CN202272767U - 膜法去离子水加氨装置 - Google Patents
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Abstract
一种膜法去离子水加氨装置，用于将加氨管中的氨气加入输水管中，所述膜法去离子水加氨装置包括与加氨管相连接的第一气相膜、与输水管并联连接的第二气相膜，和第三气相膜，第三气相膜与第一气相膜通过管道相连构成液相回路，第三气相膜与第二气相膜通过管道相连构成气相回路，气相回路上还设有用于补充载气的载气补气管。此膜法去离子水加氨装置充分利用第一气相膜的气液分离功能，将加氨管中的氨气溶解到液相回路中的饱和氨水溶液，再通过第三气相膜的气液分离功能将饱和氨水溶液中的氨气提取出来，输送到气相回路中，经过载气的稀释后，最后通过第二气相膜形成低浓度的氨水溶液进入到输水管中，控制精度高，可实现PPM至PPB级的浓度调节。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及水处理设备，特别是涉及一种膜法去离子水加氨装置。
【背景技术】
在许多用水生产设备中，诸如电厂生产的锅炉给水，因系统中水的PH值较低，具有氢去极化腐蚀和破坏积水表面保护膜的危害。为了防止锅炉结垢、氧化和腐蚀，一般是向给水中加入微量的氨，以保证水的PH值在合适的范围内。目前，锅炉补给水和冷凝水加氨通常采用普通加药装置进行加氨，采用大药罐配置较低浓度的溶液，通过流量控制或者结合在线PH表等反馈控制，使用计量泵将药液直接注入去离子水中。但是，这种溶解加氨装置结构复杂，体积庞大，需要定期混，自动混药成本高，手动混药麻烦，而且氨气易挥发对操作人员身体有害，随着氨气的挥发，加药罐中的氨液浓度会变化，导致加氨精度降低。溶解加氨采用反馈控制方式，反馈延时就无法避免，且采用柱塞泵定量加氨时，微小的压力变化都会大大增加加氨误差。真空加氨通常采用文丘里管负压加氨，体积小，然而因为气体的可压缩性，导致直接加氨量难以控制，在水压微小变化的情况下，加氨误差就会很大，对于微量加氨，如浓度控制精度需达到PPM级，真空加氨方式无法保证其控制精度。
目前还出现了一种使用同差压式混合器来进行加氨的办法。同差压式混合器在一定范围内可以很精确地实现比例混合而不受流量、压力变化的影响。但是氨在溶解过程中，有两个问题需要解决：(1)氨溶解时会释放溶解热，造成氨溶液温度急剧升高，影响膜使用寿命，不同温度的水对氨气的溶解度也不同，会影响加氨精度；(2)由于氨在水中的溶解度非常大，而水中只要求加入微量的氨，甚至要求氨在水中的浓度为PPM级，这对混合器精度要求非常高，制造成本也很高，同差压式混合器难以精确完成这种PPM级浓度的调节。
【实用新型内容】
基于此，有必要提供一种加氨精确度较高的膜法去离子水加氨装置。
一种膜法去离子水加氨装置，用于将加氨管中的氨气加入输水管中，所述膜法去离子水加氨装置包括与加氨管相连接的第一气相膜、与输水管并联连接的第二气相膜，和第三气相膜，第三气相膜与第一气相膜通过管道相连构成液相回路，第三气相膜与第二气相膜通过管道相连构成气相回路，气相回路上还设有用于补充载气的载气补气管。
在优选的实施例中，所述液相回路上设有补水管。
在优选的实施例中，所述液相回路上还设有液体循环泵。
在优选的实施例中，所述液相回路上还设有散热器。
在优选的实施例中，所述气相回路上设有气体循环泵。
在优选的实施例中，所述气相回路上设有气体减压器。
在优选的实施例中，所述第二气相膜与输水管并联的管道上设置有比例分流装置。
在优选的实施例中，所述载气为氮气。
上述膜法去离子水加氨装置充分利用第一气相膜的气液分离功能，将加氨管中的氨气溶解到液相回路中的饱和氨水溶液，再通过第三气相膜的气液分离功能将饱和氨水溶液中的氨气提取出来，输送到气相回路中，经过载气的稀释后，最后通过第二气相膜形成低浓度的氨水溶液进入到输水管中，控制精度高，可实现PPM至PPB级的浓度调节。
【附图说明】
图1为一实施方式的膜法去离子水加氨装置结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例作进一步说明。
如图1所示，一实施方式的膜法去离子水加氨装置100，用于将加氨管10中的氨气加入输水管50中，包括第一气相膜20、第三气相膜30及第二气相膜40。
加氨管10与第一气相膜20相连接，用于向第一气相膜20输入氨气。气体端杂质气体和冷凝废水从排气管11导出。
气相膜具有阻隔固体和液体，只允许气体自由穿过的特性。第一气相膜20具有很大的比表面积，氨气可以直接通过第一气相膜20迅速溶解到液相中。
第三气相膜30通过管道与第一气相膜20构成液相回路21。氨气通过第一气相膜20后溶解形成饱和氨水溶液，饱和氨水溶液按图上顺时针箭头方向流向第三气相膜30，并在第三气相膜30的作用下，分离氨水中的氨气，得到分离后的溶液再流向第一气相膜20，以此构成循环。由于饱和氨水溶液中氨的溶解量为定值，因此从饱和氨水中分离出的氨气的量也为可以精确控制的定值。
为了加强液相回路21中的液体流动，液相回路21上设有液体循环泵22和补水管23。
为了防止氨气快速溶解引起温度上升过快，在液相回路21上还设有散热器24。
第二气相膜40与通过管道第三气相膜30相连构成气相回路31。气相回路31上还设有用于补充载气的载气补气管32。氨气通过第三气相膜30后，进入气相回路31，然后在气相回路31中与载气进行混合，形成氨气分压较低的氨气-载气混合气体。该氨气-载气混合气体按图上顺时针箭头方向流向第二气相膜40，并在第二气相膜40的作用下，使氨气重新溶解到液相中，而载气则再次流回第三气相膜30，以此构成循环。上述氨气-载气混合气体中氨气的含量可以通过调节载气的通入量来控制。
为了加强气相回路31中的气体流动，气相回路31上还设有气体循环泵41。
为了给气体循环泵41提供阻尼，同时在第二气相膜的气相端形成低压真空，进一步降低混合气体中氨气的分压，在气相回路31上还设有气体减压器34。
上述载气为不与氨气发生反应，且不溶于水的气体，例如氮气或惰性气体。优选为氮气。
第二气相膜40与输水管50通过管道并联连接，即输水管50上设有穿过第二气相膜40后再流回输水管50的分路51。上述氨气-载气混合气体在第二气相膜40的作用下，能够将氨气分离出来溶解到分路51中，然后流入输水管50中。
为了进一步控制分路51的水量，分路51上还设有比例分流装置52。
上述膜法去离子水加氨装置100具体的使用方法如下：
从加氨管10中输入氨气，氨气经第一气相膜20后溶解在水中，形成饱和氨水溶液(通常浓度为30％的)进入液相回路21。饱和氨水在第三气相膜30的作用下，分离产生氨气。经第三气相膜30分离后的氨气进入气相回路31的管道中，与载气补气管32中补入的氮气混合，形成氨气-氮气混合气体，达到稀释氨气、减小氨气的浓度的作用。氨气-氮气混合气体在第二气相膜40的作用下，氨气重新溶解于由输水管50的分路51管道的水中，形成浓度较低的(例如为0.5％)氨水溶液，最后由比例分流装置52按比例混合到输水管50，以达到往输水管50中精确加氨的目的。
气相膜元件具有很大的比表面积，气体可以通过气相膜迅速溶解到液相中，因此，溶解大量的气体只需要很小的气相膜元件，可以节省很多占地面积。上述膜法去离子水加氨装置利用氨的易溶解性、氨水的易挥发性，以及降低氨的气相分压，得到低浓度的氨溶液。
通常将30％浓度的饱和氨水溶液稀释到0.5ppm，需要比例分流装置达到60万倍的调节比。将氨溶液预先调节到0.5％-0.1％浓度后，调节比可降低60-300倍，这样可以大大减少调节误差，浓度足够低的氨溶液在氨溶解过程中引起的温升也可以控制在可接受范围内。
上述膜法去离子水加氨装置充分利用第一气相膜的气液分离功能，将加氨管中的氨气溶解到液相回路中的水中形成饱和氨水溶液，再通过第三气相膜的气液分离功能将饱和氨水溶液中的氨气提取出来，输送到气相回路中，经过载气的稀释后，最后通过第二气相膜形成低浓度的氨水溶液进入到输水管中，控制精度高，可实现PPM至PPB级的浓度调节。
采用传统大药罐加氨装置重量达数百公斤、占地几平方米的笨重设备，以本实施方式的膜法去离子水加氨装置替代，达到原加药装置所起的调节效果，仅需十几公斤重的设备，占地极小。
另外，上述加氨装置控制结构简单，成本低，故障率低，维护简单方便；由于膜法去离子水加氨装置为全封闭式，且超低压供氨气，从而降低了氨泄露， 安全性高；加氨过程中无需采用机械或电磁搅拌，避免了传统方法在管路中加药剂导致杂质污染问题。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种膜法去离子水加氨装置，用于将加氨管中的氨气加入到输水管中，其特征在于，所述膜法去离子水加氨装置包括与所述加氨管相连接的第一气相膜、与所述输水管并联连接的第二气相膜，和第三气相膜，所述第三气相膜与所述第一气相膜通过管道相连构成液相回路，所述第三气相膜与所述第二气相膜通过管道相连构成气相回路，所述气相回路上还设有用于补充载气的载气补气管。
2.根据权利要求1所述的膜法去离子水加氨装置，其特征在于，所述液相回路上设有补水管。
3.根据权利要求1所述的膜法去离子水加氨装置，其特征在于，所述液相回路上还设有液体循环泵。
4.根据权利要求1所述的膜法去离子水加氨装置，其特征在于，所述液相回路上还设有散热器。
5.根据权利要求1所述的膜法去离子水加氨装置，其特征在于，所述气相回路上设有气体循环泵。
6.根据权利要求1所述的膜法去离子水加氨装置，其特征在于，所述气相回路上设有气体减压器。
7.根据权利要求1所述的膜法去离子水加氨装置，其特征在于，所述第二气相膜与所述输水管并联的管道上设置有比例分流装置。
8.根据权利要求1所述的膜法去离子水加氨装置，其特征在于，所述载气为氮气。
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| CN110850908A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-28 | 润电能源科学技术有限公司 | 锅炉给水ph值的调节方法、装置及计算机可读存储介质 |
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