Установка озонирования воды

Изобретение относится к устройствам, используемым для очистки и дезинфекции воды. Установка включает эжектор, дегазатор, устройство подпитки газового тракта кислородом, два или более адсорбера для осушки рабочего газа и озонатор, соединенный с приемной камерой эжектора. Входные патрубки адсорберов через управляемые клапаны соединены с газовой подушкой дегазатора и с приемной камерой эжектора. Выходные патрубки адсорберов через параллельно установленные жиклеры соединены с обратными клапанами. Предложенная установка позволяет уменьшить энергозатраты на транспортировку обрабатываемой воды и количество растворяемого и уносимого с обрабатываемой водой кислорода, а также исключить сброс рабочего газа в атмосферу при регенерации адсорберов. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для озонирования воды и может быть применено в установках очистки и дезинфекции воды.

В качестве прототипа выбрана озонаторная установка, содержащая озонатор, смесительное устройство (эжектор), сепаратор (дегазатор), адсорберы для осушки рабочего газа, устройство подпитки кислородом газового тракта, в которой входные патрубки адсорберов через управляемые клапаны соединены с газовой полостью сепаратора и через дренажные трубопроводы с атмосферой, а выходные через управляемые клапаны, озонатор и регулировочный вентиль с приемной камерой смесительного устройства, кроме того, выходные патрубки соединены между собой через жиклер продувки (патент РФ №2078028, опубл. 27.04.97 г., Бюл. №12).

В процессе работы известной установки рабочий газ, содержащий кислород, озон и пары воды, под избыточным давлением из газовой подушки сепаратора попеременно подается через один из адсорберов, где осушается, и озонатор, в котором насыщается озоном, в приемную камеру смесительного устройства, где смешивается с обрабатываемой водой, а затем поступает в сепаратор. В сепараторе из воды выделяется нерастворенный рабочий газ и вновь направляется на очередной цикл осушки, озонирования и смешения с водой. При этом часть осушенного рабочего газа через жиклер продувки, соединяющий выходные патрубки адсорберов, подается в другой адсорбер для проведения регенерации адсорбента и затем через дренажный трубопровод сбрасывается в атмосферу. Потери рабочего газа компенсируются подпиткой газового тракта кислородом от внешнего источника.

Недостатком известной установки является необходимость поддержания повышенного давления в сепараторе, что увеличивает энергозатраты на транспортировку обрабатываемой воды и количество растворяемого и уносимого с обрабатываемой водой кислорода, а также сброс части рабочего газа в атмосферу при осуществлении регенерации адсорбента, что увеличивает расход кислорода для подпитки газового тракта.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в установке озонирования воды, содержащей озонатор, эжектор, дегазатор, устройство подпитки кислородом газового тракта и адсорберы для осушки рабочего газа, входные патрубки которых через управляемые клапаны соединены с газовой подушкой дегазатора и дренажными трубопроводами, а выходные патрубки, оснащенные жиклером продувки, через управляемые клапаны и озонатор соединены с приемной камерой эжектора, согласно изобретению дренажные трубопроводы адсорберов подключены к приемной камере эжектора.

При этом жиклеры продувки могут быть установлены на выходных патрубках каждого из адсорберов, а параллельно жиклерам дополнительно установлены обратные клапаны.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом позволяет выявить следующие отличительные признаки:

- подключение дренажных трубопроводов адсорберов к приемной камере эжектора, что позволяет исключить выброс рабочего газа в атмосферу, а также производить регенерацию адсорбента вакуумированием адсорберов. Это обеспечивает возможность поддержания давления в дегазаторе близким к атмосферному, что снижает энергозатраты на транспортировку воды, а также уменьшает расход кислорода на подпитку газового тракта за счет снижения содержания растворенного кислорода в отводимой из дегазатора воды и исключения выброса кислорода в атмосферу при регенерации адсорберов;

- установка жиклеров продувки на выходных патрубках каждого из адсорберов позволяет обеспечить более глубокий вакуум за счет исключения притока газа в адсорберы при их вакуумировании, а установленные параллельно с жиклерами обратные клапаны обеспечивают свободный проход газа от адсорбера к озонатору и заданный жиклерами расход газа в обратном направлении при продувке и заполнении рабочим газом адсорберов.

Схема предлагаемой установки озонирования воды приведена на чертеже, где

1 - трубопровод подачи обрабатываемой воды

2 - эжектор

3 - дегазатор

4 - дренажный вентиль

5 - трубопровод подпитки кислородом

6 - редуктор

7, 8, 15, 16, 19, 20 - управляемый клапан

9, 10 - адсорбер

11, 12 - обратный клапан

13, 14 - жиклер продувки

17 - озонатор

18 - регулировочный вентиль

21, 22 - дренажный трубопровод

23 - обратный клапан.

На трубопроводе 1 подачи обрабатываемой воды установлены эжектор 2 и дегазатор 3, оснащенный дренажным вентилем 4 и трубопроводом 5 подпитки кислородом с редуктором 6. Газовая подушка дегазатора через параллельно установленные клапаны 7, 8, адсорберы 9, 10, обратные клапаны 11, 12 с жиклерами 13, 14, клапаны 15, 16 соединена с входом озонатора 17, выход которого через регулировочный вентиль 18 соединен с приемной камерой эжектора. Выходные патрубки адсорберов соединены с приемной камерой эжектора через клапаны 19, 20 и дренажные трубопроводы 21, 22, а на входе в приемную камеру эжектора установлен обратный клапан 23.

При подаче по трубопроводу 1 обрабатываемой воды на эжектор 2 в его приемной камере устанавливается давление, равное давлению паров воды (на уровне 0,002 МПа), при этом дегазатор 3 заполняется водой при открытом дренажном вентиле 4. После заполнения дегазатора водой вентиль 4 закрывается и в него через трубопровод 5 редуктором 6 подается кислород до образования газовой подушки заданного объема при давлении, близком к атмосферному. Затем открываются клапаны 7, 15 и в результате наличия разности давления в дегазаторе и приемной камере эжектора рабочий газ из дегазатора через адсорбер 9 и озонатор 17 поступает в приемную камеру эжектора. При этом в адсорбере рабочий газ осушается, а в озонаторе часть пропускаемого кислорода превращается в озон. Расход газа регулируется вентилем 18. Одновременно открывается клапан 20 и через дренажный трубопровод 22 производится вакуумирование адсорбера 10 до давления, установившегося в приемной камере эжектора. Через заданное время открывается клапан 16 и осушенный рабочий газ через жиклер 14 подается на продувку адсорбера 10. Обратный клапан 12 при этом закрыт, и расход газа продувки определяется диаметром жиклера. По окончании продувки клапан 20 закрывается и адсорбер 10 заполняется осушенным рабочим газом до давления, установившегося перед озонатором, после чего открываются клапаны 8, 16, а клапаны 7, 15 закрываются. Адсорбер 10 начинает работать в режиме осушки рабочего газа, а адсорбер 9 переключается на режим вакуумирования, продувки и заполнения рабочим газом. При этом жиклер 13 обеспечивает заданный расход газа при продувке и заполнении адсорбера 9. Обратные клапаны 11, 12 обеспечивают свободный проход газа от адсорберов к озонатору и заданный жиклерами 13, 14 расход газа в обратном направлении. Обратный клапан 23 на входе в приемную камеру эжектора предотвращает попадание воды в газовый тракт при несанкционированном прекращении подачи воды в эжектор. Циклы переключения адсорберов на режимы осушки и регенерации повторяются по заданной циклограмме, обеспечивая непрерывный проток осушенного рабочего газа через озонатор. Унос из газового тракта кислорода, растворяемого в обрабатываемой воде, компенсируется подпиткой кислородом по трубопроводу 5 редуктором 6.

Применение предложенной установки озонирования воды по сравнению с известной позволяет снизить энергозатраты на транспортировку воды за счет снижения давления в дегазаторе и уменьшить расход кислорода подпитки за счет исключения выброса его в атмосферу и уменьшения количества кислорода, уносимого в растворенном виде с обрабатываемой водой.

Дополнительным преимуществом предлагаемой установки озонирования воды является то, что она работоспособна при давлении в дегазаторе ниже атмосферного, что позволяет исключить возможность попадания высокотоксичного озона в атмосферу из-за возможной негерметичности газового тракта.

1. Установка озонирования воды, включающая озонатор, эжектор, дегазатор, устройство подпитки газового тракта кислородом, два или более адсорбера для осушки рабочего газа, входные патрубки которых через управляемые клапаны соединены с газовой подушкой дегазатора и с дренажными трубопроводами, а выходные, оснащенные жиклерами продувки, через управляемые клапаны и озонатор соединены с приемной камерой эжектора, отличающаяся тем, что в ней дренажные трубопроводы подключены к приемной камере эжектора.

2. Установка озонирования воды по п.1 отличающаяся тем, что в ней жиклеры продувки установлены на выходных патрубках каждого адсорбера и параллельно с ними установлены обратные клапаны.