Устройство для дегазации жидкости Советский патент 1992 года по МПК B01D19/00 

(Л

С

Изобретение относится к устройствам для дегазации жидких сред, например, для удаления агрессивных газов из питательной воды паровых котлов и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение дегазации. Повышение эффективности дегазации достигается тем, что в устройстве, включающем емкость с патрубками подвода и отвода жидкости и газа, генератор электрогидравлических ударов с электродами, размещенными в жидкости и установкой для создания переменного магнитного поля, расположенной вне емкости, которая выполнена в виде вихревой камеры, подвод жидкости осуществлен через тангенциальные каналы, а электроды установлены в периферийной части вихревой камеры. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для дегазации жидких сред, например, для удаления агрессивных газов из питательной воды паровых котлов и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса дегазации.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для дегазации жидкости, включающем емкость с патрубками подвода и отвода жидкости и газа, генератор электрогидравлических ударов с электродами, расположенными в жидкости и установкой для создания переменного магнитного поля, размещенной вне емкости, емкость выполнена в виде вихревой камеры, подвод и отвод жидкости осуществлен через тангенциальные каналы, а электроды установлены в периферийной части вихревой камеры.

Реализация процесса электрогидравлического воздействия на жидкость в полях массовых центробежных сил приводит к появлению дополнительных эффектов, существенно повышающих интенсивность дегазации. При этом дополнительные эффекты не возникают, если процессы электрогидравлического воздействия осуществляются в жидкости, не находящейся в поле центробежных массовых сил, или в жидкости, находящейся в поле массовых центробежных сил, но при отсутствии электрогидравлического воздействия на жидкость.

Действительно в поле массовых сил, величина которых в 100 и более раз превышает силу земного притяжения, скорость отвода частиц газа из объема к поверхности раздела фаз резко возрастает и, соответственно, уменьшается время их пребывания в объеме.

-xi о ю ю о ю

В результате существенно снижается насыщенность жидкости газом в зоне эффективного воздействия электрогидравлического эффекта и в силу этого возрастает эффект воздействия гидравлических ударов на процесс дегазации.

Кроме того, сокращение времени отвода пузырьков газа расширяет диапазон частот электрогидравлических ударов в сторону их роста, что не только увеличивает глубину дегазации, но и производительность процесса дегазации. В камерах завихрения торцовые стенки располагаются достаточно близко друг к другу, Ь/2г0 0,3. Наличие поля центробежных сил формирует более резкий градиент давления в жидкости в радиальном направлении по сравнению со случаем, когда жидкость находится в объеме под действием сил земного притяжения. Электроды, расположенные на периферии вихревой камеры, формируют фронт ударной волны, а торцевые стенки вместе с цилиндрической, при наличии градиента давления в жидкости, создают систему типа волновода, который обеспечивает направленное радиальное перемещение ударной волны от периферии к центру. Воздействие фронта ударной волны на пузырьки газа способствуют еше более интенсивному их удалению. Кроме того, наличие поля центробежных сил способствует дополнительному отводу продуктов эрозии электродов из межэлектродного пространства, а также и из зоны электромагнитов.

На фиг.1 представлен общий вид вихревого дегазатора.

На фиг.2 представлено сечение А-А фиг.1.

Устройство содержит вихревую камеру 1 с тангенциальными патрубками подвода 2 и отвода 3 жидкости 4, канал диффузора 5 для отвода выделившихся газов и генератор электрогидравлических ударов. Генератор содержит электроды 6, под ключей ныетоко- проводами 7 к источнику 8 импульсного питания, который состоит из трансформатора 9, выпрямителя 10, накопительного конденсатора 11 и разрядника 12. Электроды 6 размещены внутри емкости 1, пропущены через ее стенку посредством изоляторов 13 и снабжены установкой 14 для создания магнитного поля. На линии отвода 3 жидкости установлен прибор 15, например кисло- родомер, для определения качества дегазации, который связан с источником 8 импульсного питания блоком 16, автоматического регулирования напряжения, подаваемого на электроды 6 генератора. Блок 16 подключен к сети переменного тока и имеет автотрансформатор 17, подвижная клемма

которого соединена с исполнительным механизмом 18 прибора 15.

Устройство работает следующим образом. Жидкость через входной тангенциальный канал 2 поступает в викревую камеру 1, заполняя объем, в котором расположены электроды и закручивается. За счет закрутки жидкости формируется в радиальном на- правленми резкий градиент падения

давления от периферии к центру.

Через автотрансформатор 17 переменное напряжение подается на высоковольтный трансформатор 9 источника 8 импульсного питания, со вторичной обмоткой которого через высоковольтный выпрямитель 10 напряжение поступает на накопительный конденсатор 11, обкладки которого подключаются через коммутирующий разрядник 12 на вольфрамовые электроды 6 через проходные изоляторы 13. Как только напряжение на конденсаторе достигнет потенциала срабатывания разрядника 12, последний срабатывает и замыкает конденсатор 11 через электроды 6 и жидкость.

Происходит высоковольтный электрический разряд в жидкости, энергия которого пропорциональна емкости разрядного конденсатора и квадрату напряжения.

Электрический разряд сопровождается

мощный ударной волной, которая создает зоны сжатия и разрежения. В зоне разряжения происходит выделение из жидкости пузырьков газа. За счет большого градиента давления, обусловленного полем центробежных сил, происходит интенсивное удаление газа из объема в приосевую зону. Наличие самого градиента давления обеспечивает, кроме того, также дополнительное выделение пузырьков газа из жидкости

и отвод его в приосевую зону.

Быстрый отвод газа из жидкости снижает ее насыщенность газом и, соответственно, усиливает эффективность электрогидравлических ударов. Кроме того,

быстрое удаление пузырьков газа позволяет увеличить частоту электрогидравлических ударов, что также способствует интенсификации процесса дегазации.

Система типа волновода, созданная

торцевыми стенками вихревой камеры и цилиндрической боковой, при наличии градиента давления в жидкости формирует направленное движение ударной волны от периферии к центру в радиальном направлении. Так как скорость движения газовых пузырьков, а процесс их растворения под действием повышенного давления намного медленнее, чем скорость ударной волны, то передний фронт ударной волны подхватывает образовавшиеся пузырька газа и выносит их в приосевую зону. За фронтом ударной волны идет волна разрежения, под действием которой происходит выделение газа из жидкости. Последующая ударная волна повторяет весь цикл. В результате, сформи- рованная соответствующим образом ударная волна и направление ее движения, способствуют дополнительной интенсификации процесса дегазации.

Освободившиеся газы из приосевой зо- ны за счет разницы статических давлений, создаваемой, например, коническим диффузором, отводятся через щель 5. Отвод жидкости осуществляется через выходной тангенциальный канал 3. Продукты эрозии электродов 6 отбрасываются за счет поля центробежных сил к периферии и выводятся из вихревой камеры. Этим обеспечивается чистота жидкости в межэлектродном пространстве и поверхности магнитов, что увеличивает срок службы последних. Установка 14 способствует более полному и ускоренному удалению газов из воды.

Оптимальный режим работы импульсного генератора достигается тем, что пока- зания прибора 15 для определения качества дегазации связаны с блоком 16 автоматического регулирования напряжения на входе генератора. Снижение качества дегазации, определяемое по прибору 15, дает сигнал на исполнительный механизм 18 блока 16, в результате чего увеличивается напряжение, подаваемое на импульсный электрический генератор. Частота разрядных импульсов в жидкости возрастает и, соответственно, 3 улучшает качество дегазации.

Применение в качестве устройства для возбуждения колебаний генератора электрогидравлических ударов способствует повышению качества или глубины дегазации 4

И

Фиг.1

так как при возникновении электрогидравлического удара в жидкости образуется широкополосные колебания, т.е. колебания имеющие широкий спектр частот. Возникновение в объеме жидкости широкополосных колебаний способствует более интенсивной дегазации, так как в этом случае более вероятно возникновение резонансных колебаний воздействия и системы (объема жидкости). Это способствует более активному выделению из воды не только кислорода, но и углекислого газа.

Достоинством предложенного устройства для дегазации жидкости является простота .конструкции, отсутствие обслуживающего персонала, а также возможности его применения для дегазации различных жидких сред при различных ее давлениях. Устройство может применяться и в сочетании с другими известными средствами для дегазации жидкости.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает более глубокое дегазирование жидкости, снижает металлоемкость установки и увеличивает его производительность.

Формула изобретения Устройство для дегазации жидкости включающее емкость с патрубками подвода и отвода жидкости и газа, генератор электрогидравлических ударов с электродами размещенными в жидкости, и установкой для создания переменного магнитного поля, расположенной вне емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации, емкость выполнена в виде вихревой камеры с тангенциальным подводом, а электроды установлены в периферийной части вихревой камеры.

15

4

Фиг. 2