CN102076402A - 浓缩水处理溶液的混合装置 - Google Patents
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Abstract
一种装置(1)，包括：用于保留化学品溶液的储器(10)，泵(51)和排出喷嘴(70)。泵具有入口(53)和出口(54)，通过入口和排出管线(22，60)连接至储器。喷嘴(70)位于储器下部(17)中，和向储器底部(12)排出溶液。喷嘴具有连接至喷嘴入口管线(62)的入口端口(75)，喷嘴入口管线(62)穿过储器侧壁(11)连接至泵的排出管线(60)。喷嘴具有端口(77)，端口(77)产生文丘里作用，由此将溶液引回喷嘴中。储器(10)、泵(51)、泵的入口管线(22)、泵的排出管线(60)、喷嘴入口管线(62)和喷嘴(70)形成闭合回路循环系统，所述闭合回路循环系统有效使化学品溶液中的不可溶材料悬浮。
Description
技术领域
本发明涉及水处理消毒系统，特别是其中溶解次氯酸钙以制备加入水系统中的有效氯溶液的处理系统。
背景技术
次氯酸钙是溶解时产生次氯酸溶液的固体干燥化学品，所述次氯酸溶液随后用于水的消毒。次氯酸通常称为“有效氯”。用于溶解次氯酸钙的设备通常包括喷水器或腐蚀室，该设备将次氯酸钙溶解成有效氯溶液，所述有效氯溶液随后可以泵送通过排出管线进入总水管用于消毒。这种喷水器的实例描述于美国专利No.5,928,608中。这种设备通常称为“进料(feed)设备”。
在次氯酸钙的溶液中，例如碳酸钙、氢氧化钙的材料、和其它不可溶材料可以快速从溶液中沉淀出来并在进料设备底部固化。在其中水的化学性质是碱性或含有硅酸盐的位置中，水中与钙的反应可能导致不容易悬浮在溶液中的硬聚集体的沉淀。无法混合溶液以在进料设备内悬浮不可溶材料颗粒导致排出管线的堵塞，这使得设备失效。
发明内容
根据本公开内容的第一方面，提供用于在化学品溶液中悬浮不可溶材料的装置。所述装置包括用于保留化学品溶液的储器，用于循环化学品溶液的泵，和用于混合的排出喷嘴。储器具有上部、下部、底部和侧壁。泵具有入口和出口，通过入口和排出管线连接至储器。排出喷嘴位于储器的下部中，向储器底部排出溶液；喷嘴具有入口端口，所述入口端口通过穿过储器侧壁的喷嘴入口管线连接至泵的排出管线。泵的入口管线在低于溶液的正常表面水平的位置处连接至储器的侧壁，泵的排出管线在高于所述位置处连接至储器的侧壁。储器、泵、泵的入口管线、泵的排出管线、喷嘴入口管线和喷嘴形成了有效使化学品溶液中不可溶材料悬浮的闭合回路循环系统。
根据本公开内容的第二方面，提供包括以下步骤的方法：在储器中形成化学品溶液；将化学品溶液从储器泵送通过泵的入口管线和通过泵的排出管线返回储器；和通过排出喷嘴向储器底部排出溶液。排出喷嘴具有入口端口，所述入口端口通过穿过储器侧壁的喷嘴入口管线连接至泵的排出管线。化学品溶液因此在闭合回路中循环，从而使不可溶材料悬浮在化学品溶液中。
前文已经概述、更确切地说是宽泛地描述了本公开内容的优选特征，使得本领域技术人员可以更好地理解下面的公开内容的详细说明。下文描述的本公开内容的附加特征形成本公开内容的权利要求的主题。本领域技术人员应理解，他们可以容易地使用公开的概念和具体实施方案作为基础，从而设计或修改其它结构用于实施本公开内容的相同目的，这些其它结构不偏离本公开内容最宽泛形式的精神和范围。
附图说明
图1是根据本公开内容的一个实施方案的用于次氯酸钙溶液的混合系统的示意图。
图2显示了图1的系统中使用的混合喷嘴的细节，示意性地说明了液体流入和通过喷嘴。
具体实施方式
根据本公开内容的一个实施方案，图1中显示的混合系统1在次氯酸钙进料设备上循环闭合回路中的溶液。系统1包括泵组件50以及溶液储器10，泵组件50具有小的高流量低扬程(head)离心泵51，溶液储器10包括混合排出喷嘴70。离心泵在储器底部附近从储器的侧面抽出溶液，使溶液循环和在更高的海拔处排出返回溶液储器中。
如图1中所示，储器10具有侧壁11和底部12。固体化学产品(例如次氯酸钙片剂或团块)溶解在储器上部13中，溶液储存在下部17中。利用电子浮动开关14和机械浮阀15监控和控制下部中溶液的水平。用于保留化学产品的栅板31(包括把手32)安装在储器上部中。在该实施方案中，水从喷射树状装置40通过栅板中的穿孔向上喷射到化学产品上。喷射树状装置从供应管线41供应水。随着化学产品溶解，浓溶液下滴通过栅板到达其中形成有槽(spout)的帽42中，之后进入储器10的底部部分17中。
出口阀21安装在储器的侧壁11中，低于储器下部17中溶液的正常表面水平。(在图1的剖视图中，没有显示接收阀的侧壁部分)。如图1中所示，典型地，阀21通常是处于开启位置的球阀。从阀21引出的管线22连接至泵51的入口53。在该实施方案中，泵51通过具有电源52的电动机驱动。泵51具有排出出口54；管线60从出口54引出返回储器10。排放阀55位于泵排出处；典型地，阀55通常是处于闭合位置的球阀。
返回至储器的泵的排出管线60连接至入口阀61(部分显示在图1中)，入口阀61以高于溶液的正常表面水平安装在储器的侧壁11中。典型地，阀61通常是处于开启位置的球阀。储器内部中的喷嘴入口管线62从阀61引出通过侧壁到达大约储器的垂直中心线。管线62与垂直取向的混合排出喷嘴70(例如来自Spraying Systems Co.，Wheaton，Illinois的“Tank Mixing Eductor”)连接。
排出喷嘴70向储器的底部表面12排出泵送的溶液。通过从喷嘴排出和来自底部表面的排出物的偏转而搅动溶液；由于储器的形状和喷嘴的位置，所述搅动通常具有圆柱对称形。图2显示了喷嘴70的单独视图。溶液81(图2中示意性显示)从管线62流入入口端口75处的阀；排出溶液流动82从喷嘴出口端口76向下导引。喷嘴具有端口77，端口77产生文丘里作用，因此如箭头83中所示，将溶液引回喷嘴中。
在该实施方案中，储器10、管线22、泵51、管线60和62、和喷嘴70形成闭合回路循环系统，所述闭合回路循环系统有效实现大约每2.5分钟周转(turn over)(即完全循环)储器中的溶液体积。这确保不可溶颗粒保持悬浮在溶液中。在具有粗水化学性质(即具有大于150ppm碱度和大于5ppm硅酸盐的水)的位置中，所述系统也有效使通过与钙反应产生的聚集体颗粒悬浮。
溶液通过安装在侧壁11中的出口阀71从储器中抽出，如图1中所述。管线72引向化学品进料泵(未显示)，所述化学品进料泵将溶液注入其中需要处理的水流中。
在一个实施方案中，化学品溶液是有效氯浓度通常为0.1％-25％、优选0.1％-20％、或更优选0.1％-12％的有效氯溶液。在两个具体实施方案中，化学品溶液是有效氯浓度分别为0.1％-12％和0.1％-0.9％的次氯酸钙溶液。
应注意，上述实施方案中的系统1在化学品进料泵的外部，且方便维护和修理。离心泵51和混合喷嘴70对操作不需要任何关键的容忍度。特别地，溶液的混合和不可溶颗粒的悬浮在没有任何移动部分的储器10中完成。所述系统因此适合于连续操作。
虽然已经关于具体实施方案描述了本公开内容，但是根据前述说明，本领域技术人员将显而易见多种替代、修改和变化。因此，本公开内容用于包括落在本公开内容和所附权利要求的范围和精神之内的所有这样的替代、修改和变化。
Claims (20)
1.一种装置(1)，其包括：
用于保留化学品溶液的储器(10)，所述储器具有上部(13)、下部(17)、底部(12)和侧壁(11)；
用于循环化学品溶液的泵(51)，所述泵具有入口(53)和出口(54)，所述入口和出口分别通过泵的入口管线(22)和泵的排出管线(60)连接至储器；和
位于储器下部中的排出喷嘴(70)，用于向储器底部排出溶液，所述排出喷嘴具有入口端口(75)，通过穿过储器侧壁的喷嘴入口管线(62)连接至泵的排出管线，
储器(10)、泵(51)、泵的入口管线(22)、泵的排出管线(60)、喷嘴入口管线(62)和喷嘴(70)形成有效使化学品溶液中不可溶材料悬浮的闭合回路循环系统，
其中
泵的入口管线(22)在低于溶液正常表面水平的位置处连接至储器(10)的侧壁(11)，和
泵的排出管线(60)在高于所述位置处连接至储器(10)的侧壁(11)。
2.权利要求1的装置(1)，其中所述系统有效实现大约每2.5分钟周转储器中的溶液。
3.权利要求1的装置(1)，其中喷嘴(70)大约沿储器(10)的垂直中心线布置，所述喷嘴因此垂直向储器底部(12)有效排出化学品溶液。
4.权利要求1的装置(1)，其中化学品溶液是有效氯浓度为0.1％-12％的次氯酸钙溶液。
5.权利要求4的装置(1)，其中化学品溶液是有效氯浓度为0.1％-0.9％的次氯酸钙溶液。
6.权利要求4的装置，其中化学品溶液还包含碳酸钙和氢氧化钙中的至少一种。
7.权利要求1的装置(1)，其中化学品溶液利用特征为具有粗水化学性质的水形成，所述水具有大于150ppm碱度和大于5ppm硅酸盐，所述装置(1)有效使由于粗水化学性质的反应形成的聚集体颗粒悬浮。
8.权利要求1的装置(1)，其中喷嘴(70)具有在其中形成的端口(77)，随着溶液从喷嘴中排出，所述端口(77)有效产生文丘里作用，由此通过所述端口将溶液引入喷嘴中。
9.权利要求1的装置(1)，还包括：
用于保留化学产品的栅板(31)，栅板中具有开孔，和
位于栅板之下的喷射器(40)，其中所述喷射器通过所述开孔向上将水喷射到化学产品上。
10.权利要求1的装置(1)，还包括安装在储器(10)的侧壁(11)中的出口阀(71)，所述出口阀连接至外部化学品进料泵。
11.一种方法，所述方法包括：
在储器(10)中形成化学品溶液；
将化学品溶液从储器泵送通过泵的入口管线(22)和通过泵的排出管线(60)返回储器；和
通过排出喷嘴(70)向储器底部(12)排出溶液，所述排出喷嘴(70)具有入口端口(75)，通过穿过储器侧壁(11)的喷嘴入口管线(62)连接至泵的排出管线，
由此在闭合回路中循环化学品溶液，以使化学品溶液中的不可溶材料悬浮，
其中
泵的入口管线(22)在低于溶液正常表面水平的位置处连接至储器(10)的侧壁(11)，和
泵的排出管线(60)在高于所述位置处连接至储器(10)的侧壁(11)。
12.权利要求11的方法，其中化学品溶液大约每2.5分钟周转。
13.权利要求11的方法，其中喷嘴(70)大约沿储器(10)的垂直中心线布置，所述喷嘴垂直向储器底部(12)排出化学品溶液。
14.权利要求11的方法，其中化学品溶液是有效氯浓度为0.1％-12％的次氯酸钙溶液。
15.权利要求14的方法，其中化学品溶液是有效氯浓度为0.1％-0.9％的次氯酸钙溶液。
16.权利要求14的方法，其中化学品溶液还包含碳酸钙和氢氧化钙中的至少一种。
17.权利要求11的方法，其中化学品溶液利用特征为具有粗水化学性质的水形成，所述水具有大于150ppm碱度和大于5ppm硅酸盐，所述装置(1)有效使由于粗水化学性质的反应形成的聚集体颗粒悬浮。
18.权利要求11的方法，还包括：
随着溶液从喷嘴中排出，用喷嘴(70)中形成的端口(77)产生文丘里作用，由此通过所述端口将溶液引入喷嘴中。
19.权利要求11的方法，还包括：
提供用于保留化学产品的栅板(31)，栅板中具有开孔，和
利用位于栅板之下的喷射器(40)，通过所述开孔向上将水喷射到化学产品上。
20.权利要求11的方法，还包括：
将出口阀(71)连接至储器(10)的侧壁(11)，和
将出口阀连接至外部化学品进料泵。
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