Установка для очистки сточных вод

 

Изобретение относится к установкам для очистки органосодержащих минерализованных сточных вод, характерных для химической, микробиологической, пищевой и других смежных отраслей промышленности. Установка, содержащая подогреватель, ступени мгновенного испарения, насосы и технологические трубопроводы, газовый контактный аппарат и адиабатный испаритель, последовательно установленные перед подогревателем, имеет газовый контактный аппарат с газовой горелкой, состоящей из полого кольца, на котором установлены суживающиеся сопла с криволинейными спиралевидными направляющими на внутренней поверхности, а на внутренней поверхности ступеней мгновенного испарения предусмотрены винтообразные канавки. Технический результат состоит в повышении эксплуатационных параметров установки и экономии топлива. 3 ил.

Изобретение относится к установкам, предназначенным для счистки органосодержащих минерализованных сточных вод, характерных для химической, микробиологической, пищевой и других смежных отраслей промышленности.

Известна установка для очистки сточных вод (см. Таубан Е.И., Бимдер З.П. Термическое обезвреживание минерализованных вод. М.-Л.: Химия, 1975, с.49, рис. 1-18), содержащая подогреватель, ступени мгновенного испарения, насосы и технологические трубопроводы.

Недостатком данной установки является недостаточно высокая эффективность использования из-за образования отложений на поверхности нагрева.

Известна установка для очистки сточных вод (см. а.с. 903305 МКИ С 02 F 5/00, Бюл. 5, 1982), содержащая подогреватель, ступени мгновенного испарения, насосы и технологические трубопроводы, газовый контактный аппарат и адиабатный испаритель, последовательно установленные перед подогревателем.

Недостатком данной установки являются значительные энергозатраты из-за перерасхода топлива вследствие образования накипи на поверхности нагрева.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эксплуатационных параметров установки и экономия топлива путем применения контактного аппарата с газовой горелкой, состоящей из полого кольца с установленными на нем суживающимися соплами с криволинейными спиралевидными направляющими на внутренней поверхности, а на внутренней поверхности ступеней мгновенного испарения предусмотрены винтообразные канавки, расположенные на расстоянии не более радиуса друг от друга.

Технический результат достигается тем, что установка для счистки сточных вод, содержащая подогреватель, ступени мгновенного испарения, насосы и технологические трубопроводы, газовый контактный аппарат и адиабатный испаритель, последовательно установленные перед подогревателем, имеет газовый контактный аппарат с газовой горелкой, состоящей из полого кольца, на котором установлены суживающиеся сопла с криволинейными спиралевидными направляющими на внутренней поверхности, а на внутренней поверхности ступеней мгновенного испарения предусмотрены винтообразные канавки, расположенные на расстоянии не более радиуса друг от друга.

На фиг.1 изображена схема установки для очистки сточных вод, на фиг.2 - газовый контактный аппарат с газовой горелкой, состоящей из полого кольца, на котором установлены суживающиеся сопла с криволинейными спиралевидными направляющими на внутренней поверхности, а на фиг.3 - развертка внутренней поверхности суживающихся сопел с криволинейными спиралевидными направляющими.

Установка для очистки сточных вод включает подогреватель 1, ступени 2 мгновенного испарения, охлаждаемые раствором, ступени 3 мгновенного испарения, охлаждаемые циркуляционной водой, насос 4 раствора, технологические трубопроводы ввода смешанных стоков 5, отвода дистиллянта 6, подвода сточной воды 7, блок 8 для получения сухого остатка, компрессор 9, газовую горелку 10, газовый контактный аппарат 11, адиабатный испаритель 12, отстойник 13, уплотнитель 14, центрифуги 15, скруббер 16 трубопровода 17 подвода газа, трубопровод 18 отвода продуктов сгорания, трубопровод 19 подвода и трубопровод 20 сброса циркуляционной воды, трубопровода 21 технологического пара. Газовая горелка 10 газового контактного аппарата 11 состоит из полого кольца 22, на котором установлены суживающиеся сопла 23 с криволинейными спиралевидными направляющими 24 на внутренней поверхности. На внутренней поверхности ступеней 2 и 3 мгновенного испарения предусмотрены винтообразные канавки 25 и 26, расположенные на расстоянии не более радиуса друг от друга.

Установка для очистки сточных вод работает следующим образом. Исходную сточную воду направляют в газовый контактный аппарат 11, в котором ее подогревают, обрабатывая высокотемпературными продуктами сгорания природного газа при давлении более 1 МПа, нагревая до температуры более 160^оС. При этом происходит окисление органических компонентов. В результате пребывания в течение 10 мин в газовом контактном аппарате 11 вода подвергается стерилизации. Стерильную сточную воду направляют в смешивающий головной подогреватель 1 непосредственно, либо через адиабатный испаритель 12, а образующийся осадок - в отстойник 13. Воздух подают компрессором 9 в газовую горелку 10, куда направляют также природный газ. В адиабатном испарителе 12 вследствие перепада температур насыщения происходит испарение. Образующийся технологический пар направляют в производство. Далее оставшаяся сточная вода поступает в головной подогреватель 1, где смешивается с циркулирующим в ступенях испарителя раствором. Тепло, вносимое сточной водой, оказывается достаточным для подогрева раствора до соответствующей температуры перед поступлением в ступени 3 мгновенного испарения. Затем раствор концентрируется в ступенях 2 и 3 мгновенного испарения, то есть в газовом контактном аппарате 11 происходит термическое умягчение раствора, в результате которого из него выпадает гипс, соли жесткости и это увеличивает концентрацию раствора в ступенях 2 и 3 мгновенного испарения. По трубопроводу 17 подвода газа он поступает в газовую горелку 10 газового контактного аппарата 11 через полое кольцо 22, на котором установлены суживающиеся сопла 23 с криволинейными спиралевидными направляющими 24 на внутренней поверхности, в которых поступающий газ закручивается и смешивается со сжатым воздухом от компрессора 9 перед трубопроводом 17 подвода газа, который подсасывается за счет криволинейных спиралевидных направляющих 24. При этом образуется оптимальная смесь газа с кислородом воздуха, при горении которой происходит полное сгорание с высоким тепловыделением без образования побочных, зачастую вредных, соединений. Предусмотренные винтовые канавки 25 и 26 на внутренней поверхности ступеней 2 и 3 мгновенного испарения за счет вибрационных свойств предотвращают прилипание накипи на их поверхности и максимально способствуют отводу продуктов, приводящих к накипообразованию. Продукты накипообразования вылавливаются винтообразными канавками за счет центробежных сил, создаваемых из-за тангенциального подвода обрабатываемой сточной воды, в отстойник 13 и уплотнитель 14.

Предлагаемая установка, использующая эффект закрутки потока газообразных сред и жидкой фазы при помощи криволинейных спиралевидных направляющих и винтообразных канавок и тангенциального подвода обрабатываемой воды, образует смесь, обладающую высокой теплотворной способностью и предотвращает прилипание накипи за счет устранения пристенного эффекта и тем самым повышает экономические и технологические параметры установки для очистки сточных вод.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки газообразной и жидкой фаз технологических сред для создания эффективной горючей смеси и вибрации в криволинейных спиралевидных канавках для устранения пристенного эффекта, исключающей отложение накипи на внутренних стенках, снижающей теплопроводность и вызывающей перерасход топлива, что в конечном итоге приводит к повышению эксплуатационных параметров установки для очистки сточных вод и экономии топлива.

Формула изобретения

Установка для очистки сточных вод, содержащая подогреватель, ступени мгновенного испарения, насосы и технологические трубопроводы, газовый контактный аппарат и адиабатный испаритель, последовательно установленные перед подогревателем, отличающаяся тем, что газовый контактный аппарат имеет газовую горелку, состоящую из полого кольца, на котором установлены суживающиеся сопла с криволинейными и спиралевидными направляющими на внутренней поверхности, а на внутренней поверхности ступеней мгновенного испарения предусмотрены винтообразные канавки, расположенные на расстоянии не более радиуса друг от друга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3