Установка для деаэрации воды

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕАЭРАЦИИ ВОДЫ, содержащая десорбер с патруб- . ками подвода и отвода обрабЗтьгоаемой воды, рабочего газа и продуктов десорбции, а,также нагреватель, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества очистки воды и экономичности процесса, она снабжена электролизером с патрубками отвода кислорода и водорода, электрохимическим генератором с патрубками подвода кислорода и водорода с десорбированными газами, системами охлаждения электролизера и генератора в виде их наружных камер для подогрева обрабатываемой воды, источником тока низкого напряжения, при этом электролизер электрически соединен с источником тока низкого напряжения и электрохимическим генератором , патрубок отвода водорода электролизера сообщен с патрубком подвода рабочего газа десорбера, патрубок отвода кислорода - с патрубком подвода кислорода в электрохимический (Л генератор, а патрубок отвода водорода с десорбированными газами десорбера - с соответствующим патрубком электрохимического генератора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 С 02 F 1/20 Н(1М Р g

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3446775/23-26 (22) 03.06.82 (46) 07.05.84. Бюл. У 17 (72) Н.В.Коровин, С.В.Рудаков, С.И.Сиротин и А.И.Буренин (71) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им. В.И.Ленина и Московский ордена Октябрьской

Революции энергетический институт (53) 628. 161 (088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

И 445621, кл. С 02 F 1/20, опублик.

1971. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕАЭРАЦИИ

ВОДЫ, содержащая десорбер с патрубками подвода и отвода обрабатываемой воды, рабочего газа и продуктов десорбции, а также нагреватель, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества очистки водь1 и экономичности процесса, она

„„SU„„1090663 A снабжена электролизером с патрубками отвода кислорода и водорода, электрохимическим генератором с патрубками подвода кислорода и водорода с десорбированными газами, системами охлаждения электролизера и генератора в виде их наружных камер для подогрева обрабатываемой воды, источником тока низкого напряжения, при этом электролизер электрически соединен с источником тока низкого напряжения и электрохимическим генератором, патрубок отвода водорода электролизера сообщен с патрубком подвода рабочего газа десорбера, патрубок

O отвода кислорода — с патрубком под- Е вода кислорода в электрохимический генератор, а патрубок отвода водорода с десорбированными газами десорбера — с соответствующим патрубком электрохимического генератора. Я

1090663 2

Изобретение относится к сооружениям, предназначенным для коррозийно-активных газов, и может быть использовано в процессах водоподготовки подпиточной воды котельных установок, тепловых сетей и термоопреснительных станций.

Известен десорбционный способ деаэрации воды путем ее обработки горячими продуктами сжигания природ- 10 ного газа. После обработки продуктами сжигания воду продувают природным газом. При этом концентрация кислорода в воде снижается до 0,05 мг/кг, т.е. соответствует нормам подпиточ- IS ной воды. Экономичность способа достигается тем, что после продувки природный газ используют для получения продуктов сжигания, которые используют для нагрева воды и ее предварительной деаэрации.

Этот способ реализован в установке, содержащей десорбер с патрубками подвода и отвода обрабатываемой воды, рабочего газа продуктов десорбции и контактный нагреватель (1 ).

Способ и установка предполагают . наличие источника чистого газа, лишенного примесей серы, кетонов и альдегидов. Только lIpH этом условии gp способ можно использовать в системах горячего водоснабжения .и отопления с открытым водоразбором. Причем мощ-. ность таких систем ограничена до

15 И3т существующими конструкциями

35 газоконтактных аппаратов. Осуществление способа приводит к загрязнению окружающей среды продуктами сгорания природного газа и тепловыми выбросами.

Целью изобретения является повыщение качества очистки воды и экономичности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что установка для деаэрации воды, содержащая десорбер с патрубками подвода и отвода обрабатываемой воды, рабочего газа и продуктов десорбции, а также нагреватель, снабжена электролизером с патрубками отвода кислорода и водорода, электрохимическим . 50 генератором с патрубками подвода кислорода и водорода с десорбированными газами, имеющими системы охлаждения электролизера и генератора в виде их наружных- камер для подогрева обрабатываемой воды, источником тока низкого напряжения, при этом электролизер электрически соединен с источником тока низкого напряжения и электD рохимическим генератором, патрубок отвода водорода .электролизера сообщен с патрубком подвода рабочего газа в десорбер, патрубок отвода кислорода — с патрубком подвода кислорода в электрохимический генератор, а патрубок отвода водорода с десорбированными газами десорбера — с соответствующим патрубком электрохимического генератора.

На чертеже изображена предлагаемая установка для деаэрации воды.

Установка состоит из электролизера,1, источника 2 постоянного тока, электрохимического генератора (ЭХГ)

3, деаэратора 4.

Установка работает следующим об разом.

Исходную воду последовательно нагревают до требуемой температуры деаэрации в системах охлаждения электролизера 1 и ЭХГ 3, а затем подают на обработку рабочим веществом (во дородом) в деаэратор 4. Здесь из воды

f за счет десорбции в рабочее вещество .происходит удаление всех коррозийноактивных газов. Далее воду направляют к потребителю с содержанием кислорода.

Рабочее вещество (водород) получают за счет электролиза водного раствора электролита, например 307ного раствора КОН.

Подвод электроэнергии на электролизер осуществляют от источника 2 постоянного тока низкого напряжения.

Теплота реакции электролиза используется для подогрева исходной воды.

Далее водород направляют на об-. работку воды в деаэратор 4, а затем используют как топливо в ЭХГ 3.

Окислителем в ЭХГ является кислород, который образуется при электролизе на аноде электролизера 1 и подается в ЭХГ.

Поскольку водород после деаэратора содержит 1-37 десорбированных из воды газов, то для обеспечения нормальной работы ЭХГ из его рабочей камеры периодически осуществляют продувку десорбированных газов. В

ЭХГ осуществляется электрохимический процесс получения. электроэнергии:низкого напряжения, которую используют для осуществления процесса электролиза, что приводит к снижению расхода электроэнергии или мощности источника 2 постоянного тока. Для

1090663

Продолжение табл. 1

3 использования электроэнергии ЭХГ в электролизере источник постоянного тока последовательно соединяют с токосъемниками ЭХГ. Теплоту, которая выделяется в ЭХГ, используют для 5 нагрева воды перед деаэратором. Вода, образующаяся в ЭХГ, возвращается в электролизер для поддержания постоянной концентрации электролита.

В зависимости от температурного 10. режима электролизера и процесса в

ЭХГ обрабатываемую воду можно подогревать двумя параллельными потоками до требуемой температуры в системе охлаждения электролизера и ЭХГ, а затем оба потока направить в деаэратор. Соотношение расходов каждого

I потока пропорционально количеству теплоты; которое выделяется в электролизере и ЭХГ. 20

Наиболее распространены промышленные электролизеры с рабочей температурой электролита 70- 90 С. В таком р же диапазоне температур работают и

ЭХГ. Рабочее напряжение электролизе- р ров и ЭХГ лежит в .диапазонах соответственно 1,6-2,4 и 0,8-1,0 В.

Пример. Если принять за расчетную рабочую температуру 90 С,: то деаэрируемую воду можно нагреть до 70-80 С перед деаэратором, Начальное содержание кислорода в опытах равнялось 10 мг/кг. Таким образом, при рабочей температуре 70-80 С удельный расход водорода на тонну деаэрируемой воды составляет не более

39

0,2 кг. Выбор оптимальной .температу- ры деаэрации воды зависит от конкретных условий. эксплуатации.

В табл. 1 представлено остаточное

40 .содержание кислорода в воде после о деаэратора при 55 С. .

Таблица 1.

0,242 0,122 0,08 0,049

Таблица 2

8 0,095 0,048

0,032 0,0192

12 О, 143

0,07 . 0,047 0,029

Если напряжение на зажимах электролизера 1. равно 2,2 В, а ЭХГ 3 вырабатывает ток с напряжением 0,9 В, то при.одном и том же рабочем токе в системе электролизер — ЭХГ получаем выигрыш в электроэнергии на де-аэрации не мене 43Х. При снижении напряжения на электролиэере и повышении на ЭХГ получаем более высокий процент экономии электроэнергии.

Таким образом, в предлагаемой установке полностью используется теплота электрохимических реакций для подогрева воды, снижается мощность источника постоянного тока, . питающего электролизер, т.е. повыша.ется:экономичность процесса деаэрации, кроме того, технологическая схе ма деаэрации воды становится замкнутой, без вредных выбросов в окружающую среду.

Составитель Л.Суханова

Техред Т.Дубинчак Корректор М.Шароши, l Ь- 4Редактор И.Шулла

Заказ 3001/20 Тираж 8о7. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,. ул. Проектная, 4

8 О, 122 0,062 0,041:0,025

В табл. 2 представлено содержание кислорода в воде после деаэратора при 90оС

16 О, 188 О, 095 О, 063 0,038