RU205703U1

RU205703U1 - REACTOR WITH A LIQUIDED LAYER OF CARRIER FOR REAGENT SOFTENING OF WATER

Info

Publication number: RU205703U1
Application number: RU2021102875U
Authority: RU
Inventors: Борис Евгеньевич Рябчиков; Алексей Анатольевич Пантелеев; Сергей Юрьевич Ларионов; Михаил Михайлович Шилов; Александр Сергеевич Касаточкин
Original assignee: Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР"
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2021-07-29

Abstract

Полезная модель относится к области водоочистки, а именно к устройствам для умягчения воды с псевдоожиженным слоем носителя.Предлагается реактор с псевдоожиженным слоем загрузки для реагентного умягчения воды, представляющий собой вертикальную цилиндрическую колонну с расположенным вверху расширением и сборным лотком для сбора очищенной воды, а внизу - распределительной системой для подачи очищаемой воды и реагентов, представляющей собой два параллельных соединенных по торцам диска, в которых через симметрично проделанные сквозные отверстия вставлены дренажные колпачки, связанные с системой для подачи очищаемой воды и реагентов, где устройства для ввода воды и реагентов разделены таким образом, что ввод воды осуществляется через распределительную тарелку, а реагенты вводятся над поверхностью тарелки в толщу псевдоожиженного слоя загрузки над дренажными колпачками.Дренажный колпачок содержит несущую трубку, которая походит через оба диска и соединена в нижней части с патрубком подачи воды, в верхней части которой выполнены отверстия для выхода воды, а снаружи установлен внешний колпачок с высотой, превышающей возможную высоту попадания инертной загрузки (песка) в эти отверстия, а внутри трубки установлена трубка меньшего диаметра, связанная патрубком для подачи щелочи с междисковой полостью с щелочью, а сверху над трубкой закреплен защитный колпачок, не дающий при остановках частицам загрузки попасть вовнутрь трубки.Проведенные испытания модели реактора с псевдоожиженным слоем производительностью 3 м3/ч показали его эффективную и устойчивую работу на скоростях 45-110 м/ч. При этом образование отложений на узлах распределительной системы и стенках аппарата не обнаружено.The utility model relates to the field of water treatment, namely to devices for softening water with a fluidized bed of a carrier. A reactor with a fluidized bed of loading for reagent water softening is proposed, which is a vertical cylindrical column with an expansion located at the top and a collecting tray for collecting purified water, and at the bottom - a distribution system for supplying purified water and reagents, which is two parallel discs connected at the ends, in which drainage caps are inserted through symmetrically made through holes connected to the system for supplying purified water and reagents, where the devices for introducing water and reagents are separated in this way, that water is introduced through the distribution plate, and the reagents are introduced above the surface of the plate into the thickness of the fluidized bed of the load above the drainage caps. The drainage cap contains a support tube that goes through both discs and is connected at the bottom with a supply pipe to dy, in the upper part of which there are holes for water outlet, and on the outside there is an external cap with a height exceeding the possible height of the inert load (sand) entering these holes, and inside the tube there is a tube of a smaller diameter connected by a branch pipe for supplying alkali with an interdisk cavity with with alkali, and a protective cap is fixed on top of the tube, which prevents particles of the charge from entering the tube when stopped. The tests of a model of a fluidized bed reactor with a capacity of 3 m3 / h showed its efficient and stable operation at speeds of 45-110 m / h. At the same time, the formation of deposits on the nodes of the distribution system and the walls of the apparatus was not detected.

Description

Полезная модель относится к области водоочистки, а именно к устройствам для умягчения воды с псевдоожиженным слоем носителя, на котором происходит осаждение кристаллов солей жесткости, и может использоваться для подготовки питьевой воды, воды для энергетики, а также в химической и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of water purification, namely to devices for softening water with a fluidized bed of the carrier, on which crystals of hardness salts are precipitated, and can be used for the preparation of drinking water, water for power engineering, as well as in the chemical and other industries.

В настоящее время для реагентного умягчения воды известна обработка воды в осветлителях известковым молоком или щелочью в присутствии железосодержащего коагулянта или в присутствии специальной затравки, как правило, песка заданной крупности. (RU 94565, 2010; RU 139630, 2014; RU 8270, 1998).Currently, for reagent water softening, it is known to treat water in clarifiers with milk of lime or alkali in the presence of an iron-containing coagulant or in the presence of a special seed, usually sand of a given size. (RU 94565, 2010; RU 139630, 2014; RU 8270, 1998).

Для реализации такого процесса используют, в частности, вихревые реакторы (RU 2156747, 2002). Такой реактор, как правило, состоит из трех размещенных одна над другой цилиндрических камер с последовательно увеличивающимся диаметром, соединенных усеченными конусами, нижней камеры быстрого смешения, оснащенным тангенциальным патрубком ввода исходной воды и патрубками ввода щелочного реагента и вывода гранул затравочного материала. При этом камера быстрого смешения снабжена конгруэнтной вставкой, оснащенной спиралевидной направляющей, с увеличивающимся по высоте шагом и углом нарезки - 30-35°. Средняя камера, где проходит кристаллизация, снабжена слоем затравочного материала, а верхняя камера стабилизации снабжена патрубком для ввода гранул затравочного материала и патрубком вывода умягченной и декарбонизированной воды. В камере быстрого смешения организовано интенсивное перемешивание реагента.To implement such a process, vortex reactors are used, in particular (RU 2156747, 2002). Such a reactor, as a rule, consists of three cylindrical chambers located one above the other with a sequentially increasing diameter, connected by truncated cones, a lower rapid mixing chamber equipped with a tangential feed water inlet and nozzles for the alkaline reagent inlet and the seed material granule outlet. At the same time, the rapid mixing chamber is equipped with a congruent insert, equipped with a spiral guide, with a step increasing in height and a cutting angle of 30-35 °. The middle chamber, where crystallization takes place, is equipped with a layer of seed material, and the upper stabilization chamber is equipped with a branch pipe for introducing granules of the seed material and a branch pipe for outputting softened and decarbonized water. In the rapid mixing chamber, intensive mixing of the reagent is organized.

Достоинством такого аппарата является высокая производительность малая занимаемая площадь и получение минимального объема отходов в твердом виде. Недостатком устройства является нестабильность работы в связи с тем, что распределение жидких реагентов по сечению осуществляется только за счет энергии входного потока, а также сложность масштабирования.The advantage of such a device is its high performance, small footprint and minimum volume of solid waste. The disadvantage of the device is the instability of operation due to the fact that the distribution of liquid reagents over the cross section is carried out only at the expense of the energy of the input stream, as well as the complexity of scaling.

Более перспективными для использования в промышленных масштабах являются т.н. «паллет реакторы» (https:/www.royalhaskoningdhv.com/en/crys-talactor), используемые для умягчения воды и удаления тяжелых металлов. Работа такого реактора основана на реакции образования карбоната кальция при взаимодействии растворенных солей кальция с ОН^- или CO₃ ^-2 ионами, вносимыми в раствор при дозировке щелочи или соды. Процесс осуществляется в присутствии специальной затравки, загружаемой в реактор. В качестве затравки применяется песок, кальцит и т.п. материалы с размером частиц от 0,2 до 0,5 мм.More promising for use on an industrial scale are the so-called. "Pallet reactors" (https: /www.royalhaskoningdhv.com/en/crys-talactor) used for water softening and heavy metal removal. The operation of such a reactor is based on the reaction of calcium carbonate formation during the interaction of dissolved calcium salts with OH ^- or CO ₃ ^-2 ions introduced into the solution during the dosage of alkali or soda. The process is carried out in the presence of a special seed loaded into the reactor. Sand, calcite, etc. are used as a seed. materials with a particle size of 0.2 to 0.5 mm.

В реакторе при подаче воды со скоростью до 100 м/ч происходит псевдоожижение слоя загрузки, и вода свободно движется через расширенный слой. При этом поверхность частиц песка оказывается полностью омываемой водой. После подачи реагента начинается реакция образования кристаллов карбоната кальция, которые осаждаются на поверхность частиц песка. В результате прохождения слоя затравки осадок полностью сорбируется и на выходе вода не имеет взвесей и имеет заданную концентрацию солей жесткости. Регулируя расход вводимого реагента, можно регулировать глубину умягчения или декарбонизации.In the reactor, when water is supplied at a speed of up to 100 m / h, the feed bed is fluidized, and the water moves freely through the expanded bed. In this case, the surface of the sand particles is completely washed by water. After the reagent is supplied, the reaction of formation of calcium carbonate crystals begins, which are deposited on the surface of the sand particles. As a result of the passage of the seed layer, the sediment is completely sorbed and at the outlet the water does not have suspensions and has a given concentration of hardness salts. By adjusting the flow rate of the introduced reagent, you can adjust the depth of softening or decarbonization.

По мере продолжения работы реактора размер образовавшихся гранул (паллет) постоянно увеличивается. При достижении гранулами размера 1-5 мм наиболее крупная часть псевдоожиженного слоя выводится из нижней части аппарата, после чего сверху добавляют необходимое количество мелкодисперсного песка и процесс продолжается.As the reactor continues to operate, the size of the resulting granules (pallets) is constantly increasing. When the granules reach a size of 1-5 mm, the largest part of the fluidized bed is removed from the bottom of the apparatus, after which the required amount of fine sand is added from above and the process continues.

Примерами таких реакторов являются пеллет реакторы, например компании из Нидерландов, внедрившая большое число таких устройств (Softening WATER TREATMENT. https://ocw.tudelft.nl/wp-content/uploads/Softening-1.pdf) для умягчения и декарбонизации воды, или процесс «Crystalactor», разработанный голландской компанией DHV и реализованный в США компанией Procorp (The Crystalactor Efficient Treatment without Waste. https://www.royalhaskoningdhv.com/en/crystalactor) для умягчения и декарбонизации воды и удаления тяжелых металлов, фосфора и т.п. Так, пеллет реактор с псевдоожиженным слоем (Softening WATER-TREATMENT. https://ocw.tudelft.nl/wp-content/uploads/Softening-1.pdf), представляет собой вертикальную цилиндрическую колонну, имеющий в верхней части расширение корпуса, в котором установлен лотком для сбора очищенной (умягченной и декарбонизированной) воды, а в нижней части установлена распределительная системой для поступления очищаемой воды и реагентов. Кроме того, в верхней части реактора предусмотрен патрубок ввода затравочного материала, а в нижней-патрубок для вывода образовавшихся гранул карбоната кальция.Examples of such reactors are pellet reactors, for example, companies from the Netherlands that have implemented a large number of such devices (Softening WATER TREATMENT. Https://ocw.tudelft.nl/wp-content/uploads/Softening-1.pdf) for softening and decarbonizing water, or the "Crystalactor" process, developed by the Dutch company DHV and implemented in the USA by the company Procorp (The Crystalactor Efficient Treatment without Waste. https://www.royalhaskoningdhv.com/en/crystalactor) for softening and decarbonizing water and removing heavy metals, phosphorus and etc. So, a pellet reactor with a fluidized bed (Softening WATER-TREATMENT.https: //ocw.tudelft.nl/wp-content/uploads/Softening-1.pdf) which is installed with a tray for collecting purified (softened and decarbonized) water, and in the lower part there is a distribution system for the flow of purified water and reagents. In addition, in the upper part of the reactor there is a branch pipe for inlet of the seed material, and in the lower part - a branch pipe for the withdrawal of the formed calcium carbonate granules.

Применяемая распределительная система должна обеспечивать равномерное распределение воды по сечению аппарата, равномерную выгрузку образовавшихся гранул и ввод реагента по всему сечению в условиях очень быстрого начала кристаллизации и наличия мелкого песка, который забивает все отверстия, предназначенные для движения жидкости. Она состоит из специальной сдвоенной тарелки и колпачковых устройств, через которые одновременно вводятся и вода, и реагенты. При этом вода подается под нижнюю распределительную тарелку, а реагент - в пространство между тарелками (Softening WATERTREATMENT.C. https://ocw.tudelft.nl/wp-content/up-loads/Softening-1, р. 167-168). Такой аппарат имеет высокую удельную производительность 50-100 м³/м²⋅ч и, соответственно, малую занимаемую площадь и строительный объем. В отличие от используемых для решения аналогичных задач отстойников, такой реактор не требует применения коагулянтов и флокулянтов, подогрева воды, позволяет осуществить минимизацию отходов (объем отходов - менее 1% в твердом виде, пригодном для утилизации).The applied distribution system should ensure uniform distribution of water over the section of the apparatus, uniform discharge of the formed granules and introduction of the reagent throughout the entire section under conditions of a very rapid onset of crystallization and the presence of fine sand, which clogs all the holes intended for the movement of liquid. It consists of a special double tray and cap devices through which both water and reagents are introduced simultaneously. In this case, water is supplied under the lower distribution plate, and the reagent is fed into the space between the plates (Softening WATERTREATMENT.C. Https://ocw.tudelft.nl/wp-content/up-loads/Softening-1, p. 167-168) ... Such a device has a high specific productivity of 50-100 m ³ / m ² ⋅h and, accordingly, a small occupied area and building volume. Unlike settling tanks used to solve similar problems, such a reactor does not require the use of coagulants and flocculants, water heating, and allows minimizing waste (the volume of waste is less than 1% in solid form, suitable for disposal).

Недостатком устройства наряду с высокой сложностью конструкции является ненадежность распределительной системы, обусловленная тем, что реакция осаждения карбоната кальция происходит в непосредственной близости от поверхности верхней тарелки, на которой установлены колпачковые устройства, в результате кристаллы образуются на поверхности верхней тарелки и колпачковых устройств, создавая помехи процессам фильтрации жидкости (Improving CFD modelling of drinking water reactors. file:///C:/Users/riabc/Downloads/180507%20MSc_project%20CFD%20FBI%20nozzles%201.3.pdf, рис. 6-7).The disadvantage of the device, along with the high complexity of the design, is the unreliability of the distribution system due to the fact that the precipitation reaction of calcium carbonate occurs in the immediate vicinity of the surface of the upper plate, on which the cap devices are installed, as a result, crystals are formed on the surface of the upper plate and cap devices, interfering with the processes liquid filtration (Improving CFD modeling of drinking water reactors.file: /// C: /Users/riabc/Downloads/180507%20MSc_project%20CFD%20FBI%20nozzles%201.3.pdf, Fig. 6-7).

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому решению являются т.н. аппараты «Амстердамского типа» работающие с дозированием концентрированной щелочи, в которых применяется специальная сдвоенная опорно-распределительная тарелка и очень сложные колпачковые устройства, через которые одновременно вводятся и вода и щелочь. При этом вода подается под нижнюю распределительную тарелку, а щелочь - в пространство между тарелками (Softening WATER TREATMENT. С. 167-168).The closest in design to the proposed solution are the so-called. devices of the "Amsterdam type" operating with dosing of concentrated alkali, in which a special double support-distribution plate and very complex cap devices are used, through which both water and alkali are simultaneously introduced. In this case, water is supplied under the lower distribution tray, and alkali - in the space between the trays (Softening WATER TREATMENT. Pp. 167-168).

Опорно-распределительная тарелка состоит из двух параллельных, соединенных по торцам диска, в которых симметрично проделаны сквозные отверстия, в которые по всему сечению вставлены собранные колпачковые элементы. Внутренняя полость между двумя дисками заполнена щелочью.The support-distribution plate consists of two parallel, connected at the ends of the disk, in which through holes are symmetrically made, into which the assembled cap elements are inserted along the entire section. The inner cavity between the two discs is filled with alkali.

Колпачок для одновременного ввода воды и щелочи представляет собой массивную конструкцию, выполненную из монолитного куска пластика, в которой имеется центральная полость, соединенная снизу с нижней зоной аппарата, в которую подается очищаемая вода, а в верхней части в теле колпачка сделаны горизонтальные отверстия, выходящие выше верхней поверхности тарелки. В теле колпачка сделаны горизонтальные и вертикальные соединенные друг с другом каналы, которые начинаются в межтарельчатом пространстве, а оканчиваются горизонтальным каналом на самой высшей точке колпачка.The cap for the simultaneous introduction of water and alkali is a massive structure made of a monolithic piece of plastic, in which there is a central cavity connected from below to the lower zone of the apparatus, into which the purified water is supplied, and in the upper part in the body of the cap there are horizontal holes that go out above the upper surface of the plate. In the body of the cap, horizontal and vertical canals connected to each other are made, which begin in the intertube space and end in a horizontal canal at the highest point of the cap.

Каждый колпачок устанавливается герметично на параллельных дисках за счет герметизирующих колец и стяжной гайки.Each cap is sealed on parallel discs using sealing rings and a compression nut.

Недостатком такой конструкции является высокая сложность и трудоемкость изготовления колпачков и то, что реакция происходит в непосредственной близости от поверхности верхней тарелки, на которой установлены колпачковые устройства в результате чего происходит образование кристаллов на поверхности верхней тарелки и колпачковых устройств. (Improving CFD modelling of drinking water reactors, рис. 6-7.(https://d1rkab7tlqy5f1.cloudfront.net/3mE/Organisatie/Af-delingen/Process%20%26%20Enery/Education/available%20projects/IRS/180507%20MSc_project%20CFD%20FBI%20nozzles%201.3.pdf).The disadvantage of this design is the high complexity and laboriousness of manufacturing the caps and the fact that the reaction occurs in the immediate vicinity of the surface of the upper plate, on which the cap devices are installed, as a result of which crystals are formed on the surface of the upper plate and cap devices. (Improving CFD modeling of drinking water reactors, Fig. 6-7. (Https://d1rkab7tlqy5f1.cloudfront.net/3mE/Organisatie/Af-delingen/Process%20%26%20Enery/Education/available%20projects/IRS/ 180507% 20MSc_project% 20CFD% 20FBI% 20nozzles% 201.3.pdf).

Кроме того, при остановках подачи воды в аппарат возможно забивание отверстий частицами песка. Об это говорит установка резиновых трубочек на верхних патрубках, закрывающих в них отверстия для выхода щелочи (Zentrale Enthar-tung von Trinkwasser. Gwf. Wasser/Abwasser. 2110. №11. P. 1088.).In addition, when the water supply to the apparatus is stopped, the holes may be clogged with sand particles. This is evidenced by the installation of rubber tubes on the upper nozzles, closing the holes for the outlet of alkali in them (Zentrale Enthar-tung von Trinkwasser. Gwf. Wasser / Abwasser. 2110. No. 11. P. 1088.).

Задачей полезной модели является усовершенствование конструкции тарелки, позволяющее устранить возможность образования кристаллов на поверхности распределительной тарелки и колпачковых устройств и забивание отверстий частицами песка при остановках подачи воды.The task of the utility model is to improve the design of the tray, which makes it possible to eliminate the possibility of crystal formation on the surface of the distribution tray and cap devices and clogging of the holes with sand particles when the water supply is interrupted.

Технический результат достигается тем, что устройства для ввода воды и реагентов разделены таким образом, что ввод воды осуществляется через распределительную тарелку, а реагенты вводятся над поверхностью тарелки в толщу псевдоожиженного слоя загрузки над дренажными колпачками.The technical result is achieved by the fact that the devices for injecting water and reagents are separated in such a way that the water is injected through the distribution plate, and the reagents are introduced above the surface of the plate into the thickness of the fluidized bed of the load above the drainage caps.

При этом предлагается распределительная система для подачи очищаемой воды и реагентов, представляющая собой два параллельных соединенных по торцам диска, в которых через симметрично проделаны сквозные отверстия вставлены дренажные колпачки, связанные с системой для подачи очищаемой воды и реагентов, причем дренажный колпачок содержит несущую трубку, которая походит через оба диска и соединена в нижней части с патрубком подачи воды, в верхней части которой выполнены отверстия для выхода воды, а снаружи установлен внешний колпачок с высотой, превышающей возможную высоту попадания инертной загрузки (песка) в эти отверстия, а внутри трубки установлена трубка меньшего диаметра, связанная патрубком для подачи щелочи с междисковой полостью с щелочью, а сверху над трубкой закреплен защитный колпачок, не дающий при остановках частицам загрузки попасть вовнутрь трубки.At the same time, a distribution system for the supply of purified water and reagents is proposed, which is represented by two parallel discs connected at the ends, in which drainage caps are inserted through symmetrically through holes connected to the system for supplying purified water and reagents, and the drainage cap contains a supporting tube, which It looks like through both discs and is connected in the lower part with a water supply pipe, in the upper part of which there are holes for water outlet, and an external cap is installed outside with a height exceeding the possible height of the inert load (sand) entering these holes, and a tube is installed inside the tube of a smaller diameter, connected by a branch pipe for supplying alkali with an inter-disc cavity with an alkali, and a protective cap is fixed above the tube, which does not allow particles of loading to get inside the tube when stopping.

В результате использования данного решения вся поверхность тарелки омывается водой и благодаря интенсивному перемешиванию псевдоожиженного слоя реагенты быстро распределяются по сечению аппарата.As a result of using this solution, the entire surface of the plate is washed with water, and due to the intensive mixing of the fluidized bed, the reagents are quickly distributed over the section of the apparatus.

Для предотвращения попадания песка в тарелку оптимально использовать колпачки, конструкция которых основана на явлении «естественного откоса», свойственного всем сыпучим материалам (для песка он равен 15-18°).To prevent sand from getting into the plate, it is optimal to use caps, the design of which is based on the phenomenon of "natural slope" characteristic of all bulk materials (for sand it is 15-18 °).

Общий вид реактора приведен на фиг. 1, схема распределительной тарелки - на фиг. 2, где используются следующие обозначения:The general view of the reactor is shown in Fig. 1, the distribution tray diagram is shown in FIG. 2, where the following notation is used:

1 - цилиндрический корпус; 2 - распределительная тарелка; 3 - дренажный колпачок для ввода воды и щелочи; 4 - псевдоожиженный слой песка; 5 - расширение; 6 - оголовок; 7 - патрубок выгрузки гранул; 8 - насос подачи щелочи; 9 - емкость для щелочи; 10 и 11- диски сдвоенной тарелки; 12-полость со щелочью, 13 - несущая трубка; 14 - патрубок подачи воды; 15 - уплотнительная кольцевая резинка; 16 - зажимная гайка; 17- отверстия ввода воды; 18-внешний колпачок; 19 - трубка подачи реагента; 20- патрубок подачи реагента; 21 -защитный колпачок.1 - cylindrical body; 2 - distribution plate; 3 - drainage cap for introducing water and alkali; 4 - fluidized sand bed; 5 - expansion; 6 - head; 7 - branch pipe for unloading granules; 8 - alkali supply pump; 9 - capacity for alkali; 10 and 11 - double tray discs; 12-cavity with alkali, 13 - carrier tube; 14 - water supply pipe; 15 - sealing ring rubber; 16 - clamping nut; 17- water inlet holes; 18-outer cap; 19 - reagent supply tube; 20- reagent supply pipe; 21 - protective cap.

Реактор содержит цилиндрический корпус 1 с расположенной внизу распределительной тарелкой 2, служащей для распределения очищаемой воды и щелочи по всему сечению реактора и не допускающий попадания песка в трубопроводы, подающие воду и щелочь. На распределительной тарелке установлены дренажные колпачки для ввода воды и щелочи 3. Над распределительной тарелкой 2 располагается псевдоожиженный слой песка 4, который занимает 50-80% высоты аппарата. Расширение в верхней части 5 необходимо для снижения скорости воды и предотвращения уноса мелкого песка. Умягченная вода выводится через оголовок 6. Выгрузка образовавшихся гранул, представляющих из себя частицы песка с налипшим на них слоем карбоната кальция, осуществляется через патрубок трубопровода выгрузки гранул 7. Щелочь подается в нижнюю часть реактора насосом подачи щелочи 8 из емкости для щелочи 9.The reactor contains a cylindrical body 1 with a distribution plate 2 located at the bottom, serving to distribute the water and alkali to be purified over the entire section of the reactor and preventing sand from entering the pipelines supplying water and alkali. Drainage caps for water and alkali 3 are installed on the distribution tray 3. Above the distribution tray 2 there is a fluidized bed of sand 4, which occupies 50-80% of the height of the apparatus. Expansion in the upper part 5 is necessary to reduce the water velocity and prevent the carryover of fine sand. The softened water is discharged through the head 6. The unloading of the formed granules, which are sand particles with a layer of calcium carbonate adhered to them, is carried out through the pipe for unloading the granules 7. The alkali is fed into the lower part of the reactor by the alkali supply pump 8 from the alkali tank 9.

Особенностью заявляемого реактора является конструкция его распределительной тарелки 2. Она состоит из двух параллельных соединенных по торцам дисков сдвоенной тарелки 10 и 11, образующих между собой полость, заполненную щелочью 12. В дисках симметрично проделаны сквозные отверстия, в которые по всему сечению вставлены собранные колпачки 3. Они содержат проходящую через диски 10 и 11 несущую трубку 13, соединенную с патрубком подачи воды 14 и закрепленную уплотнительной кольцевой резинкой 15 и зажимной гайкой 16. В верхней части несущей трубки 13 ниже заглушенного торца выполнены отверстия 17 для выхода воды, а снаружи установлен внешний колпачок 18, с высотой, превышающей возможную высоту попадания инертной загрузки (песка) в эти отверстия. Внутри несущей трубки 13 установлена трубка подачи реагента 19 меньшего диаметра, которая соединена с междисковой полостью 12 для подачи щелочи через патрубок 20. Сверху над трубкой подачи реагента 19 закреплен защитный колпачок 21 не дающий при остановках частицам загрузки попасть вовнутрь трубки подачи реагента 19. Для равномерного подвода щелочи ко всем колпачкам ее ввод между дисками тарелки может производиться в нескольких точках по окружности.A feature of the inventive reactor is the design of its distribution plate 2. It consists of two parallel disks of the double plates 10 and 11 connected at the ends, forming a cavity filled with alkali 12. The through holes are symmetrically made in the disks, into which the assembled caps 3 are inserted along the entire section. They contain a support tube 13 passing through the disks 10 and 11, connected to the water supply pipe 14 and secured with a sealing ring rubber 15 and a clamping nut 16. In the upper part of the support tube 13 below the plugged end, holes 17 are made for water outlet, and an external cap 18, with a height exceeding the possible height of the ingress of the inert load (sand) into these holes. Inside the carrier tube 13, a reagent supply tube 19 of a smaller diameter is installed, which is connected to the interdisk cavity 12 for supplying alkali through a branch pipe 20. Above above the reagent supply tube 19, a protective cap 21 is fixed, which prevents the loading particles from entering the reagent supply tube 19 during stops. the supply of alkali to all caps, its introduction between the discs of the tray can be carried out at several points along the circumference.

Благодаря тому, что внутренняя трубка подачи реагента 19 с защитным колпачком 21 располагаются много выше колпачка ввода воды, щелочь равномерно вводится и разбавляется, а затем уже реагирует с содержащимся в воде кальцием. Этим сокращается возможность образование отложений на поверхности дренажных колпачков.Due to the fact that the inner reagent supply tube 19 with the protective cap 21 is located much higher than the water inlet cap, the alkali is evenly introduced and diluted, and then reacts with the calcium contained in the water. This reduces the possibility of deposits forming on the surface of the drain caps.

Заявляемая конструкция обеспечивает протекание реакции в пространстве, свободном от частей распределительной тарелки. Реакция образования карбоната кальция происходит в слое песка, карбонат откладывается на его частицах, обволакивая их и образуя твердый слой. По мере увеличения размеров образующихся частиц, которые называют гранулами, они образуют более тяжелый слой в нижней части реактора. По мере накопления крупных гранул, они выгружаются из реактора, а сверху вводится порция свежей загрузки.The inventive design allows the reaction to take place in a space free from parts of the distribution plate. The reaction of formation of calcium carbonate occurs in a layer of sand, carbonate is deposited on its particles, enveloping them and forming a solid layer. As the size of the resulting particles, called granules, increases, they form a heavier bed at the bottom of the reactor. As large granules accumulate, they are unloaded from the reactor, and a portion of the fresh charge is introduced from above.

При остановке реактора слой оседает и заполняет все свободное пространство, но из-за явления «естественного откоса», он не может подняться выше определенного уровня под колпачки тарелки и попасть в трубку подачи воды. Аналогично песок не может попасть в трубку дозирования щелочи.When the reactor is stopped, the layer settles and fills all the free space, but due to the phenomenon of "natural slope", it cannot rise above a certain level under the caps of the tray and get into the water supply pipe. Likewise, sand cannot get into the alkali dosing tube.

Проведенные трехмесячные испытания модели реактора с псевдоожиженным слоем производительностью 3 м³/ч показали его эффективную и устойчивую работу на скоростях 45-110 м/ч. При этом образование отложений на узлах распределительной системы и стенках аппарата не обнаружено. Степень умягчения соответствовала концентрации временной жесткости.Conducted three-month tests of a model of a fluidized bed reactor with a capacity of 3 m ³ / h showed its efficient and stable operation at speeds of 45-110 m / h. At the same time, the formation of deposits on the nodes of the distribution system and the walls of the apparatus was not detected. The degree of softening corresponded to the concentration of temporary hardness.

Claims

A reactor with a fluidized bed of feed for reagent water softening, which is a vertical cylindrical column with an expansion located at the top and a collecting tray for collecting purified water, and at the bottom - a distribution system for supplying purified water and reagents, which is two parallel discs connected at the ends, in which through symmetrically made through holes, drainage caps are inserted connected to the system for supplying purified water and reagents, characterized in that the devices for introducing water and reagents are separated in such a way that water is introduced through the distribution plate, and the reagents are introduced above the surface of the plate into the thickness of the fluidized loading layer above the drain caps; at the same time, the drainage cap contains a support tube that fits through both discs and is connected in the lower part with a water supply pipe, in the upper part of which there are holes for water outlet, and an external cap is installed outside with a height exceeding the possible height of the inert load entering these holes , and a tube of smaller diameter is installed inside the tube, connected by a branch pipe for supplying alkali with an inter-disk cavity with an alkali, and a protective cap is fixed above the tube, which does not allow the loading particles to get inside the tube when stopping.