Устройство для удаления газа из воды

 

Изобретение относится к оборудованию для дегазации (деаэрации) жидкости и позволяет повысить эффективность дегазации и уменьшить габариты устройства. Сущность изобретения: устройство содержит патрубок 1 для подвода деаэрируемой жидкости, корпус 3, внутри которого образована полость пониженного давления, трубы 4, выполненные из металлокерамики, размещенные в корпусе 3 и объединенные входным 2 и выходным 6 коллекторами. На внутренней поверхности труб 4 размещен гидрофобный материал 5. К корпусу 3 присоединены сливной патрубок 7 для слива просочившейся жидкости и патрубок 8 для отсоса выделившегося сквозь трубы 4 в полость корпуса 3 газа. Трубы 4 могут быть выполнены по винтовой линии и иметь эллиптическое проходное сечение. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике очистки воды, технологических жидкостей и производственных сточных вод от растворенных газов, может быть использовано для дегазации теплоносителя в городских отопительных системах.

Известны устройства для дегазации жидкости, выполненные в виде вакуумного дегазатора, содержащие вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, распределительное устройство расходной жидкости, барботажную камеру, патрубки подвода исходной жидкости и отвода парогазовой смеси, генератор пара, вакуумный насос и т.д.

Недостатками таких устройств являются большие габариты, низкая эффективность дегазации, сложность поддержания требуемого вакуума и соответствующей температуры деаэрируемой воды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для удаления газа из воды, содержащее корпус, в котором расположены трубы с гидрофобным материалом на внутренней поверхности труб, входной и выходной коллекторы.

Цель изобретения повышение эффективности дегазации жидкости.

Цель достигается профилированием труб (трактов подачи жидкости) и соответствующим выбором материала труб. Суть предложения состоит в том, что трубы для прохода дегазируемой жидкости изготавливаются из материала, пропускающего газы и удерживающего жидкость. Например, подобное явление наблюдается при прохождении жидкости, насыщенной водородом, через трубы, выполненные из металлокерамики, в том числе из палладия. Для полной дегазации трубопроводы выполняются из мелкодисперсного пористого материала. При подаче в такой трубопровод под определенным давлением жидкости с растворенными в ней газами, поры стенок водопровода "запираются" для жидкой фазы и начинается интенсивное газовыделение через стенки трубы. Для уменьшения просачивания жидкости через поры стенки внутренняя поверхность трубы покрывается гидрофобным покрытием, пропускающим газ. Известно, что для повышения эффективности дегазации необходимо увеличивать поверхность контакта фаз и увеличивать время прохождения жидкости через зону дегазации. Первое достигается выполнением труб в зоне дегазации в форме овала (например, эллипса с отношением полуосей 1-3/10).

С другой стороны, изменение профиля трубы уменьшает интегральную характеристику прохождения газом жидкой фазы до поверхности контакта фаз. Кроме того, для интенсифицирования газовыделения трубы, выполненные из пористого материала, размещаются в вакуумируемой полости.

Для увеличения времени пребывания жидкости в зоне дегазации трубы выполнены в виде змеевика, цилиндрические участки которого имеют различную, но постоянную для каждого участка пористость, что позволяет оптимизировать процесс дегазации в зависимости от характеристик воды, проходящей по данному линейному участку змеевика.

На фиг. 1 представлено устройство для дегазации жидкости, разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1, поперечный разрез трубы в зоне дегазации; на фиг. 3 устройство для дегазации жидкости, труба подачи дегазируемой жидкости которого выполнена в виде змеевика; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 3.

Устройство состоит из патрубка 1 для подвода дегазируемой жидкости, причем на входном патрубке 1 устанавливается повышающий компрессор, коллектора 2, корпуса 3, образующего вакуумируемую полость, в которой расположены трубы 4 рабочие элементы дегазатора, выполненные из пористого материала, внутренняя поверхность которых покрыта гидрофобным покрытием 5. Трубы 4 гидравлически соединяют патрубок 1 с коллектором 6 отвода дегазированной жидкости. К корпусу 3 герметично подсоединены патрубок 7 для слива просочившейся жидкости и патрубок 8 для отсоса выделившегося из воды газа.

Устройство работает следующим образом.

Дегазируемая жидкость под необходимым давлением подается по патрубку 1 в приемный коллектор 2, откуда по трубам 4 подается в выходной коллектор 6. При этом при движении жидкости по пористой поверхности трубы 4 под действием давления газ, растворенный в воде, протекает сквозь поры трубы 4 в корпус 3. Поры стенок трубы 4 при определенном давлении "закрыты" для просачивания жидкости. С этой же целью для уменьшения количества жидкости, просочившейся через поры, внутренняя поверхность трубы 4 покрыта гидрофобным покрытием 5, уменьшающим количество жидкости, просачивающейся через поры. За счет эллипсного сечения трубы 4 (фиг. 2), увеличивается время контакта каждой элементарной порции дегазируемой воды с поверхностью дегазации. Дегазированная вода далее поступает в коллектор 6 отвода дегазированной жидкости и к потребителям. Из полости корпуса 3 по патрубку 7 производится слив просочившейся жидкости и по патрубку 8 производится отсос выделившегося газа.

Эффективность дегазации определяется площадью поперечного проходного сечения трубы 4 (фиг. 1), их количеством и длиной, и характеристикой зоны контакта фаз. Указанные параметры для каждого конкретного случая легко оптимизируются.

Поскольку время пребывания жидкости в зоне дегазации существенно влияет на степень дегазации, труба 4 выполнена в виде змеевика (фиг. 3). Основные позиции на фиг. 3 соответствуют позициям фиг. 1 как по конструктивному исполнению и назначению, так и по функционированию. Причем, поскольку при движении жидкости по трубе 4 (фиг. 3) степень дегазации жидкости растет, каждый последующий линейный элемент трубы выполнен с иной степенью пористости, чем предыдущие.

Так как турбулизация жидкости повышает степень ее дегазации, с этой целью труба 4 выполнена с овальным проходным сечением, изменяющимся по каждому линейному участку (фиг. 3) по винтовой линии (фиг. 4 и 5). При движении жидкости по такой трубе жидкость турбулизуется, повышается интенсивность отсоса газа.

Таким образом, предлагаемое устройство для дегазации имеет меньшие габаритные размеры, конструктивно проще, обладает улучшенными характеристиками дегазации, малоэнергоемкое, поскольку не требует обязательного специального нагрева жидкости или использования пара.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГАЗА ИЗ ВОДЫ, включающее корпус, в котором расположены трубы с гидрофобным материалом на внутренней поверхности труб, входной и выходной коллекторы, объединяющие трубы и соединенные с входным и выходным патрубками, отличающееся тем, что оно снабжено компрессором, установленным на входном патрубке, трубы выполнены в виде змеевика из металлокерамики с переменной пористостью по длине труб и имеют поперечное сечение.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что овальное поперечное сечение труб расположено по винтовой линии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5