ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Водоумягчительная установка поясняется описанием примеров его конкретного выполнения и чертежами, где на фиг. 1 изображена схема водоумягчительной установки, а на фиг. 2 - то же, но с узлом катионного умягчения.

Водоумягчительная установка содержит термоумягчитель 1, внутри которого имеются реакционная 2 и осадительная 3 зоны. Имеются трубопроводы 4, 5, 6 для подвода в реакционную зону 2 соответственно исходной воды, теплоносителя и суспензии шлама и трубопроводы 7, 8 для отвода соответственно частично умягченной воды и шлама из осадительной зоны 3 термореактора 1. Установка содержит также деаэратор 9. В нижней части деаэратора 9 размещен шламоуловитель 10, представляющий собой, например, перфорированную трубу. Термоумягчитель 1 соединен с деаэратором трубопроводом 11 для отвода выпара. Трубопровод 7 для отвода умягченной воды также подключен к деаэратору 9. Трубопровод 6 сообщает шламоуловитель 10 с реакционной зоной 2 термоумягчителя 1 через эжектор 12. На трубопроводе 5 для подвода теплоносителя установлен регулятор 13 температуры. К трубопроводу 7 содсоединен шламоуловитель 14, выполненный в данном случае в виде инерционного сепаратора. В деаэраторе 9 на выходе трубопровода 7 для отвода умягченной воды установлен шламоограждающий стакан 15, являющийся шламооградительным устройством. Рабочий объем деаэратора 9 составляет 1,5 - 3,5 рабочего объема термоумягчителя 1.

При необходимости отвода части умягченной воды для подпитки котла, к трубопроводу 7' для отвода термоумягченной воды подсоединен дополнительный трубопровод 16 /фиг. 2/. К упомянутому дополнительному трубопроводу 16 подсоединен катионный фильтр 17 для дополнительного химического умягчения воды, предназначенной для подпитки котла, т.к. вода, подаваемая в котлы, требует дополнительного умягчения.

Для охлаждения воды, подаваемой в катионный фильтр 17, предназначен теплообменник 18. Охлаждающий средой служит исходная вода, подаваемая на термоумягчение в термореактор 1, поэтому трубопровод 4 для подачи исходной воды в описываемом случае подключен к теплообменнику 18 /фиг.2/.

Чтобы в теплообменнике 18 не образовывалась накипь, в исходную воду по дополнительному водопроводу 19, сообщающему осадительную зону 3 термореактора 1 с теплообменником 18, подают суспензию шлама. Закачивают ее эжектором 20. К деаэратору 9 подключен трубопровод 21 для подачи пара.

Водоумягчительная установка работает следующим образом. Исходная вода по трубопроводу 4 поступает в реакционную зону 2 термоумягчителя 1. Туда же по трубопроводу 5 через эжектор 12 подают теплоноситель, в данном случае - водяной пар. Вода подогревается до кипения, происходит разложение бикарбонатов кальция и магния, шлам оседает в осадительной зоне 3 термоумягчителя 1, откуда периодически удаляется по трубопроводу 8. Избыточный пар и выделившиеся газы по трубопроводу 11 поступают в деаэратор 9 выше уровня, на который по трубопроводу 21 поступает перегретый пар, что способствует быстрому их удалению. Умягченная вода по трубопроводу 7 выводится из термоумягчителя 1, при этом с потоком воды выносится и дисперсный шлам. Для его улавливания к трубопроводу 7 подключен инерционный сепаратор 14. После сепарации осветленная вода попадает в деаэратор 9, где поддерживается температура ~104 o c и давление ~0,2 ати. Барботаж пара в деаэраторе 9 обеспечивает интенсивное перемешивание кипящей воды. Поскольку рабочий объем деаэратора 9 равен 1,5 - 3,5 рабочего объема термоумягчителя 1, то поступившая в последний частично умягченная вода поддерживается в состоянии кипения 20 - 30 мин, пока переместится от входа до выхода ее из деаэратора 9. В это время идет интенсивное выделение . В процессе дегазации и происходит завершающая, наиболее глубока стадия термоумягчения. При этом, если рабочий объем деаэратора 9 меньше, чем 1,5 рабочего объема термоумягчителя 1, то умягченная вода будет удалена из деаэратора ранее, чем закончится наиболее глубокое разложение бикарбонатов, что снижает качество умягчения. Если рабочий объем деаэратора 9 будет больше, чем 3,5 рабочего объема термоумягчителя 1, то увеличивается время нахождения умягчаемой воды в деаэраторе 9, что снижает производительность установки, почти не влияя в дальнейшем на качество умягчения, увеличивается и металлоемкость установки. Выделившийся в деаэраторе 9 шлам оседает в его нижней зоне, в месте расположения шламоуловителя 10, и по трубопроводу 6 через эжектор 12 суспензия мелкодисперсного шлама подается в реакционную зону 2 термоумягчителя 1. Частицы шлама являются центрами кристаллизации, интенсифицируя процесс. Отбор умягченной воды из деаэратора 9, в целях снижения проскока шлама, осуществляют через шламоограждающий стакан 15. Термоумягченная вода идет в тепловые сети.

При подпитке парового котла к трубопроводу 7' подключают дополнительный трубопровод 16, по которому часть термоумягченной воды направляется на дополнительное умягчение в катионный фильтр 17, где происходит более глубокое удаление солей кальция. Для охлаждения направляемой в катионный фильтр 17 воды ее пропускают через теплообменник 18, к которому подключают трубопровод 4 для подвода исходной воды, которая служит охлаждающим агентом.

Для предотвращения накипеобразования в теплообменнике 18 в него эжектором 20 подается суспензия шлама, поступающая из осадительной зоны 3 термореактора 1 по дополнительному шламопроводу 19. При этом отвод взвешенного шлама в теплообменник 18 и подвод его в реакционную зону 2 из деаэратора 9 позволяет поддерживать постоянный уровень взвешенного фильтрующего слоя в термоумягчителе 1, что снижает количество шлама, выносимого умягченной водой.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения в общей совокупности позволяет обеспечить наиболее глубокое разложение бикарбонатов кальция и магния, при этом:

- наличие в составе установки деаэратора, рабочий объем которого составляет 1,5 - 3,5 рабочего объема термореактора и связь их посредством трубопровода для отвода термоумягченной воды, обеспечивает суммарную выдержку при температуре кипения умягченной воды не менее 25 - 30 мин, т.е. время, в течение которого идет разложение максимального количества бикарбонатов. Дальнейшее увеличение времени выдержки нецелесообразно, т.к. снижается производительность установки, а качество термоумягчения почти не увеличивается;

- наличие трубопровода для отвода выпора из термоумягчителя в деаэратор наряду с подводом пара /теплоносителя / в термоумягчитель позволяет поддерживать постоянное давление и температуру в термоумягчителе и утилизацию в деаэраторе подаваемого в термоумягчитель избыточного пара;

- установка на трубопроводе для отвода умягченной воды инерционного сепаратора позволяет улавливать часть шлама, унесенного умягченной водой;

- наличие в одном из вариантов установки катионного фильтра и теплообменника позволяет использовать часть отводимой воды в тепловые сети термоумягченной воды для подпитки парового котла; при этом подвод в теплообменник шлама снижает накипеобразование в последнем, а одновременный подвод шлама в термоумягчитель и деаэратор и отвод шлама из него посредством дополнительного шламопровода позволяет поддерживать постоянный уровень фильтрующего шламового слоя в термоумягчителе, что снижает уровень фильтрующего шламового слоя в термоумягчителе, что снижает вынос шлама термоумягченной водой.