HU184611B - Method and apparatus for cold degassing feedwaters of district heating and hot water supplying heat centres, boilers - Google Patents

Abstract

A találmány a kazánüzemekben és a szociális melegvíz-ellátásban jelentkező olyan korróziós problémák megoldásában nyújt megoldást, amelyeket a vízben oldott gázok (oxigén, szén-dioxid) okoznak. A találmány tárgyát képező gáztalanító berendezés hőenergia-felhasználása nélküi működik azon elv alapján, hogy egy megfelelően kialakított folyadéktér fölött nyomáscsökkentést létrehozva a folyadékban oldott gázok felszabadulnak. A találmányban a gáztalanító berendezések három változata a folyadéktér kialakításában és a felszabadult gázok eltávolításának módjában tér el egymástól. A folyadéktér kialakítása lehet filmszerű, permetszerü és csőszerű. A felszabadult gázok eltávolítása vagy közvetlenül, vagy egy torlóelemes összegyűjtés után cseppleválasztást követő szivatytyúzással történik. A fenti gáztalanítás tüzelőanyag-takarékos eljárás. -1-

Description

A találmány a kazánüzemekben és a szociális melegvíz-ellátásban jelentkező olyan korróziós problémák megoldásában nyújt megoldást, amelyeket a vízben oldott gázok (oxigén, szén-dioxid) okoznak.

A találmány tárgyát képező gáztalanító berendezés hőenergia-felhasználása nélküi működik azon elv alapján, hogy egy megfelelően kialakított folyadéktér fölött nyomáscsökkentést létrehozva a folyadékban oldott gázok felszabadulnak.

A találmányban a gáztalanító berendezések három változata a folyadéktér kialakításában és a felszabadult gázok eltávolításának módjában tér el egymástól. A folyadéktér kialakítása lehet filmszerű, permetszerü és csőszerű. A felszabadult gázok eltávolítása vagy közvetlenül, vagy egy torlóelemes összegyűjtés után cseppleválasztást követő szivatytyúzással történik.

A fenti gáztalanítás tüzelőanyag-takarékos eljárás.

184 611

A találmány hőközlés nélküli folyamatos tápvízgáztalanítást tesz lehetővé az áramló tápvíz fölött létrehozott nyomáscsökkentés alapján. A berendezés közvetlenül alkalmas távfűtési és melegvíz szolgáltató hőközpontok, kisnyomású kazánok gáztalanítójaként, közép- és nagynyomású kazánokhoz pedig előgáztalanítóként.

A vízzel érintkező vas szerkezeti anyagok korrózióját meghatározó oldott gáztartalom csökkentésére kémiai és fizikai módszerek ismeretesek.

A kémiai módszereket jellemzi, hogy a gáztalanitandó vízhez oxigén, ill. szén-dioxid megkötő vegyületek számított mennyiségét adagolják (pl.: hidrazin, Na-szulfit; lúgosítás). A kémiai gáztalanítás hátránya a szükséges vegyszerek magas ára mellett az, hogy a szociális célú melegvíz-ellátásban nem alkalmazhatók, mivel huzamos használatuk káros az egészségre.

A fizikai módszerek jellemzője a gáztalanítandó víznek atmoszferikus, vagy majdnem atmoszferikus nyomáson egy vagy több lépcsőben a forráspontig történő felmelegítése (pl.: 172.749 Isz. magyar szabadalom). A módszer elvben minden követelményt kielégít, viszont igen gazdaságtalan olyan esetekben, ahol az atmoszferikus forráspontnál alacsonyabb hőmérsékletű víz előállítása a cél, pl. a távfűtés, szociális célú melegvíz-ellátás, amely területeken az erőmüvei kapcsolt városi nagy hőközpontok kivételével nem alkalmazzák a gáztalanítást, mint a korrózióvédelem hathatós eszközét.

A találmány célja olyan gáztalanítási eljárás biztosítása, amelynél jelentős hőenergia, és szerkezeti anyag költség takarítható meg azáltal, hogy a gáztalanítás műveletét viszonylag kis méretű, olcsón előállítható berendezésben mindenféle külső hőközlés nélkül hatásosan el lehet végezni. Mindezek mellett üzemeltetése egyszerű, automatizálható, minden káros következmény nélküli pl. utólagos anyagkiválás, elszennyeződés nem léphet fel a berendezésből távozó vízben. A gáztalanító készülékbe belépő és távozó víz összetétele, tisztasága, hőfoka, minden paramétere az oldott gáztartaíom kivételével azonos kel! legyen, függetlenül a belépő víz minőségétől.

A találmány természetes felszíni, vagy vegyileg előkezelt, stabil összetételű ipari vizek külső hőmérséklet-emelés nélküli gáztalanító eljárása és berendezése.

A gáztalanítási eljárás:

A találmány szerinti gáztalanítási eljárás lényege: megegyezően az eddig ismert műszaki megoldásokkal a vízben oldott gázok deszorpciója a víz forráspontja körüli értéken történik; a találmány nyújtotta újszerűség pedig az, hogy a forrásponti értéket vákuum alkalmazásával kb. 10-30 °C hőmérsékleti értékre leszállítva a gáztalanítás külső hőközlés nélkül, a gáztalanítandó hideg víz hőtartalmának felhasználásával ezen a hőmérsékleti értéken is elvégezhető. Az eljárás szerint a hideg gáztalanítandó víz belépési hőfokán (kb. 0-30 °C) létrejön az oldott gázok deszorpciója; a művelet eredménye a korróziós szempontból gáztalan víz.

A vízben fizikailag oldott gázok (oxigén, nitrogén, szén-dioxid) eltávolítása céljából a vízáram egy térben elhatárolt, filmszerűen kialakított darabja fölött olyan mértékű légritkitást kell létrehozni, hogy az az áramló víz forráspontját jelentősen lecsökkentse, kb. a gáztalanítóba belépő víz hőmérsékleténél néhány ’C-kal nagyobb értékre. A víz⁵ áram fölötti depresszió, a belépő víz hőfoka és a terhelés adott készülék esetén meghatározza a gáztalanítás mértékét, és értékük bizonyos határok között tetszés szerint változhat a kilépő gáztalanitott víz előre meghatározott maximális gáztartalom ¹⁰ értéke mellett. A gyakorlatban célszerű olyan stacionárius körülményeket létrehozni, amelynél csak a belépő, gáztalanítandó víz hőfoka változhat tetszőlegesen, adott határok között, a végvákuum értéke pedig megegyezik a víznek a belépési hőfoká¹⁵ hoz tartozó gőznyomásával.

A gáztalanító berendezések:

A fenti elven működő, csökkentett nyomáson üzemelő alacsony hőmérsékletű gáztalanító berendezésnek több szerkezeti megoldása lehetséges. Az ²⁰ alábbiakban a folyadékfilm képzéses, a folyadékeloszlatásos és a vizsugárszivattyús megoldások kerülnek ismertetésre.

Az 1. ábra a találmány szerinti gáztalanító berendezés folyadékfilm képzéses változatát ábrázolja 25 metszetben. A készülék 1 álló hengeres tartály, alul, felül hegesztett mélydomború fenékkel. A 2 peremes csonk a gáztalanítandó víz bevezetésére szolgál, a készülék tetejébe nyúló végét lyuggatott lemez zárja le, mely a belépő vizet szétpermetezi. A 2 ³⁰ lyuggatott lemezzel ellátott peremes csonk alatt van az 1 készülékfalon hat ponton hegesztéssel rögzített 5 kúpfelület. Az 5 kúpfelület alatt a kúpfelület felé görbülő 4 peremes vákuum szívócsonk a vákuumszivattyú csatlakoztatására. A gáztalanító készülék ³⁵ a 6 vizszin (jelzővel is el van látva. A gáztalanitott viz az álló helyzetű 1 tartály mélypontján levő 3 peremes csonkon szivattyúzható el.

A találmány szerinti gáztalanító berendezés folyadékfilm képzéses változata a következőképpen ⁴⁰ üzemeltethető: a gáztalanítandó víz a 2 csonkon jut be a készülékbe, ahol rápermetezodik az 5 kúpfelületre. Az 1 tartály belső fala és az 5 kúpfelület közötti körkörös nyíláson átjutva a gáztalanítandó viz az. 1 tartály falára tapadó, lefolyó folyadékfil45 met képez, a lefolyt viz az 1 tartály alján gyűlik; össze, ahonnan a 3 peremes csonkon elszivattyúzható a rendszerből. Az 1 tartály belső terében a; szükséges nyomáscsökkentést a 4 vákuumszívócsonkra kapcsolt vákuumszivattyú biztosítja. Az 1 50 tartály falán vákuumban lecsurgó folyadékfilmből felszabadulnak az oldott gázok és a 4 vákuumszívócsonkon át távoznak a gáztalanító berendezésből. A gáztalanító készülékbe időegység alatt be- és kilépő folyadékmennyiségeket egyenlővé téve a 55 gáztalanítás művelete folyamatos lesz.

A 2. ábra a találmány szerinti gáztalanító berendezés folyadékeloszlatásos változatát ábrázolja metszetben. A készülék 1 álló hengeres tartály alul hegesztett mélydomború fenékkel, felül oldható 60 csavarkötésekkel lezárt peremes 8 fedéllel. Az 1 tartály és a 8 fedél peremes csatlakozása alul-felül 10 körkörös tömítéssel ellátott 11 kör alakú lapot fog közre, amely a készülék belső terét két részre osztja. A 11 kör alakú lap tetszőleges számú helyen peremesen ki van vágva (a 2. ábra szerinti ábrázo65

184 611 lásban egy helyen) és a kivágott darab a 10 tömítésre felfekvő 9 porózus szerkezeti anyagú lappal van pótolva, mely 9 lap illeszkedik a 1 ί lap vágataihoz (vagy vágatához). A 8 fedélen a gáztalanítandó víz bevezetésére a 2 peremes csonk szolgál, míg az 1 tartályfenék legmélyebb pontján levő 3 peremes csonk a gáztalanított víz elvezető csonkja. A készülékhez a vákuumszivattyú a 4 peremes csonkon keresztül csatlakoztatható; az 1 tartályt és a 4 vákuumszivattyú-szívócsonkot a 7 lemezes cseppleválasztó köti össze. Az 1 tartály a 6 szintjelzővel is el van látva.

A találmány szerinti gáztalanító készülék folyadékeloszlatásos változatának üzemeltetése az alábbiak szerint történik:

A gáztalanítandó víz a 2 csonkon jut be a gáztalanító készülékbe. A gáztalanító készülék fedélrészében uralkodó gáztalanítandó víz nyomás és a készülék 1 tartály részében a 4 szívócsonkhoz csatlakozó vákuumszivattyú üzemelése esetén fellépő vákuum együttes hatására a gáztalanítandó víz átpréselődik a 9 porózus lemezen. Az átpréselődött víz apró buborékok formájában hull alá az 1 tartályrészbe, miközben a vákuum hatására elveszíti oldott gáztartalmát. A már gáztalanított víz az 1 tartály fenékrészében gyűlik össze, ahonnan a 3 csonkon át szivattyúzható el.

A 3. ábra a találmány szerinti gáztalanító berendezés vízsugárszivattyús változatát ábrázolja metszetben. A készülék egy módosított szerkezetű, állandó fojtáson üzemelő vízsugárszivattyú. Készülhet öntvényként, vagy hegesztett elemekből. A készüléket a 14 fal határolja, amely egyben a gáztalanítandó víz befolyócsonkja, és a gáztalanított víz kifolyócsonkja is. A készülék a vákuumszivattyú, gáztalanítójs a szeparátor funkcióit egyesíti magában, ennek ellenére mozgó alkatrészt nem tartalmaz. A gáztalanítandó víz bevezetésére szolgáló 2 peremes csonknak a készülékbe nyúló vége a vízsugárszivattyú konfúzora. Egy vagy tetszés szerinti számú 11 fúvókarendszerből állhat. A vízsugárszivattyú diffúzorrészében van elhelyezve a meghatározott felületalakú 12 torlóelem. Kedvező gáztalanítási eredményt többféle felületkialakítású torlóelem is eredményezhet. A 12 üreges torlóelem üreges részébe nyúlik be a 15 szívócsonk, amelyhez kis teljesítményű vákuumszivattyú csatlakoztatandó. A készülékbe egymás után több torlóelem-szivócsonkkal is elhelyezhető (a 3. ábra az egy torlóelemes megoldást mutatja be). A gáztalanított víz a 3 peremes csonkon át távozik.

A találmány szerinti gáztalanító készülék vízsugárszivattyús változatának üzemeltetése az alábbiak szerint történik:

A gáztalanítandó vizet egy tápszivattyú nyomja a 2 peremes csonkon keresztül be a 11 fúvókarendszerbe. A 11 fúvókarendszerből távozó vízsugár körül depressziós tér alakul ki, amelynek hatására a vízben oldott gázok felszabadulnak, és a továbbáramló vízben kétfázisú áramlási formát képeznek, az egyik fázis a víz, a másik fázis a vízből felszabadult gázok buborékok formájában. A 12 torlóelem szeparálást· végez, elkülöníti a gázbuborékokat, melyek a 15 szivócsonkon át, kis mennyiségű víz kíséretében elszívhatok a készülékből. A gáztalanított víz a készülékből a 3 peremes csonkon át folyamatosan távozik.

Mint látható a találmány szerinti gáztalanítási 5 elv, és az ezen alapuló gáztalanító készülékek használata jelentős energiahordozó megtakarítást eredményez az ipar egyes területein.

A fenti berendezések alkalmazása fontos korrózióvédelmi eszköz a távhőszolgáltatás területén. Az 10 előbb bemutatott készülékek egyszerűek, kis helyigcnyüek, üzemközben külön kezelést nem igényelnek, a belőlük távozó gáztalanított víz nem szenynyezett, a folyamat nem eredményez sziláid anyagkiválást.

Bármilyen minőségű, stabil összetételű víz gáztalanítható segítségükkel. Meghibásodási lehetőségük minimális.

Claims (6)

20 Szabadalmi igénypontok

1. Eljárás távfűtési és melegvíz-szolgáltató hőközpontok, kazánok tápvizeinek hideg gáztalanítására, azzal jellemezve, hogy a vízben oldott gázok kiforralását, csak a gáztalanító hideg víz (max. 35 °C-os) hötartalmát hasznosítva, külső hőközlés nélkül, csökkentett nyomású térben végezzük, továbbá hogy a gáztalanítandó vízből folyamatosan nagyfelületű folyadékfilmet vagy folyadékfonal darabokat képzünk, egy a külső légkörtől elzárt, vákuum alatt lévő berendezésben, és a felszabaduló gázokat a berendezésből folyamatosan eltávolítjuk.

2. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy állóhengeres zárt tartálya (l), a tartály tetején a gáztalanítandó víz bevezetésére csonkja (2), a tartály alján a gáztalanított víz elvezetésére csonkja (3), a tartály oldalán a torlóelem depressziós terébe benyúló vákuumszívócsonkja (4), a gáztalanítandó víz áramába helyezett, mereven rögzített torlóeleme (5) vagy (9) van a folyadékfilm kialakítására elrendezve.

3. A 2. igénypont szerinti gáztalanító berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az állóhengeres tartályának (1) fedele, ill. feneke hegesztett vagy peremes csatlakozású, továbbá a gáztalanítandó víz belépőcsonkjának (2) a tartályba nyúló vége permetezőrózsaszerűen van kiképezve.

4. A 2. igénypont szerinti gáztalanító berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vákuumszívócsonk (4) vagy (15) cseppleválasztón (7) keresztül kapcsolódik a vákuumszivattyúhoz.

5. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy a gáztalanítandó víz számára belépőcsonkja (2), annak konfúzorrá kiképzett része (11), a konfúzort körülvevő zárt háza (14), a diíTúzorban elhelyezett különféle felületkiképzésü torlóeleme (12), a torlóelem depressziós terébe benyúló szivócsonkja (15), valamint a gáztalanított víz elvezetésére szolgáló csonkja (3) van.

6. Az 5. igénypont szerinti gáztalanító berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vákuumszivócsonk (4) vagy (15) cseppleválasztón (7) keresztül kapcsolódik a vákuumszivattyúhoz.

-3184 611

NSZO₃: Β 01 D 19/00