Способ предотвращения карбонатных отложений в испарителе и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике очистки оборудования от загрязнений и может быть использовано в теплоэнергетике при использовании геотермальных вод. Цель изобретения - повышение эффективности работы испарителя. Способ заключается в контактной стабилизационной обработке воды путем ввода кристаллической затравки и отвода рапы. Процесс обработки ведут в верхней части испарителя одновременно с продувкой воды чистым паром, а рану подвергают рекарболизации двуокисью углерода при давлении, равном сумме давлений насыщенного пара воды и парциального давления двуокиси углерода при одинаковых температурах. Испаритель разделен на две части. В верхней части происходят испарение и контактная стабилизационная обработка геотермальной воды, в нижней - рекарболизация и отстой. Обе части испарителя соединены трубой для отвода рапы, которая в отстойной зоне выполнена перфорированной и имеет кожух с патрубком для подачи двуокиси углерода в межтрубное пространство. В верхней части испарителя соосно трубе для отвода рапы установлена труба для вывода двуокиси углерода, а геотермальная вода и чистый пар для продувки вводятся в испарители тангенциально. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4368362/24-12 (22) 19.11.87 (46) 30.12.89. Бюл. № 48 (71) Дагестанский филиал Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г. М. Кржижановского (72) А. Н. Абдуллаев (53) 666.632.4 (088.8) (56) Патент США № 447351, кл. F 03 G 7/00, 1984.

Гаджиев А. Г. Султанов Ю. И., Ригер П. И., Абдуллаев А. И., Мейланов А. Ш. Геотермальное теплоснабжение. М.: Энергоатомиздат, 1984. (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ИСПАРИТЕЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике очистки оборудования от загрязнений и может быть использовано в теплоэнергетике при использовании геотермальных вод. Цель изобретения — повышение эффективности работы испарителя. Способ заключается в

Изобретение относится к технике очистки оборудования от загрязнения и может быть использовано в теплоэнергетике.

Цель изобретения — повышение эффективности работы испарителя.

Способ предотвращения отложений в испарителе, преимущественно для геотермальной воды, заключается в контактной стабилизационной обработке воды путем ввода кристаллической за равки и отвода рапы, «ри этом процесс стабилизационной обработки ведут в верхней части испарителя одновременно с продувкой ее чистым паром, а patiy подвергают рекарбонизации двуо„„SU„„1532723 A 1!

5g 4 F 03 G 7 00 С 02 F 5 00

2 контактной стабилизационной обработке воды путем ввода кристаллической затравки и отвода рапы. Процесс обработки ведут в верхней части испарителя одновременно с продувкой воды чистым паром, а рану подвергают рекарболизации двуокисью углерода при давлении, равном сумме давлений насыщенного пара воды и парциального давленйя двуокими углерода при одинаковых температурах. Испаритель разделен на две части. В верхней части происходят испарение и контактная стабилизационная обработка геотермальной воды, в нижней— рекарболизация и отстой. Обе части испарителя соединены трубой для отвода рапы, которая в отстойной зоне выполнена перфорированной и имеет кожух с патрубком для подачи двуокиси углерода в межтрубное пространство. В верхней части испарителя соосно трубе для отвода рапы установлена труба для вывода двуокиси углерода, а геотермальная вода и чистый пар для продувки вводятся в испарители тангенциально. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. кисью углерода при одинаковых температурах.

На фиг. 1 и 2 показан испаритель, реализующий предлагаемый способ.

Цилиндрический корпус 1 испарителя разделен перегородкой 2 на две части, в верхней происходит испарение и контактная стабилизация геотермальной воды на затравочных кристаллах, во второй — ее рекарбонизация и отстой. На верхней крышке испарителя установлена труба 3 с раструбом 4 на конце для улавливания и отвода двуокиси углерода..На перегородке 2 аксиально корпусу 1 установлена труба 5, отводя1532723

3 щая рапу, снабженная на торце металлической тарелкой 6 с отогнутыми к низу краями и, имеющую в середине отверстие диаметром, равным диаметру трубы.

Часть трубы 5, погру>кенная в нижнюю часть испарителя, двойная, внешняя труба имеет патрубок 7 для подсоединения к источнику двуокими углерода, внутренняя —перфорирована по всей высоте. В корпусе верхней части испарителя прорезаны щели для нодвода геотермальной воды и пара.

Шели прорезаны таким образом, чтобы не происходило вскипание воды в подводящих трубах. Вода подводится по четырем диаметрально разнесенным патрубкам 8, расположенным на уровне раструба 4, патрубки

9 и 10 подводят чистый пар, причем нижние патрубки 10 соприкасаются с перегородкой 2 и выдвинуты в объем испарителя на половину его радиуса, патрубки

9 расположены посередине между патрубками 8 и 10 и выдвинуты в объем испарителя на четверть радиуса. Патрубки 8,9,10 расположены тангенциально к образующей и радиусу испарителя. Основание верхней части испарителя представляет собой перевернутый усеченный конус с диаметром нижнего основания равным половине диаметра испарителя. Угол конуса равен 45 . Нижняя часть,испарителя снабжена патрубком 1! для вывода отстоенной рапы и патрубком

12 для сброса шлама. Для улавливания капель воды предусмотрена перфорированная перегородка 13.

Испаритель работает следующим обра:3OM.

Перед началом работы испаритель загружается крошеным мелом или мрамором из расчета 25 грамм на литр воды, пребываюгцей в испарителе в установившемся режиме. Патрубки 8 подключаются к источнику геотермальной воды, патрубки 9, !О к источнику пара, патрубок 7 к источнику двуокими углерода. Тангенциальное расположение патрубков 8,9,10 позволяет равномерно раскрутить воду в испарителе, что приводит к абразивному истиранию расту ших кристаллов как в самой воде, так и на стенках испарителя. Для усиления этого эффекта на торце отводящей paLLy трубы установлена металлическая тарелка и отогнутыми вниз краями, создающая вертикальную циркуляци3о затравочных кристаллов и предотвра сдающая унос легких фракций затравки с рапой. Введение чистого пара в геотермальную воду приводит к повышению рН, интенсифицируется процесс стабилизации и снимается основаное пересыщение воды по СаСОп. Отвод рапы в нижнюю часть испарителя, выполняющего функILHLI OTCTOHHHKa llpOHaL3O3HTCLL HO 3BOHLtOH трубе, в которую через патрубок 7 подается двуокись углерода. Подача газа через перфорацик3 увеличивает поверхность взаимодействия раны и двуокими у глерода, что ускоряет процесс растворения газа и

4 уменьшает время наступления карбонатнокальциевого равновесия.

Снятие остаточного пересышения рапы предотвращает также образование отложений СаСОз в трубопроводах за испари5 телем. При этом для предотвращения образования твердой фазы СаСОз давление в нижней части испарителя поддерживает на урОВНЕ Рн аеб+ Рйа.,>рт Lq, где Р33,щт3 — давление насыщенных паров воды при соответствуюшей тем10 пературе, МПа;

P(L: Lq — па рциальное давление двуокиси углерода над насьпценной, СаСОз геотермальной водой, МПа.

15 определяется по формуле

Р<,о,)„ р= — — — — — -моль/л . МПа, (1) (Сост 10 М Хг. (со ) ° - — количество двуокиси углерода, 20 растворенное в 1 л насыщеннои

СаСОз геотермальной воды, мг/л; для геотермальных вод с температурой выше

60 С значение (СО2) ст вычисляют по мето25 дике изложенной в (2).

К - — константа Генри, моль/л МПа.

Использование изобретения позволит исключить сложное реагентное хозяйство, необходимое для подкисления воды, и повысить эффективность работы испарителя. формула изобретения

1. Способ предотвращения карбонатных отложений в испарителе, преимущественно для геотермальной воды, включающий контактную стабилизацию воды путем ввода кристаллической затравки и вывода рапы из нижней части испарителя, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения эффективности работы испарителя, процесс стабилизационной обработки воды ведут в

40 верхней части испарителя одновременно с продувкой ее чистым паром, а рапу подвергают рекарбонизации двуокисью углерода при давлении, равном сумме давления насыгценного пара воды и парциального давления двуокиси углерода при одинаковых темпе45 ра,3.урах

2. Устройство для предотвращения карбонатных отложений в испарителе,содержащее цилиндрический корпус, разделенный перегородкой на зону испарения и отстой ную зону, устройство для сепарации пара, патрубки для ввода воды и отвода пара и рапы, отличаюи ееся тем, что, с целью предотвращения карбонатных отложений, зоны испарения и отстойная снабжены расположенной по оси испарителя трубой, торец которой снабжен в зоне испарения отбойником с загнутыми вниз краями, а в отстойной зоне труба выполнена с перфорацией на боковых стенках и снабжена замкнутым кожухом с патрубком для подвода двуокиси

1532723

Составитель В. Слышкин

Техред И. Берес Корректор М. Шароши

Тираж 415 Поди исное

Редактор M. Товтин

3 а к аз 808 2/43

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ Сi.Ñ1

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раун скан наб., д. 415

Производственно-издательский комбинат «Патент ., г. Ужгород, ул. Гагарина. 101

5 углерода, зона испарения снабжена трубой с раструбом, размещенным над тарелкой для отвода двуокиси углерода, зона испарения дополнительно снабжена двумя рядами патрубков для подвода чистого пара, при этом патрубки для ввода воды и пара расположены тангенциально и размещены с противоположных сторон корпуса, а патрубки для ввода воды установлены на уровне раструба, первый ряд патрубков для подвода чистого пара установлен на уровне перегородки и выдвинут в испаритель на половину его радиуса, а второй ряд патрубков установлен посередине между патрубкамн „1,,1R подвода воды и первым рядом и выдвинут в испаритель на четверть радиуса.