Ставропольский политехнический институт и Донецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий че ной металлургии (71) Заявители (54) АППАРАТ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО УМЯГЧЕНИЯ

ВОД

Изобретение относится к области термического умягчения сточных и других минерализованных вод, содержащих значительное количество ионов кальция и сульфат-ионов, и может быть использовано для умягчения известкован" ных морских вод и нейтрализованных кислых сточных вод промышленных предприятий.

Известен аппарат для термического

10 умягчения вод, включающий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем и крышкой, сопло для ввода воды, закрепленное в крьппке по оси корпуса, патрубки для ввода

15 пара и вывода воды и осадка, усеченный конус в нижней части корпуса и цилиндрическую обечайку с коническим верхним торцом, соединенным с патрубком вывода воды, и коническим нижним торцом в виде усеченного конуса, на меньшем основании которого закреплен усеченный отражательный конус, внутри которого по оси корпуса установлен конический клапан с возможностью пере-. мещения в вертикальном направлении, а также подъемные зрлифтные трубы, соединенные с патрубками для ввода пара (I).

В аппарате такой конструкции отделение образовавшихся при нагреве кристаллов полугидрата от воды происходит путем отстаивания суспензии, а в цилиндрической обечайке вследствие гидравлической сепарации накапливаются самые мелкие кристаллы, что ограничивает производительность айпарата. Для предотвращения схватывания осадка полугидрата необходимы частые продувки аппарата, приводящие к потере умягченной воды и тепла.

Кроме того, при неизменном положении конического клапана н уменьшении расхода воды возможен вьпгос контактного слоя ангидрита нз цилиндрической обечайки, нарушающий работу аппарата.

Цель изобретения вЂ” повьппение эффективности работы.

85699

Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен дополнительной трубой для перемещения осадка, установленной в верхней части корпуса, усеченный конус, расположенный в верхней части корпуса, сопряжен с корпусом, а сопло для ввода воды расположено тангенциальио на днище, при этом клапан выполнен шаровым.

Дополнительно аппарат снабжен наклон- Ip ной перегородкой и тепаообменным устройством, установленным в нижней части корпуса.

На чертеже изображен аппарат, продольный разрез. 15

Аппарат для термического умягчения вод состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 со сферическими днищем 2 и крышкой 3, сопла 4 для ввода воды, закрепленного тангенциально на днище корпуса, патрубка 5 для подвода пара, парораснределительного устройства 6, коллектора 7 для сбора воды и патрубков 8 и 9 для ее вывода, устройства 10 для сбора шлама и патрубков 11 и 12 для его вывода.

По оси аппарата установлен усеченный конус 13, который в нижней части снабжен наклонной перегородкой

14, соединенной с корпусом аппарата.

Около стенок корпуса размещены трубы

15 и 16 для перемещения осадка, которые проходят через конусы 13 и 17 °

Внутри усеченного конуса 13 по оси установлен шаровой клапан 18 на гибкойз5 тяге 19 с возможностью перемещения в вертикальном направлении с помощью устройства 20. В зоне уплотнения осадка полугидрата, образованной корпусом

1, крышкой 3 и конусом 17, установлен 4О теплообменный аппарат 21 и устройствс

10 для сбора шлама. Патрубки 22 и 23 служат для подвода и отвода охлаждающей воды.

Аппарат работает следующим образом.45

Исходная вода через сопло 4 попадает тангенциально s нижнюю часть усеченного конуса 17 и нагревается за счет смещения с паром, подаваемым через патрубок 5 и парораспределительное устройство b. В результате повыше" ния температуры воды растворимость сульфата кальция уменьшается и начинается выделение его из воды в форме полугидрата как путем образования новых кристаллов, так и путем роста образовавшихся ранее и находящихся в конусе 17 во взвешенном состоянии.

При прохождении через взвешенный

8 Л слой осадка содержание сульфата кальция в воде понижается до растворимости полугидрата.

Частично умягченная вода отделяется от осадка и поступает в усеченный конус 13, где проходит через взвешенный слой ангидрита.

Так как содержание сульфата кальция в этой воде выше растворимости ангидрита, в конусе 13 происходит кристаллизация ангидрита на поверхности контактной массы и дальнейшее снижение концентрации сульфата кальция в воде.

После завершения процесса кристаллизации вода отделяется от осадка и отводится по патрубку 8. Избыток осадка иэ усеченного конуса 17 по трубам 15 поступает в зону шламоуплотнения, образованную корпусом 1. конусом 17 и днищем 2, и охлаждается за счет контакта с поверхностью теплообменника 21 до 100-106 С.При этой температуре полугидрат сульфата кальция может находиться длительное время не схватываясь, По мере накопления и уплотнения шлама часть его через устройство 10 для равномерного сбора шлама и патрубок

l1 периодически выводится из аппарата. Более низкая температура продуваемой воды и более высокое содержание в ней шлама уменьшает потерю умягченной воды и тепла. Избыток осадка из усеченного конуса .13 вместе с частью умягченной воды по трубам 16 поступает в зону, образованную корпусом 1, конусом 13 и наклонной перегородкой 14. Здесь вода отделяется от осадка, собирается коллектором 7, выводится через патрубок

9,и смешивается с основной частью умягченной воды. Осадок после уплотнения выводится из аппарата через патрубок 12.

Отделение осадка в режиме осветления, а не отстоя, постоянное отведение наиболее мелких кристаллов из верхней части контактных слоев и осветление части воды в зоне под конусом 13 увеличивает производительность аппарата в 1,8-2 раза.

Шаровой клапан 18 поднимается под действием потока воды и его положение зависит от расхода воды. В случае прекращения расхода воды шаровой клапан под действием собственного веса опускается, перекрывает отверстие и предотвращает самопроизволь5 8 ный перепуск контактного слоя ангидрита из конуса 13 в конус 17. При необходимости выпуска осадка из конуса )3 шаровой клапан 18 поднимается за счет вращения устройства 20, с которым он соединен гибкой тягой

19.

Технико экономический эффект данной конструкции аппарата заключается в следующем.

Увеличивается в ),8-2 раза производительность аппарата за счет увеличения на 25-30Х площади сечения аппарата в зоне, где происходит вторая стадия кристаллизации, увеличения на )5-25Х допустимой подьемной скорости за счет постоянного удаления мелких кристаллов из верхней части взвешенного слоя агнидрита, ограничивающих эту скорость,и отвода 40-457 умягченной воды вместе с этими мелкими кристаллами и,осветление ее в зоне шпамоуплотнения.

Установка шарового клапана на гибкой тяге вместо конического упрощает процесс регулирования проходного сечения и исключает самопроизвольное удаление присадки ангидрита из зоны кристаллизации. В результате при использовании апваратов предлагаемой конструкции на установке со средней производительностью 00 т/ч, годовой экономический эффект составит от 41,8 до

61,7 тыс. руб.

56998

Формула изобретения

1. Аппарат для терми. еского умягчения вод, включающий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем и крышкой, сопло для ввода воды, патрубки ввода пара и вывода воды и осадка, усеченные конуса, расположенные в нижней и верхней частях корпуса, регулирующий клапан, устансвленный по оси корпуса с возможностью перелещения в вертикальном направлении, трубу для перемещения осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы аппара-ч, он снабжен дополнительной трубой для перемещения осадка, установленной в верхней части корпуса, усеченный конус, расположенный в верхней части корпуса, сопряжен с корпусом, а сопло для ввода воды расположено тангенциально на днище, при этом клапан выполнен шаровым. д 2. Аппарат по п. I, о т л ивЂ” ч а ю щ н и с я тем, что он снабжен наклонной перегородкой.

3. Аппарат по п. 1, о т л ивЂ” ч а ю шийся тем, что он снабжен щВ теплообменным устройством, установленным в нижней части корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 632655, кл. С 02 В 3/04, )977 (прототип).

856998

Подписное

Заказ 7121/30 Тираж 1ОО7

311ИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35„ Раушская иаб. д. 4/5

Филиал HLI "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель N. Булатов

Редактор С, Патрушева Техред N.Ãàëèíêà Ко ректор N. Демчик