение ее давления. Это приво20

25

30

40

45

снабжен коническим клапаном 21 со што-- - дит к более глубокому выделению из ком 22 и патрубком 23 для подвода воды растворенных газов и кристалли- промъшочной воды. Патрубки 9 снабжены регуляторами уровня 24. В предлагаемой конструкции установлено последовательно 5-7 таких сепараторов.

Как показали исследования, при меньшем числе сепараторов эффект дегазации оказывается неполным, а увеличение их числа более 7 не дает заметного эффекта.

Аппарат для дегазащ1и и умягчения вод работает следующим образом.

Исходная вода с повышенной температурой, жесткостью, щелочностью и содержанием растворенных газов под давлением подается через патрубок 4 и шайбу 16 в нижнюю часть конуса 10, Где давление понижается до величины на 0,5-0,8 бар выше давления насыщения. Заданное давление поддерживается регулятором давления 15, который штоком 14 соединен с клапаном 13 и удерживает последний в необходимом поло50

55

зации дополнительного количества на- кипеобразователей. Пузырьки газа укрупняются, отделяются от воды и выводятся на второй ступени сепарации и т.д. На определенной высоте аппара та, зависящей от положения клапана 13, давление воды становится ниже давления насьш1ения и начинается паро образование. Это интенсифицирует процесс дегазации воды и распад бикарбо нат-ионов, увеличивает глубину снижения карбонатной жесткости и щелочнос ти. Парогазовая смесь отделяется в очередной ступени сепаратора и выводится из аппарата. Удаление парогазовой смеси из ВОДЬ обеспечивает ее дальнейшую дегазацию при вскипании воды по мере ее движения в аппарате и уменьшение карбонатной жесткости. Образовавшаяся парогазовая смесь вновь отводится и процесс повторяется.

10

15

103402

жении. Клапан вьтолняет и вторую функцию - при отключении воды под действием собственного веса, опускается, перекрывает отверстие в шайбе 16 и 5 предотвращает заполнение контактной присадкой патрубка 4 и трубопровода исходной воды.

В результате снижения давления растворимость газа, в том числе углекислого, уменьшается и начинается его выделение в объеме воды в конусе 10 в виде отдельных пузырьков, Выде. ление углекислого газа приводит к распаду бикарбонат-ионов с образованием в зависимости от конкретных условий карбоната кальция или гидроокиси магния на поверхности частиц, ; взвешенных в восходящем потоке воды. Если исходная вода насыщена по сульфату кальция, начинается и его кристаллизация, так как растворимость этой соли уменьшается при снижении давления.

Выделившиеся пузырьки газа укрупняются в первой ступени сепаратора 18, отделяются от воды, собираются в коробе 19 и по мере накопления по импульсу от регулятора уровня выводятся через патрубок 9. Частично дегазированная и умягченная вода поднимается выше, где за счет уменьшения высоты столба воды и сопротивления контактного слоя происходит дальнейшее снижение ее давления. Это приво20

25

30

дит к более глубокому выделению из воды растворенных газов и кристалли-

зации дополнительного количества на- кипеобразователей. Пузырьки газа укрупняются, отделяются от воды и выводятся на второй ступени сепарации и т.д. На определенной высоте аппарата, зависящей от положения клапана 13, давление воды становится ниже давления насьш1ения и начинается паро- образование. Это интенсифицирует процесс дегазации воды и распад бикарбонат-ионов, увеличивает глубину снижения карбонатной жесткости и щелочности. Парогазовая смесь отделяется в очередной ступени сепаратора и выводится из аппарата. Удаление парогазовой смеси из ВОДЬ обеспечивает ее дальнейшую дегазацию при вскипании воды по мере ее движения в аппарате и уменьшение карбонатной жесткости. Образовавшаяся парогазовая смесь вновь отводится и процесс повторяется.

31

Организация ступенчатого процесса дегазации позволяет достичь наибольшего в данных физико-химических условиях выделения растворенных газов и осаждения карбонатной жесткости. После завершения этих процессов часть воды отделяется от взвешенного осадка и собирается в конусе 12. При этом происходит завершающая стадия ее дегазации. Парогазовая смесь через жалюзийный сепаратор 20 и патрубок 9 выводится из аппарата, а вода через патрубок 5 направляется потребителю. Оставшаяся часть воды вместе с осадком собирается в конусе 11 и по трубе 17 поступает в шламо- уплотнитель, расположенный под конусом 10. Здесь вода отделяется от осадка и через патрубок 6 также подается потребителю. Осадок после уплотнения выводится через патрубок 7. Разделение воды на два потока увеличивает производительность аппарата в среднем на 40-60%.

В процессе работы аппарата в нижней части конуса 10 накапливаются наиболее крупные частицы взвешенного слоя. Для их удаления предусмотрен патрубок 8 с коническим клапаном 21. Перед началом удаления крупных частиц клапан 21 открывается за счет перемещения штока 22, а после завершения продувки - закрывается и патрубок 8 промьшается водой, подаваемой через патрубок 23.

Вьшолнение аппарата согласно изобретению позволяет получить наименьшее в данных физико-химических условиях содержание в обработанной воде газов и карбонатной жесткости, на 40-60% увеличить производительность аппарата, уменьшить интенсивность

Составитель Л.Суханова Редактор М.Бандура Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

- -- ..«,....

Заказ 1859/21 Тираж 852Подписное

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

10340.

0

0

5

0

образования отложений на его поверхностях, что увеличивает длительность межремонтной компании аппаратов и уменьшает затраты на его эксплуатацию и ремонт.

V

Формула изобретения

1. Аппарат для дегазации и умягчения вод, содержащий цилиндрический

корпус со сферическим днищем и крышкой, патрубок для подвода воды и два патрубка для отвода воды, удаления осадка и отвода газа, усеченные конуса, п.рярусно установленные в корпусе,

5 регулирующий клапан, установленный по оси корпуса с возможностью перемещения в вертикальном направлении, жа- люзийные сепараторы и трубы для перемещения осадка, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения производительности аппарата, более глубокой дегазации и умягчения воды и снижения интенсивности накипеобра- - зования, он снабжен размещенными над жалюзийными сепараторами коробами для сбора газа, соединенными с патрубками отвода газа, нижняя часть трубы для перемещения осадка размещена под нижним усеченным конусом,один из патрубков для отвода воды установлен на корпусе ниже большего основания этого усеченного конуса, регулирующий клапан установлен на входе в нижний усеченный конус, имеет кони5 ческую форму и регулятор давления.

2.Аппарат поп.1, отличающийся тем, что патрубки отвода газа снабжены регуляторами уровня.

3.Ааппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что патрубок для отвода осадка из нижнего конуса снабжен коническим клапаном.

0

Изобретение относится к области дегазации и умягчения вод повышенной жесткости, щелочности и концентрации растворенных газов и может быть использовано для подготовки геотермальных вод. Цель изобретения - более глубокая дегазация и умягчение воды, снижение интенсивности накипе- образования и увеличение производительности аппарата на 40-60% и надежности его работы. Это достигается за счет того, что в нем поярусно установлено 5-7 жалюзийных сепараторов 18,20 с газосборными коробами 19 и газоотводящими патрубками 9 с подсоединенными к ним регуляторами уровня воды. Регулирующий клапан 13 установлен на входе воды в нижний усеченньА конус 10, имеет коническую форму и соединен с регулятором давления 15. Труба 17 для перемещения осадка завег дена в пространство под нижним усеченным конусом, являющимся пшамоуп- лотнителем. Второй патрубок 6 для отвода осветленной воды из пшамоуплот- нителя размещен на корпусе аппарата ниже большого основания нижнего усеченного .конуса 10.Патрубок 8 для отвода осадка из нижнего усеченного конуса 10 снабжен коническим клапаном и подводом 23 воды для промывки этого патрубка. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. 3 (Л :о