RU147866U1

RU147866U1 - UNDERGROUND WATER VACUUM DEGASING DEVICE

Info

Publication number: RU147866U1
Application number: RU2014105634/05U
Authority: RU
Inventors: Станислав Евгеньевич Цыганков; Андрей Александрович Касьяненко; Олег Олегович Петухов; Дмитрий Васильевич Бирюков; Юрий Егорович Добродеев; Александр Филиппович Кучумов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Севернефтегазпром"
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2014-11-20

Abstract

1. Устройство вакуумной дегазации подземных вод, включающее колонну вакуумной дегазации, соединенную с вакуумным насосом и трубопроводом подачи воды и отвода воды и газа, отличающееся тем, что дополнительно содержит: гидроциклон первичной дегазации, соединенный с воздушным инжектором и сепаратором, соединенным с колонной вакуумной дегазации и дренажным трубопроводом, воздуховод, соединенный с воздушным эжектором и с верхней частью колонны вакуумной дегазации.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя часть колонны вакуумной дегазации заполнена кольцами Паля.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в воздуховоде последовательно установлены: кассетный фильтр, электронагреватель, компрессор-насос, расходомер-счетчик и регулирующая расход воздуха диафрагма.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к дренажному трубопроводу подключены: сепаратор, центробежные насосы, колонна вакуумной дегазации.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод подачи воды снабжен диафрагмой, регулирующей расход воды.1. A device for vacuum degassing of groundwater, including a vacuum degassing column connected to a vacuum pump and a water and gas and gas supply pipe, characterized in that it further comprises: a primary degassing hydrocyclone connected to an air injector and a separator connected to the vacuum degassing column and a drainage pipe, an air duct connected to the air ejector and to the upper part of the vacuum degassing column. 2. The device according to claim 1, characterized in that the upper part of the vacuum degassing column is filled with Paly rings. The device according to claim 1, characterized in that the cassette filter, the electric heater, the compressor pump, the flow meter counter and the diaphragm controlling the air flow are successively installed in the duct: 4. The device according to claim 1, characterized in that the separator, centrifugal pumps, and a vacuum degassing column are connected to the drainage pipeline. The device according to claim 1, characterized in that the water supply pipe is equipped with a diaphragm that controls the flow of water.

Description

Полезная модель относится к технологии процесса дегазации воды, в частности, к технике вакуумной дегазации подземных вод для удаления растворенных газов: метана, сероводорода, углекислого газа и др. в области водоподготовки со сложным составом воды.The utility model relates to the technology of the process of degassing water, in particular, to the technique of vacuum degassing of groundwater to remove dissolved gases: methane, hydrogen sulfide, carbon dioxide, etc. in the field of water treatment with a complex composition of water.

Известна установка вакуумной дегазации воды, содержащая дегазатор с патрубками подвода и отвода воды и газа, насадку, разбрызгиватель, регулятор уровня воды, вакуумный насос (Мутин Ф.И., Макаров Е.П., Установка вакуумной дегазации воды УДВ-300. Экспресс-информация №7, сер. ХМ-3, М. ЦИНТИ химнефтемаш, 1980 г.).A known installation of vacuum degassing water, containing a degasser with nozzles for supplying and discharging water and gas, a nozzle, a sprayer, a water level regulator, a vacuum pump (Mutin F.I., Makarov EP, Installation of vacuum degassing of water UDV-300. Express information No. 7, ser.KHM-3, M. TsINTI chemneftemash, 1980).

Известна, принятая за прототип, установка вакуумной деаэрации воды (А.с. СССР №1535833, опубл. 15.01.1990 г.), содержащая дегазатор с патрубками подвода и отвода воды и газа, насадку, разбрызгиватель, установленную в верхней части над разбрызгивателем коническую перегородку в виде тарелки, регулятор уровня воды, вакуумный насос.Known adopted for the prototype, the installation of vacuum deaeration of water (A.S. USSR No. 1535833, publ. 15.01.1990), containing a degasser with nozzles for supplying and discharging water and gas, a nozzle, a sprayer installed in the upper part above the sprayer conical plate-shaped partition, water level regulator, vacuum pump.

Общим недостатком известных установок является то, что их конструкция не обеспечивает достаточную степень дегазации воды и не может быть использована для качественной дегазации подземных вод со сложным составом воды.A common disadvantage of the known installations is that their design does not provide a sufficient degree of water degassing and cannot be used for high-quality degassing of groundwater with a complex composition of water.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является качественная дегазация подземных вод, содержащих кроме растворенных газов, минеральные загрязняющие вещества в растворенном и во взвешенном состоянии.The task the utility model is aimed at is the high-quality degassing of groundwater containing, in addition to dissolved gases, mineral pollutants in dissolved and suspended states.

Технический результат достигается тем, что устройство вакуумной дегазации подземных вод, включающее колонну вакуумной дегазации, соединенную с вакуумным насосом, трубопроводом подачи воды и отвода воды и газа, согласно полезной модели, дополнительно содержит гидроциклон первичной дегазации, связанный с воздушным эжектором и сепаратором, соединенным с колонной вакуумной дегазации и дренажным трубопроводом, воздуховод, соединенный с воздушным инжектором и с верхней частью колонны вакуумной дегазации, при этом верхняя часть колонны вакуумной дегазации заполнена кольцами Паля, в воздуховоде последовательно установлены: кассетный фильтр, электронагреватель, компрессор-насос, расходомер-счетчик и, регулирующая расход воздуха, диафрагма, к дренажному трубопроводу подключены: сепаратор, центробежные насосы, колонна вакуумной дегазации, а трубопровод подачи воды снабжен диафрагмой, регулирующей расход воды.The technical result is achieved by the fact that the device for vacuum degassing of groundwater, including a vacuum degassing column connected to a vacuum pump, a water supply pipe and a water and gas outlet, according to a utility model, further comprises a primary degassing hydrocyclone connected to an air ejector and a separator connected to a vacuum degassing column and a drainage pipe, an air duct connected to the air injector and to the upper part of the vacuum degassing column, while the upper part of the vacuum column of smart degassing is filled with Paly rings, a cassette filter, an electric heater, a compressor pump, a flow meter and a regulating air flow, a diaphragm are installed in the air duct: a separator, centrifugal pumps, a vacuum degassing column are connected to the drain pipe, and the water supply pipe is equipped with a diaphragm that controls the flow of water.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемого устройства вакуумной дегазации подземных вод.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the proposed device for vacuum degassing of groundwater.

Устройство содержит: гидроциклон первичной дегазации 1, связанный с воздушным эжектором 2, и седиментационным сепаратором 3, центробежный насос 4, установленный в трубопроводе с диафрагмой 5, которая имеет калиброванное отверстие соответствующего диаметра, обеспечивающего заданный расход воды в соответствии с технологическим регламентом, колонну вакуумной дегазации 6, количество колонн зависит от номинальной производительности устройства. В верхней части колонны вакуумной дегазации 6, расположен отсек 7, заполненный кольцами Паля, для увеличения площади поверхности вакуумной дегазации воды в процессе ее пленочного течения в нижнюю часть колонны, отсек-накопитель 8.The device contains: a primary degassing hydrocyclone 1, connected to an air ejector 2, and a sedimentation separator 3, a centrifugal pump 4, mounted in a pipeline with a diaphragm 5, which has a calibrated opening of an appropriate diameter that provides a given water flow rate in accordance with the technological regulations, a vacuum degassing column 6, the number of columns depends on the rated performance of the device. In the upper part of the vacuum degassing column 6, there is a compartment 7 filled with Paly rings to increase the surface area of vacuum degassing of water during its film flow into the lower part of the column, storage compartment 8.

Для создания вакуума в колонне вакуумной дегазации 6 применяется вакуумный насос 9, величина разряжения (вакуума) контролируется вакуумметром 10, установленным на воздуховоде возле вакуумного насоса 9. Насос 11 центробежный самовсасывающий служит для подачи, после вакуумной дегазации, воды в систему водопотребления. Расход поступающей в систему водопотребления дегазированной воды контролируется электромагнитным расходомером-счетчиком 12.To create a vacuum in the vacuum degassing column 6, a vacuum pump 9 is used, the vacuum (vacuum) value is controlled by a vacuum gauge 10 installed on the air duct near the vacuum pump 9. The self-priming centrifugal pump 11 serves to supply, after vacuum degassing, water to the water consumption system. The flow of degassed water entering the water consumption system is controlled by an electromagnetic flow meter-counter 12.

Для интенсификации первой ступени процесса вакуумной дегазации подземной воды используется воздух, который проходит по воздуховоду через кассетный фильтр 13, электронагреватель 14 и затем подается компрессором-насосом 15 через расходомер-счетчик 16, диафрагму 17 в воздушный эжектор 2.To intensify the first stage of the process of vacuum degassing of underground water, air is used, which passes through the duct through the cassette filter 13, the electric heater 14 and then is supplied by the compressor pump 15 through the flow meter counter 16, the diaphragm 17 to the air ejector 2.

Воздуховод с диафрагмой 18 предназначен для периодической подачи воздуха в отсек 7 верхней части колонны вакуумной дегазации 6, с целью очистки загрузки состоящей из колец Паля от накапливающихся загрязнений.An air duct with a diaphragm 18 is designed to periodically supply air to the compartment 7 of the upper part of the vacuum degassing column 6, in order to clean the load consisting of PAL rings from accumulating contaminants.

Накапливающиеся загрязнения сбрасываются через дренажный трубопровод 19 в дренажный коллектор 20.The accumulated contaminants are discharged through the drainage pipe 19 into the drainage collector 20.

Воздуховод с диафрагмой 21 с калиброванным отверстием предназначен для ручного регулирования величины вакуума в колонне вакуумной дегазации 6 по показаниям вакуумметра 10 путем подачи расчетного количества воздуха через диафрагму 21.An air duct with a diaphragm 21 with a calibrated hole is designed to manually control the amount of vacuum in the vacuum degassing column 6 according to the readings of the vacuum gauge 10 by supplying a calculated amount of air through the diaphragm 21.

По трубопроводу 22 отводятся газы из гидроциклона 1.Pipeline 22 discharges gases from the hydrocyclone 1.

Работа устройства вакуумной дегазации подземных вод осуществляется следующим образом.The operation of the device for vacuum degassing of groundwater is as follows.

Подлежащая дегазации подземная вода из скважины подается в гидроциклон первичной дегазации 1, где происходит снижение скважинного давления воды до атмосферного, под действием центробежных сил растворенные газы выделяются из воды в виде пузырьков и вытесняются к центру гидроциклона 1, откуда удаляются путем первичного вакуумирования, создаваемого потоком воздуха, подаваемого компрессором-насосом 15 в воздушный эжектор 2 в количестве, необходимом для достижения взрывобезопасной концентрации газо-воздушной смеси, которая выбрасывается в атмосферу через воздуховод 22.The groundwater to be degassed from the well is fed into the primary degassing hydrocyclone 1, where the downhole pressure of the water drops to atmospheric pressure, under the action of centrifugal forces, the dissolved gases are released from the water in the form of bubbles and are forced out to the center of the hydrocyclone 1, from where they are removed by primary vacuum created by the air stream supplied by the compressor pump 15 to the air ejector 2 in the amount necessary to achieve an explosion-proof concentration of the gas-air mixture, which is discharged into atmosphere through duct 22.

После первичной дегазации вода поступает в седиментационный сепаратор 3, где происходит осаждение взвешенных веществ из воды, откуда вода центробежным насосом 4 подается в трубопровод с регулирующей расход воды диафрагмой 5, далее вода поступает в колонну вакуумной дегазации 6, проходит через отсек 7, накапливается в отсеке-накопителе 8 для дегазированной воды.After the initial degassing, water enters the sedimentation separator 3, where suspended solids are precipitated from the water, from where the water is supplied by a centrifugal pump 4 to the pipeline with the diaphragm 5 controlling the flow of water, then the water enters the vacuum degassing column 6, passes through compartment 7, and accumulates in the compartment drive 8 for degassed water.

Вакуум в колонне вакуумной дегазации 6 создается вакуумным насосом 9 с частотным управлением, величина разрежения (вакуума) задается со щита автоматического управления технологическим процессом и контролируется вакуумметром 10.The vacuum in the vacuum degassing column 6 is created by a frequency-controlled vacuum pump 9, the vacuum (vacuum) value is set from the automatic process control panel and controlled by a vacuum gauge 10.

После вакуумной дегазации вода подается центробежным самовсасывающим насосом 11 в систему водопотребления. Расход поступающей в систему водопотребления дегазированной воды контролируется электромагнитным расходомером-счетчиком 12, с целью автоматического контроля управления и обеспечения заданной производительности устройства.After vacuum degassing, water is supplied by a centrifugal self-priming pump 11 to the water consumption system. The flow rate of degassed water entering the water consumption system is controlled by an electromagnetic flow meter-counter 12, in order to automatically control the control and ensure a given device performance.

Воздух, используемый для интенсификации первой ступени дегазации, предварительно очищается от пыли при прохождении через кассетный фильтр 13, нагревается до заданной температуры в электронагревателе 14, после чего компрессором-насосом 15 через расходомер-счетчик 16 и, регулирующую расход воздуха диафрагму 17 подается в воздушный эжектор 2 для отвода газов из гидроциклона 1.The air used to intensify the first stage of degassing is pre-cleaned of dust when passing through the cassette filter 13, is heated to a predetermined temperature in the electric heater 14, after which the compressor pump 15 through the flow meter counter 16 and, regulating the air flow diaphragm 17 is fed into the air ejector 2 for the removal of gases from a hydrocyclone 1.

При дозированной подаче воздуха в воздушный эжектор 2 интенсивность дегазации воды возрастает в результате создания вакуума в гидроциклоне 1, с целью уменьшения парциального давления газов над поверхностью воды, вследствие интенсивного отвода выделившихся газов с потоком продуваемого воздуха.When dosed air supply to the air ejector 2, the intensity of water degassing increases as a result of creating a vacuum in the hydrocyclone 1, in order to reduce the partial pressure of gases above the surface of the water, due to the intensive removal of the released gases with the flow of purged air.

Для очистки загрузки (колец Паля) от накапливающихся загрязнений, которые затем смываются водой и сбрасываются через дренажный трубопровод 19 в дренажный коллектор 20, в нижнюю часть отсека 7 колонны вакуумной дегазации 6 с загрузкой из колец Паля, через воздуховод с диафрагмой 18 периодически подается воздух.To clean the load (Paly rings) from accumulating contaminants, which are then washed off with water and discharged through the drainage pipe 19 to the drainage collector 20, to the bottom of the compartment 7 of the vacuum degassing column 6 with the charge from the Paly rings, air is periodically supplied through the duct with a diaphragm 18.

Откачиваемые вакуумным насосом 9 газы подаются в тот же трубопровод 22, по которому отводятся газы из гидроциклона первичной дегазации 1.The gases pumped out by the vacuum pump 9 are supplied to the same pipe 22 through which gases are removed from the primary degassing hydrocyclone 1.

В процессе работы устройства вакуумной дегазации подземных вод производится периодический сброс накапливающихся загрязнений и полное опорожнение седиментационного сепаратора 3, центробежного насоса 4, колонны вакуумной дегазации 6, центробежного насоса 11 в дренажный коллектор 20.During the operation of the device for vacuum degassing of groundwater, the accumulated contaminants are periodically discharged and the sedimentation separator 3, centrifugal pump 4, vacuum degassing column 6, centrifugal pump 11 are completely emptied into the drainage collector 20.

Преимущество предлагаемой полезной модели заключается в том, что качество процесса дегазации подземных вод обеспечивается благодаря применению двухступенчатой схемы дегазации с использованием на первой ступени гидроциклона с воздушным эжектором и на второй ступени - колонны вакуумной дегазации. Кроме этого в технологической схеме дегазации предусмотрено удаление взвешенных веществ из подземных вод с помощью седиментационного сепаратора, предотвращающего активное отложение загрязнений на кольцах Паля в колонне вакуумной дегазации.The advantage of the proposed utility model is that the quality of the groundwater degassing process is ensured through the use of a two-stage degassing scheme using a hydrocyclone with an air ejector at the first stage and vacuum degassing columns at the second stage. In addition, the decontamination process scheme provides for the removal of suspended solids from groundwater using a sedimentation separator, which prevents the active deposition of contaminants on Pall rings in a vacuum degassing column.

Claims

1. A device for vacuum degassing of groundwater, including a vacuum degassing column connected to a vacuum pump and a water and gas and gas supply pipe, characterized in that it further comprises: a primary degassing hydrocyclone connected to an air injector and a separator connected to the vacuum degassing column and a drainage pipe, an air duct connected to the air ejector and to the top of the vacuum degassing column.

2. The device according to claim 1, characterized in that the upper part of the vacuum degassing column is filled with Paly rings.

3. The device according to claim 1, characterized in that the cassette filter, an electric heater, a compressor pump, a flow meter, and a diaphragm controlling the air flow are sequentially installed in the duct:

4. The device according to claim 1, characterized in that the separator, centrifugal pumps, vacuum degassing column are connected to the drainage pipeline.

5. The device according to claim 1, characterized in that the water supply pipe is equipped with a diaphragm that controls the flow of water.