Способ подготовки воды

 

Изобретение относится к области подготовки воды и может быть использовано на тепловых электростанциях, промышленных и отопительных котельных в специальных ионообменных установках. Способ подготовки воды включает ионный обмен между водой и ионитом в псевдоожиженном слое, над которым создают плотный слой ионита в процессе ионообмена, дополнительно осуществляют окисление воздухом под избыточным давлением и завихряют его с равномерным распределением окислителя во всем объеме ионита, при этом интенсивно перемешивают ионит путем вихреобразного контакта с водой. Способ обеспечивает повышение эффективности подготовки воды путем интенсификации процесса перемешивания воды и ионита. 3 ил.

Изобретение относится к области подготовки воды и может быть использовано на тепловых электростанциях, промышленных и отопительных котельных, в специальных ионообменных установках.

Известен способ подготовки воды (см. а.с. 333491, МКИ С 02 F 1/42, В 01 J 1/40, бюл. 21, 1972) путем ионного обмена между водой и ионитом в псевдоожиженном слое.

Недостатком данного способа является малая эффективность из-за низкого значения коэффициента использования ионита и малой скорости фильтрации воды вследствие ограничений уноса ионита.

Известен способ подготовки воды (см. а.с. 1013413, МКИ С 02 F 1/42, В 01 J 8/18, бюл. 15, 1983) путем ионного обмена между водой и ионитом в псевдоожиженном слое, над которым создается плотный слой ионита.

Недостатком данного способа является неполное использование обменного свойства ионита из-за неравномерного распределения воды во всем объеме ионита и разной скорости движения обрабатываемой воды по живому сечению, возникающей при засорении загрузки.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности подготовки воды путем интенсификации процесса перемешивания воды и ионита, достигаемой закруткой потока жидкости при контакте с плотным слоем ионита.

Технический результат достигается тем, что способ подготовки воды путем ионного обмена между водой и ионитом в псевдоожиженном слое, над которым создают плотный слой ионита, в процессе ионообмена дополнительно осуществляют окисление воздухом под избыточным давлением и завихряют его с равномерным распределением окислителя во всем объеме ионита, при этом интенсивно перемешивают ионит путем вихреобразного контакта с водой.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - схема размещения насадок устройства фиг.1; на фиг.3 - развертка внутренней поверхности расширяющихся насадок с криволинейными винтообразными канавками на фиг.2.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит камеру 1 ожижения, в которой находится ожиженная часть слоя ионита, и камеру 2, в которой находится плотная часть слоя ионита. В верхней части камеры 1 имеются водоотводящие окна 3, закрытые металлической сеткой с ячейками 0,3х3 мм и водоотборное устройство 4, к которому присоединен трубопровод 5 очищаемой воды. В нижней части камеры 1 ожижения установлена водораспределительная решетка 6, водяная камера 7 и трубопровод 8 для отвода истощенного ионита. К водяной камере 7 подсоединен трубопровод 9 исходной воды, а тот - к стояку 10. К стояку 10 присоединены распределительные трубы 11 с расширяющимися насадками 12 с выполненными на внутренней поверхности выходной части криволинейными винтообразными канавками 13. На трубопроводе исходной воды 9 установлен контролирующий прибор 14, а на трубопроводе очищенной воды - контролирующий прибор 15, которые соединены с пультом управления 16.

Способ подготовки воды осуществляется следующим образом. Исходная вода по трубопроводу 9 подводится в водяную камеру 7 и через водораспределительную камеру 6 поступает в камеру ожижения 1. В камере ожижения 1 слои ионита псевдоожижаются на заданную высоту, одновременно происходит процесс ионного обмена между водой и ионитом. Очищенную воду отводят через окна 3, и она поступает в водосборное устройство и по трубопроводу 5 очищенной воды отводится к месту потребления. Ионит по мере истирания непрерывно отводят на регенерацию по трубопроводу 8 из нижней части камеры ожижения 1. При этом в верхнюю часть камеры ожижения 1 поступает отрегенирированный ионит из плотной части слоя, находящейся в камере 2. Благодаря созданию плотного слоя ионита над псевдоожиженным слоем увеличивается коэффициент использования ионита и скорость фильтрации воды.

Расширяющиеся насадки 12 с внутренними криволинейными винтообразными канавками 13 создают закрутку потока очищаемой воды, образуют расширяющиеся волны в загрузке ионита и равномерно распределяют воду по всему живому сечению и объему ионита, обеспечивая одинаковую скорость фильтрации и контакт воды с ионитом, что повышает как эффективность водоподготовки, так и, естественно, производительность установки. Периодическая продувка загрузки воздухом совместно с промывкой водой создает постоянную готовность ионита к обмену ионитами, содержащимися в обрабатываемой воде, а контролирующие приборы 14 и 15, информирующие через пульт управления 16 о показателях качества исходной и очищенной воды позволяют регулировать работу ионообменной установки в заданном оптимальном режиме по программе, которая описывает колебание извлекаемых ионитов рядами Фурье.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что дополнительное введение процесса окисления воздухом под избыточным давлением с последующим вихреобразным контактом ионита и воды, осуществляет более эффективную подготовку воды, при этом устройство, обеспечивающее выполнение данного способа, не требует дополнительных энергозатрат на осуществление вихреобразного контакта обрабатываемой воды и ионита, а функциональная зависимость между контролирующими приборами и пультом управления описывает колебание извлекаемых ионитов рядами Фурье и гарантирует надежность качественной подготовки воды.

Формула изобретения

Способ подготовки воды путем ионного обмена между водой и ионитом в псевдоожиженном слое, над которым создают плотный слой ионита, отличающийся тем, что в процессе ионообмена осуществляют окисление воздухом под избыточным давлением и завихряют его с равномерным распределением окислителя во всем объеме ионита, при этом интенсивно перемешивают ионит путем вихреобразного контакта с водой при образовании расширяющихся волн в загрузке ионита, периодической продувке воздухом совместно с промывной водой, регулируют работу ионообменной установки в заданном оптимальном режиме при помощи программы, описывающей колебание извлекаемых ионитов рядами Фурье.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3