RU2785322C1 - Apparatus for reagent distribution in the fluidised bed - Google Patents
Apparatus for reagent distribution in the fluidised bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785322C1 RU2785322C1 RU2022123977A RU2022123977A RU2785322C1 RU 2785322 C1 RU2785322 C1 RU 2785322C1 RU 2022123977 A RU2022123977 A RU 2022123977A RU 2022123977 A RU2022123977 A RU 2022123977A RU 2785322 C1 RU2785322 C1 RU 2785322C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reagent
- distribution
- caps
- column
- water
- Prior art date
Links
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 48
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 15
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 claims description 7
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 210000001624 Hip Anatomy 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000001112 coagulant Effects 0.000 description 2
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к устройствам для распределения потоков, а именно для распределения реагента в реакторе для умягчения воды с псевдоожиженным слоем носителя, на котором происходит осаждение кристаллов солей жесткости, и может использоваться в установках для умягчения питьевой воды, в энергетике, в химической и других отраслях промышленности.The present invention relates to devices for distributing flows, namely, for distributing a reagent in a water softening reactor with a fluidized carrier bed, on which hardness salt crystals are deposited, and can be used in installations for softening drinking water, in energy, in chemical and other industries industry.
Для реагентного умягчения воды используются ряд технологических приемов и конструкция аппаратов. Наиболее распространенным способом является обработка воды известковым молоком с железным коагулянтом и органическим флокулянтом в горизонтальных и вертикальных осветлителях разного типа.For reagent softening of water, a number of technological methods and design of devices are used. The most common method is water treatment with milk of lime with iron coagulant and organic flocculant in horizontal and vertical clarifiers of various types.
Другим способом является обработка воды химическими реагентами: известковым молоком, щелочью или содой в присутствии специальной затравки, как правило, это песок заданной крупности.Another way is to treat water with chemical reagents: milk of lime, alkali or soda in the presence of a special seed, as a rule, this is sand of a given size.
Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 → 2СаСО3↓ + 2Н2О,Ca (HCO 3 ) 2 + Ca (OH) 2 → 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,
Са(НСО3)2 + 2NaOH = СаСО3↓+ Nа2СО3 + 2Н2О.Ca (HCO 3 ) 2 + 2NaOH \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 CO 3 + 2H 2 O.
Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 + Nа2СО3 = 2СаСО3↓ + 2NaOHCa (HCO 3 ) 2 + Ca (OH) 2 + Na 2 CO 3 \u003d 2CaCO 3 ↓ + 2NaOH
При вводе реагента происходят описанные выше реакции, которые приводят к образованию твердого вещества СаСО3 карбоната кальция, который осаждается на поверхности частиц носителя - затравки, находящихся в псевдоожиженном слое.When the reactant is introduced, the reactions described above occur, which lead to the formation of a solid CaCO 3 calcium carbonate, which is deposited on the surface of the particles of the carrier - the seed in the fluidized bed.
Известны устройства для распределения реагента в псевдоожиженном слое носителя в так называемых пеллет-реакторах, например, компании из Нидерландов, внедрившей большое число таких устройств (Softening WАTER TREATMENТ, 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://global.royalhaskoningdhv.com/en/crystalactor) для умягчения и декарбонизации воды и удаления тяжелых металлов, фосфора и т.п. - расположенная внизу реактора специальная распределительная система для ввода очищаемой воды и реагента.Devices are known for distributing a reagent in a fluidized carrier bed in so-called pellet reactors, for example, a company from the Netherlands that has implemented a large number of such devices (Softening WATER TREATMENT, https://ocw.tudelft.nl/wp-content/uploads/Softening- 1.pdf) for water softening and decarbonization, or the “Crystalactor” process developed by the Dutch company DHV and implemented in the USA by Procorp (The Crystalactor Efficient Treatment without Waste, https://global.royalhaskoningdhv.com/en/crystalactor) for softening and decarbonization of water and removal of heavy metals, phosphorus, etc. - a special distribution system located at the bottom of the reactor for introducing treated water and a reagent.
Установка с псевдоожиженным слоем представляет собой вертикальную цилиндрическую колонну с расположенной внизу специальной распределительной системой для ввода очищаемой воды и реагентов, а вверху расширением и сборным лотком для сбора очищенной (умягченной и декарбонизированной) воды. Сверху предусмотрен патрубок ввода затравочного материала, а снизу для вывода образовавшихся гранул карбоната кальция.The fluidized bed plant is a vertical cylindrical column with a special distribution system located at the bottom for introducing purified water and reagents, and at the top with an extension and a collection tray for collecting purified (softened and decarbonized) water. A branch pipe is provided at the top for introducing the seed material, and at the bottom for the output of the formed calcium carbonate granules.
Работа такой установки основана на реакции образования карбоната кальция при взаимодействии растворенных солей кальция с он- или со-2 3 ионом, вносимым в раствор при дозировке щелочи или соды. Процесс осуществляется в присутствии специальной затравки, загружаемой в реактор. В качестве затравки применяется мелкий тяжелый материал - песок, гарнет, кальцит и т.п. исходный размер его частиц составляет от 0,2 до 0,5 мм.The operation of such an installation is based on the reaction of the formation of calcium carbonate during the interaction of dissolved calcium salts with he - or co -2 3 ions introduced into the solution at a dosage of alkali or soda. The process is carried out in the presence of a special seed loaded into the reactor. A small heavy material is used as a seed - sand, garnet, calcite, etc. the initial size of its particles is from 0.2 to 0.5 mm.
При подаче воды со скоростью до 100 м/ч происходит псевдоожижение слоя загрузки, а вода свободно движется через расширенный слой. Поверхность частиц песка оказывается полностью омываемой водой. При подаче реагента начинается реакция образования кристаллов карбоната кальция, которые налипают на поверхность частиц песка. При движении воды вверх по слою кристаллы полностью захватываются частицами загрузки. На выходе вода полностью чиста. По мере продолжения работы размер образовавшихся гранул (пеллет) постоянно увеличивается. При достижении гранулами размера 1-5 мм они выводятся из нижней части аппарата. При этом выводится только наиболее крупная часть слоя. Сверху добавляются новое количество мелкого песка и процесс продолжается.When water is supplied at a speed of up to 100 m/h, the loading layer is fluidized, and the water moves freely through the expanded layer. The surface of the sand particles is completely washed by water. When the reagent is supplied, the reaction of the formation of calcium carbonate crystals begins, which stick to the surface of the sand particles. When water moves up the layer, the crystals are completely captured by the loading particles. At the exit, the water is completely clean. As the work continues, the size of the formed granules (pellets) constantly increases. When the granules reach a size of 1-5 mm, they are removed from the bottom of the apparatus. In this case, only the largest part of the layer is displayed. A new amount of fine sand is added on top and the process continues.
Регулируя расход вводимого реагента и скорость воды можно регулировать глубину умягчения или декарбонизации или степень удаления тяжелых металлов или фосфора.By adjusting the flow rate of the injected reagent and the speed of the water, it is possible to control the depth of softening or decarbonization or the degree of removal of heavy metals or phosphorus.
Такой аппарат имеет высокую производительность 50-100 м3/м2*ч и, соответственно, занимает малую площадь и строительный объем. В отличие от отстойников, он не требует применения коагулянтов и флокулянтов, достаточно стабильно работает при изменении температуры и расхода воды, что очень важно, позволяет получать минимальный объем отходов - менее 1% в твердом виде, пригодном для утилизации.Such a device has a high productivity of 50-100 m3 / m2 * h and, accordingly, occupies a small area and building volume. Unlike settling tanks, it does not require the use of coagulants and flocculants, it works quite stably with changes in temperature and water flow, which is very important, it allows you to get a minimum amount of waste - less than 1% in solid form suitable for disposal.
Конструкция аппарата относительно проста. Наиболее сложной деталью является распределительная система. Она должна обеспечивать:The design of the apparatus is relatively simple. The most complex part is the distribution system. It must provide:
- равномерное распределение воды по сечению аппарата;- uniform distribution of water over the cross section of the apparatus;
- равномерный ввод реагента по всему сечению при том, что расход реагентов составляет всего порядка 1% от потока воды;- uniform input of the reagent over the entire cross section, while the consumption of reagents is only about 1% of the water flow;
- равномерную выгрузку образовавшихся гранул.- uniform unloading of the formed granules.
Это происходит в условиях очень быстрого начала кристаллизации и наличия мелкого песка, который забивает все отверстия.This occurs under conditions of a very rapid onset of crystallization and the presence of fine sand that clogs all the holes.
Близкими по конструкции являются аппараты «Нидерландского типа», работающие с дозированием концентрированной щелочи, в которых применяются устройства для распределения реагента в псевдоожиженном слое, включающие специальную сдвоенную распределительную тарелку и очень сложные колпачковые устройства, через которые одновременно вводят и воду, и щелочь. При этом вода подается под нижнюю распределительную тарелку, а щелочь - в пространство между тарелками (Softening WATER TREATMENT. С. 167-168).Closely related in design are the “Netherland type” apparatuses operating with dosing of concentrated alkali, which use devices for distributing the reagent in a fluidized bed, including a special double distribution plate and very complex cap devices through which both water and alkali are injected simultaneously. In this case, water is supplied under the lower distribution plate, and alkali is fed into the space between the plates (Softening WATER TREATMENT, pp. 167-168).
Недостатком описанного устройства является то, что реакция происходит в непосредственной близости от поверхности верхней тарелки, на которой установлены колпачковые устройства. В результате 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/Afdelingen/Process%20%26%20Energy/Education/available%20projects/IRS/180507%20MSc_project%20CFD%20FBI%20nozzles%201.3.pdf ).The disadvantage of the described device is that the reaction takes place in close proximity to the surface of the upper plate, on which cap devices are installed. The result is the formation of crystals 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/Afdelingen/Process%20%26%20Energy/Education/available%20projects/IRS/180507%20MSc_project %20CFD%20FBI%20nozzles%201.3.pdf ).
Наиболее близким аналогом является устройство для распределения реагента в псевдоожиженном слое в реакторе для реагентного умягчения воды (Патент РФ №198959 от 05.08.2020), состоящее из распределительной тарелки с дренажными колпачками и устройства для подачи реагента - трубчатого коллектора с распределенные по его сечению патрубками, погруженного в псевдоожиженный слой выше дренажных колпачков распределительной тарелки.The closest analogue is a device for distributing a reagent in a fluidized bed in a reactor for reagent water softening (RF Patent No. 198959 dated 08/05/2020), consisting of a distribution plate with drainage caps and a device for supplying a reagent - a tubular collector with nozzles distributed over its cross section, immersed in the fluidized bed above the drain caps of the distribution plate.
Недостатком такого решения является трудность в очистке устройства для распределения реагента в псевдоожиженном слое при его зарастании солями карбоната кальция. Необходимо не только останавливать работу аппарата, но и выгружать из него образовавшиеся гранулы и песок.The disadvantage of this solution is the difficulty in cleaning the device for distributing the reagent in the fluidized bed when it is overgrown with calcium carbonate salts. It is necessary not only to stop the operation of the apparatus, but also to unload the formed granules and sand from it.
Задачей изобретения является уменьшение образования кристаллов на поверхности тарелки распределительной системы с дренажными колпачками для воды и уменьшение образования кристаллов на распределительном устройстве для ввода реагентов, исключение возможности попадания песка в линии подачи реагентов и воды, а также упрощение конструкции при сохранении остальных положительных качеств прототипа, при сохранении эффективности очистки воды.The objective of the invention is to reduce the formation of crystals on the surface of the plate of the distribution system with drainage caps for water and to reduce the formation of crystals on the distributor for introducing reagents, eliminating the possibility of sand entering the reagent and water supply lines, as well as simplifying the design while maintaining the other positive qualities of the prototype, while maintaining the efficiency of water treatment.
Поставленная задача решается тем, что устройство распределения реагентов в псевдоожиженном слое для умягчения воды выполнено в виде: вертикальной цилиндрической колонны, расширяющейся к вверху, в нижней части которой установлена распределительная система с дренажными колпачками для ввода умягчаемой воды, а в верхней части - система вывода умягченной воды. Также в колонне, над распределительной системой с дренажными колпачками установлено устройство для распределения реагента с системой его подачи, а сама колонна заполнена псевдоожиженным слоем мелкозернистого материала - песком. При этом над распределительной системой с дренажными колпачками, выполнен вывод отработанного песка - гранул.The problem is solved by the fact that the device for distributing reagents in a fluidized bed for softening water is made in the form of: a vertical cylindrical column, expanding towards the top, in the lower part of which a distribution system with drainage caps is installed for introducing softened water, and in the upper part - a system for outputting softened water. water. Also in the column, above the distribution system with drainage caps, a reagent distribution device with its supply system is installed, and the column itself is filled with a fluidized layer of fine-grained material - sand. At the same time, waste sand - granules is removed above the distribution system with drainage caps.
Также устройство распределения реагентов, расположено в псевдоожиженном слое над поверхностью тарелки распределительной системы с дренажными колпачками на расстоянии больше чем 5 высот ее дренажных колпачков и представляет собой трубчатый коллектор с установленными на нем дренажными колпачками, распределенными равномерно по сечению коллектора.Also, the reagent distribution device is located in a fluidized bed above the surface of the distribution system plate with drainage caps at a distance of more than 5 heights of its drainage caps and is a tubular collector with drainage caps installed on it, distributed evenly over the collector cross section.
А при этом устройство распределения реагентов выполнено подвижным и съемным, и соединено вертикальным гибким шлангом, через верх колонны, с системой подачи реагента, и поддерживается в псевдоожиженном слое тросом, связанным с подъемным устройством, которое выполнено с возможностью регулировки глубины погружения и подъема устройства распределения реагентов через верх колонны.And at the same time, the reagent distribution device is made movable and removable, and is connected by a vertical flexible hose, through the top of the column, to the reagent supply system, and is supported in the fluidized bed by a cable connected to the lifting device, which is configured to adjust the immersion depth and lift the reagent distribution device through the top of the column.
В верхней части колонны предпочтительно дополнительно должен быть выполнен патрубок для подачи мелкозернистого материала взамен отработанного.In the upper part of the column, preferably, an additional nozzle should be made for supplying fine-grained material to replace the spent material.
Подъемное устройство выполняют в виде тали.The lifting device is made in the form of a hoist.
Ввод реагентов может производиться через устройство для распределения реагента, выполненного в виде трубчатого коллектора с опущенными вниз патрубками малого сечения, равномерно распределенные по сечению трубчатого коллектора.Reagents can be introduced through a reagent distribution device made in the form of a tubular collector with small section pipes lowered down, uniformly distributed over the cross section of the tubular collector.
Либо ввод реагентов может производиться через устройство для распределения реагента, выполненного в виде трубчатого коллектора с установленными вверх колпачками, основанными на явлении «естественного откоса».Alternatively, the reagents may be introduced through a reagent dispenser constructed as a tubular manifold with caps mounted upwards based on the "natural repose" phenomenon.
Либо ввод реагентов может производиться через устройство для распределения реагента, выполненного в виде трубчатого коллектора с установленными вверх дренажными колпачками щелевого стандартного типа, применяемые в механических и ионообменных фильтрах.Alternatively, reagents can be introduced through a reagent distribution device made in the form of a tubular collector with drain caps of a slotted standard type installed upwards, used in mechanical and ion-exchange filters.
Распределительное устройство представляет собой трубчатый коллектор, соединенный с гибким шлангом подачи реагента и тросом. Трубчатый коллектор выполнен в виде трубок соединенных друг с другом в горизонтальной плоскости и с установленными на них колпачками, которые предпочтительно должны быть равномерно распределены по всем трубкам коллектора. Колпачки могут быть, как обычными опущенными вниз трубками, (как это выполнено в ближайшем аналоге), так и поднятыми вверх трубками с колпачками, основанными на явлении «естественного откоса» (колпачками установленными на патрубках ввода таким образом, что ввод воды выполняется выше нижнего отверстия колпачка на высоту, большую чем может подняться слой твердого зернистого материала после его осаждения), и выполненные каждый следующим образом: колпачок установлен на патрубке для вывода жидкости из трубки коллектора и закреплен так, что его внутренняя трубка соединялась с трубкой коллектора, а наружный колпачок был свободен; так и дренажными щелевыми колпачками стандартного типа, применяемые в механических и ионообменных фильтрах.The distribution device is a tubular manifold connected to a flexible reagent supply hose and a cable. The tubular collector is made in the form of tubes connected to each other in a horizontal plane and with caps mounted on them, which should preferably be evenly distributed over all the tubes of the collector. The caps can be either conventional down-turned tubes (as it is done in the nearest analogue), or raised-up tubes with caps based on the “natural slope” phenomenon (caps installed on the inlet nozzles in such a way that the water is injected above the lower hole cap to a height greater than a layer of solid granular material can rise after its deposition), and each is made as follows: the cap is installed on the nozzle for removing liquid from the collector tube and fixed so that its inner tube is connected to the collector tube, and the outer cap is free; and drainage slotted caps of a standard type, used in mechanical and ion-exchange filters.
Благодаря интенсивному перемешиванию псевдоожиженного слоя реагенты быстро распределяются по сечению реактора.Due to the intensive mixing of the fluidized bed, the reagents are quickly distributed over the cross section of the reactor.
Заявляемое устройство для распределения реагента в псевдоожиженном слое представлено на фиг. 1 и состоит:The inventive device for distributing a reagent in a fluidized bed is shown in FIG. 1 and consists of:
1 - цилиндрическая колонна;1 - cylindrical column;
2 - распределительная тарелка для воды;2 - distribution plate for water;
3 - устройство для распределения реагента;3 - device for the distribution of the reagent;
4 - псевдоожиженный слой песка;4 - fluidized bed of sand;
5 - трос для извлечения и регулировки высоты устройства для распределения реагента;5 - cable for extracting and adjusting the height of the device for distributing the reagent;
6 - шланг подачи реагента;6 - reagent supply hose;
7 - патрубок для вывода умягченной воды;7 - a branch pipe for an output of the softened water;
8 - патрубок для подачи свежего песка;8 - branch pipe for supplying fresh sand;
9 - патрубок для вывода отработанного песка - гранул;9 - branch pipe for the withdrawal of waste sand - granules;
10 - трубчатый коллектор;10 - tubular collector;
11 - патрубки с открытыми концами, опущенные вниз;11 - branch pipes with open ends, lowered down;
12 - патрубки, снабженные дренажными колпачками, выполненные на основании явления «естественного откоса» и направленные вверх;12 - branch pipes equipped with drainage caps, made on the basis of the phenomenon of "natural repose" and directed upwards;
13 - патрубки, снабженные дренажными колпачками стандартного типа;13 - branch pipes equipped with drainage caps of a standard type;
14, 15 - крепления для троса;14, 15 - fasteners for the cable;
16 - регент,16 - regent,
17 - обрабатываемая вода.17 - treated water.
Заявляемое устройство - реакционный аппарат представляет собой (Фиг. 1) цилиндрический корпус 1 с расположенной внизу распределительной тарелкой 2, служащей для распределения очищаемой воды по всему сечению аппарата и не допускающий попадания песка в трубопроводы, подающие воду. Над распределительной тарелкой располагается псевдоожиженный слой песка 4, который занимает 50-80% высоты аппарата. В толще псевдоожиженного слоя расположено распределительное устройство 3. Оно соединено с тросом 5 для его извлечения и регулировки высоты и со шлангом подачи реагента 6. Трос 5 может быть закреплен посредством подъемного устройства (например, тали). При этом подъемное устройство регулирует глубину погружения распределительного устройства 3 и обеспечивает возможность его извлечения, отмывки и ремонта.The inventive device - the reaction apparatus is (Fig. 1) a
Расширение в верхней части необходимо для снижения скорости воды и предотвращения уноса мелкого песка. Умягченная вода выводится через патрубок для вывода 7.The expansion at the top is necessary to reduce water velocity and prevent fine sand from being entrained. Softened water is discharged through the
В верхней части аппарата расположен патрубок подачи свежего песка 8.In the upper part of the apparatus there is a branch pipe for supplying
В нижней зоне расположен патрубок для периодической выгрузки гранул т.е. песка с налипшим на него слоем карбоната кальция, соединённым с патрубком 9 и далее с трубопроводом.In the lower zone there is a branch pipe for periodic unloading of granules i.e. sand with a layer of calcium carbonate adhering to it, connected to branch
Такое расположение распределительного устройства обеспечивает протекание реакции в пространстве, свободном от частей нижней распределительной тарелки.Such an arrangement of the distribution device ensures that the reaction proceeds in a space free from parts of the lower distribution plate.
В распределительное устройство насосом подается раствор щелочи, кальцинированной соды или известковой воды. 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.A solution of alkali, soda ash or lime water is supplied to the switchgear by a pump. 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, which are called granules, increases, they form a heavier layer at the bottom of the reactor. As large granules accumulate, they are unloaded from the reactor, and a portion of fresh loading is introduced from above.
На фиг. 2-5 показаны варианты конструкции устройств распределения реагентов 3. Трос 5 для его подъема жестко закрепляется на коллекторе 10 в точках 14 или 15. К нему же подключается гибкий шланг подачи реагента 6. Ввод реагента в слой песка производится через распределенные по периметру коллектора 10 устройствами, которые могут быть как в виде опущенных вниз трубок 11 в соответствие с патентом РФ № 198959 (см. фиг. 2), так и, с поднятыми вверх трубками и колпачками 12, основанными на явлении «естественного откоса» в соответствие с патентом РФ № 2752351 (см. фиг. 3), так и стандартного типа 13, применяемые в механических и ионообменных фильтрах, показанных на фиг. 4. При этом расположение выводящих устройств 11,12,13 из трубчатого коллектора 10 показано на фиг. 5.In FIG. Figures 2-5 show design options for
Проведенные длительные 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, что соответствует расчётам.Conducted long-term tests of the reactor model with a fluidized bed 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, which corresponds to the calculations.
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2785322C1 true RU2785322C1 (en) | 2022-12-06 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156747C1 (en) * | 1999-12-22 | 2000-09-27 | Государственное предприятие Комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (НИИ ВОДГЕО) | Vortex reactor for water decarbonization |
US8070961B2 (en) * | 2004-08-19 | 2011-12-06 | Degremont | So-called water catalytic decarbonation appliances |
RU198959U1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-08-05 | Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР" | REACTOR FOR REAGENT WATER SOFTENING |
RU205703U1 (en) * | 2021-02-05 | 2021-07-29 | Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР" | REACTOR WITH A LIQUIDED LAYER OF CARRIER FOR REAGENT SOFTENING OF WATER |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156747C1 (en) * | 1999-12-22 | 2000-09-27 | Государственное предприятие Комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (НИИ ВОДГЕО) | Vortex reactor for water decarbonization |
US8070961B2 (en) * | 2004-08-19 | 2011-12-06 | Degremont | So-called water catalytic decarbonation appliances |
RU198959U1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-08-05 | Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР" | REACTOR FOR REAGENT WATER SOFTENING |
RU205703U1 (en) * | 2021-02-05 | 2021-07-29 | Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР" | REACTOR WITH A LIQUIDED LAYER OF CARRIER FOR REAGENT SOFTENING OF WATER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3232434A (en) | Device for purifying waste waters | |
CA2829113C (en) | Reactor for precipitating solutes from wastewater and associated methods | |
CN105936531A (en) | Induced crystallization and deposition water treatment equipment | |
CN104925986A (en) | Near-zero discharge treatment system for pickling waste liquid and washing wastewater in steel industry and process thereof | |
CN107162185B (en) | Industrial wastewater denitrification device and process | |
CN103011426B (en) | Industrial wastewater treatment device and treatment method | |
RU2785322C1 (en) | Apparatus for reagent distribution in the fluidised bed | |
RU174587U1 (en) | BIOFILTER FOR PURIFICATION OF WATER IN FISHING SYSTEMS | |
US4725367A (en) | Buoyant filter media | |
CN206308090U (en) | Two-stage two-phase fluidization bed is from crystallization treatment fluorine high, the system of high rigidity waste water | |
RU198959U1 (en) | REACTOR FOR REAGENT WATER SOFTENING | |
KR101037888B1 (en) | Hybrid wastewater treatment equipment with sedimentation, biological degradation, filtration, phosphorus removal and uv disinfection system in a reactor | |
US20200290909A1 (en) | Fluidized bed pellet reactor water softener and process for softening water | |
JP2003340487A (en) | Method for supplying water to be treated of upflow anaerobic treatment apparatus | |
RU215799U1 (en) | Reactor for reagent water softening | |
RU205703U1 (en) | REACTOR WITH A LIQUIDED LAYER OF CARRIER FOR REAGENT SOFTENING OF WATER | |
CN204607739U (en) | A kind of steel industry spent pickle liquor and flushing waste water near zero release treatment system | |
CN107050937A (en) | A kind of processing system and processing method in coal chemical industry Heisui River | |
US5269936A (en) | Process for treating ion exchange resin | |
CN208440410U (en) | Water treatment facilities in aluminum alloy pattern plate high-pressure cleaning system | |
KR100330494B1 (en) | A Fluidized Biofilm Bed Reactor | |
RU2372967C2 (en) | Method of filtration and bulyzhev's self-wiring filter to this end | |
CN208700772U (en) | Calcium carbonate washup Sewage treatment reuse means | |
JP2000301166A (en) | Waste water treatment apparatus | |
CN110862143A (en) | Automatic oxygen-deficient expansion bed device for high-concentration nitrate-nitrogen wastewater treatment |