RU90784U1

RU90784U1 - LIQUID CHLORINE EVAPORATOR

Info

Publication number: RU90784U1
Application number: RU2009132887/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Кожевников; Ованес Петрович Петросян; Андрей Анатольевич Баранов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фирменное специализированное предприятие "КРАВТ"
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2010-01-20

Abstract

Испаритель жидкого хлора, состоящий из трубчатого теплообменника и водяного нагревателя, отличающийся тем, что трубчатый теплообменник, выполненный в форме змеевика, расположен внутри водяного термостата (бойлера), который представляет собой защищенный термоизоляцией сосуд, заполненный непроточной деминерализованной водой, в которую погружен электрический нагреватель, снабженный измерителем и регулятором температуры воды, и на входе по хлору испаритель дополнительно содержит расширительную камеру.A liquid chlorine evaporator consisting of a tubular heat exchanger and a water heater, characterized in that the tubular heat exchanger, made in the form of a coil, is located inside a water thermostat (boiler), which is a thermally insulated vessel filled with non-flowing demineralized water, into which an electric heater is immersed, equipped with a meter and a regulator of water temperature, and at the inlet for chlorine, the evaporator further comprises an expansion chamber.

Description

Изобретение относится к области обеззараживания воды, в частности, может быть использовано на больших станциях хлорирования с большим расходом газообразного хлора для подачи его в обрабатываемую воду.The invention relates to the field of water disinfection, in particular, can be used at large chlorination stations with a large consumption of gaseous chlorine to supply it to the treated water.

Хлорирование - наиболее распространенный способ обеззараживания питьевой воды. В качестве источника хлора используется сжиженный хлор или вещества, содержащие активный хлор (хлорная известь, гипохлориты и др.). Однако наибольшее распространение получил сжиженный хлор в качестве источника газообразного хлора, способного хорошо растворяться в воде, а также благодаря появлению аппаратов, работающих на сжиженном хлоре, названных впоследствии хлораторами. Производительность таких аппаратов определяется условиями, обеспечивающими переход жидкого хлора в газообразное состояние. По мере расходования газообразного хлора, давление в баллоне жидкого хлора падает, происходит понижение температуры хлора, приводящее к замедлению испарения, и тем самым - к снижению подачи газообразного хлора и уменьшению производительности хлоратора. Для получения большего количества газообразного хлора подключают серию баллонов, что требует увеличения площадей и количества обслуживающего персонала, или создать температурные условия, обеспечивающие постоянный и быстрый переход жидкого хлора в газообразное состояние. Поэтому на больших станциях хлорирования вместо баллонов с хлором используют контейнеры с хлором большой емкости, хлораторы с большой производительностью и испарители жидкого хлора должны, соответственно, обеспечивать газообразным хлором эту производительность.Chlorination is the most common method of disinfecting drinking water. As a source of chlorine, liquefied chlorine or substances containing active chlorine (bleach, hypochlorites, etc.) are used. However, liquefied chlorine is most widely used as a source of gaseous chlorine, which can dissolve well in water, and also due to the appearance of devices operating on liquefied chlorine, later called chlorinators. The performance of such devices is determined by the conditions ensuring the transition of liquid chlorine to a gaseous state. As the consumption of gaseous chlorine, the pressure in the cylinder of liquid chlorine decreases, there is a decrease in the temperature of chlorine, leading to a slowdown in evaporation, and thereby to a decrease in the supply of gaseous chlorine and a decrease in the performance of the chlorinator. To get more chlorine gas, a series of cylinders is connected, which requires an increase in the area and number of staff, or create temperature conditions that ensure a constant and fast transition of liquid chlorine to a gaseous state. Therefore, at large chlorination stations, instead of chlorine cylinders, containers with chlorine of large capacity are used, chlorinators with high capacity and liquid chlorine vaporizers must accordingly provide this capacity with gaseous chlorine.

Известно устройство для испарения и улавливания жидкого хлора с нагревательным элементом фиг.1, которое является составной частью хлоратора ADVANCE 200, выпускаемого фирмой ECOVIZ KFT (http://www.cito-ufa.ru/prod01/htm).A device for the evaporation and capture of liquid chlorine with a heating element of figure 1, which is part of the chlorinator ADVANCE 200, manufactured by ECOVIZ KFT (http://www.cito-ufa.ru/prod01/htm).

Устройство состоит из уловителя в виде прямой вертикальной трубки с дном, соединенной с помощью переходника с хлоратором и с помощью трубопровода с баллоном жидкого хлора, термоэлектрического нагревателя, расположенного в нижней части корпуса уловителя и соединенного с блоком питания. С хлором также могут поступать и механические примеси, которые оседают на дне уловителя, поэтому нижнюю часть уловителя часто называют грязевиком. Для удаления загрязнений и промывки грязевика в нижней части корпуса уловителя предусмотрена пробка.The device consists of a trap in the form of a straight vertical tube with a bottom connected by an adapter to a chlorinator and by means of a pipeline with a cylinder of liquid chlorine, a thermoelectric heater located in the lower part of the trap body and connected to a power supply. Chlorine can also receive mechanical impurities that settle on the bottom of the trap, so the bottom of the trap is often called a dirt collector. To remove dirt and flush the sump, a plug is provided at the bottom of the trap body.

Данное устройство имеет целый ряд преимуществ, так как предназначен, именно, для работы с хлораторами и в такой конструкции уловителя-испарителя предусмотрено полное испарение жидкого хлора. Однако данное устройство предназначено для работы с хлораторами невысокой производительности (до 40 кг/ч) и не пригодно для работы с хлораторами более высокой производительности.This device has a number of advantages, as it is intended, specifically, for working with chlorinators, and in this design of the trap-evaporator, complete evaporation of liquid chlorine is provided. However, this device is designed to work with low-capacity chlorinators (up to 40 kg / h) and is not suitable for working with higher-performance chlorinators.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ускорения перехода жидкого хлора в газообразное состояние фиг.2 (Л.А.Кульский. Теоретические основы и технология кондиционирования. Процессы и аппараты. 4 переработ. и доп.изд. Киев. Наукова думка, 1983 г., стр.259-261). В трубчатом испарителе жидкий хлор из баллонов поступает в нижнюю камеру испарителя, соединенную с верхней камерой стальными трубками диаметром 12 мм и длиной 1200 мм. Общая поверхность обогрева испарителя примерно 1 м². Поднимаясь по трубкам, обогреваемым проточной магистральной горячей водой, хлор интенсивно испаряется. Данное устройство позволяет подавать газообразный хлор при подключении двух-трех стандартных баллонов и используется на больших станциях водоподготовки наших городов, где требуется большая производительность по получению газообразного хлора. Недостатком данного устройства является излишняя сложность и громоздкость конструкции и отсутствие возможности регулирования температуры испарения жидкого хлора, так как температура нагревателя определяется только температурой магистральной горячей воды.The closest in technical essence and the achieved result is a device for accelerating the transition of liquid chlorine to the gaseous state of figure 2 (L.A. Kulsky. Theoretical foundations and conditioning technology. Processes and apparatuses. 4 reprocessing and add. Kiev. Naukova Dumka 1983, pp. 259-261). In a tubular evaporator, liquid chlorine from the cylinders enters the lower chamber of the evaporator connected to the upper chamber by steel tubes with a diameter of 12 mm and a length of 1200 mm. The total heating surface of the evaporator is approximately 1 m ² . Rising through pipes heated by running main hot water, chlorine evaporates rapidly. This device allows you to supply gaseous chlorine when connecting two or three standard cylinders and is used at large water treatment plants in our cities, which require high productivity for the production of gaseous chlorine. The disadvantage of this device is the excessive complexity and cumbersome design and the inability to control the temperature of evaporation of liquid chlorine, since the temperature of the heater is determined only by the temperature of the main hot water.

Техническим результатом полезной модели является увеличение способности преобразования жидкого хлора в газообразный хлор до 200 кг/ч.The technical result of the utility model is to increase the ability to convert liquid chlorine into chlorine gas to 200 kg / h.

Технический результат достигается тем, что в известном испарителе жидкого хлора, состоящем из трубчатого теплообменника и водяного нагревателя, а трубчатый теплообменник выполненный в форме змеевика расположен внутри водяного термостата (бойлера), который представляет собой защищенный термоизоляцией сосуд, заполненный непроточной деминерализованной водой, в которую погружен электрический нагреватель, снабженный измерителем и регулятором температуры воды, и на входе по хлору испаритель дополнительно содержит расширительную камеру.The technical result is achieved in that in a known liquid chlorine evaporator, consisting of a tubular heat exchanger and a water heater, and a tubular heat exchanger made in the form of a coil is located inside a water thermostat (boiler), which is a thermally protected vessel filled with non-flowing demineralized water into which an electric heater equipped with a meter and a regulator of water temperature, and at the inlet for chlorine, the evaporator further comprises an expansion chamber.

Технический результат достигается благодаря тому, что, во-первых, площадь теплообмена увеличена за счет использования трубчатого теплообменника в форме змеевика, во-вторых, температура нагревателя поддерживается постоянной за счет использования водяного термостата (бойлера) с эффективной термоизоляцией бойлера, предотвращающей потери температуры, а также за счет возможности устанавливать требуемую температуру с помощью электрического нагревателя, погруженного в бойлере и снабженного измерителем и регулятором температуры воды.The technical result is achieved due to the fact that, firstly, the heat transfer area is increased due to the use of a tubular heat exchanger in the form of a coil, and secondly, the temperature of the heater is kept constant by using a water thermostat (boiler) with effective thermal insulation of the boiler, which prevents temperature loss, and also due to the ability to set the desired temperature using an electric heater immersed in the boiler and equipped with a meter and a temperature controller.

Использование термостата с непроточной водой исключает полностью расход горячей магистральной воды, что делает устройство более экономичным. Расширительная камера, входящая в состав испарителя, предупреждает повышение давления газообразного хлора в трубопроводе при избыточном его испарении и сигнализирует об опасности и неисправности устройства.Using a thermostat with running water completely eliminates the consumption of hot main water, which makes the device more economical. The expansion chamber, which is part of the evaporator, prevents an increase in the pressure of gaseous chlorine in the pipeline with excessive evaporation and signals the danger and malfunction of the device.

На фиг.3 изображен испаритель, общий вид.Figure 3 shows the evaporator, a General view.

Испаритель относится к типу водяных термостатов. Эффект испарения жидкого хлора достигается при прохождении его через змеевик теплообменника внутри водяного термостата. Вода нагревается электрическим погружным нагревателем, который контролируется измерителем температуры. Потеря температуры предотвращается использованием эффективной изоляции бойлера.The evaporator is a type of water thermostat. The effect of evaporation of liquid chlorine is achieved when it passes through the coil of the heat exchanger inside the water thermostat. Water is heated by an electric immersion heater, which is controlled by a temperature meter. Temperature loss is prevented by using efficient boiler insulation.

Испаритель состоит из водяного термостата (бойлера) 1 емкостью 20 литров с эффективной термоизоляцией 2, змеевика теплообменника 3, расположенного внутри водяного термостата 1, электрического нагревателя 4, погруженного в водяной термостат 1, измерителя и регулятора температуры 5, выполненного в виде индикационной панели 6, расположенной на пульте управления 7. Испаритель жидкого хлора дополнительно содержит расширительную камеру 8 с предохранительным переключателем давления 9.The evaporator consists of a water thermostat (boiler) 1 with a capacity of 20 liters with effective thermal insulation 2, a coil of the heat exchanger 3 located inside the water thermostat 1, an electric heater 4 immersed in the water thermostat 1, a meter and temperature controller 5, made in the form of an indicator panel 6, located on the control panel 7. The evaporator of liquid chlorine further comprises an expansion chamber 8 with a safety pressure switch 9.

Испаритель жидкого хлора работает следующим образом.The liquid chlorine evaporator operates as follows.

Жидкий хлор из контейнера с жидким хлором по трубопроводу 10, проходит через змеевик теплообменника 3, преобразуется в газообразный хлор и через систему подвода газообразного хлора, включающую манометр 11 запорный кран 12, фильтр 13, регулирующий вентиль 14, поступает в хлоратор. Перед началом работы водяной термостат 1 заполняется деминерализованной водой, включается электрический нагреватель 4 и на пульте управления 7, устанавливается заданная температура кнопкой 5. Как только термостат достигнет требуемой температуры, открывается запорный кран 12 подачи жидкого хлора сначала на 1/3 производительности, а затем, если система нормально функционирует, ступенчато увеличивается до максимального значения. В случае превышения давления в испарителе выше допустимого аварийная мембрана предохранительного переключателя 9 разрывается и давление падает за счет присоединения объема расширительной камеры 8. Если же давление внутри расширительной камеры превышает максимальное значение, то включается сигнал тревоги о неисправности испарителя 1.Liquid chlorine from the container with liquid chlorine through pipeline 10 passes through the coil of the heat exchanger 3, is converted into gaseous chlorine, and through the chlorine gas supply system, including a pressure gauge 11, a shut-off valve 12, a filter 13, a control valve 14, enters the chlorinator. Before starting work, the water thermostat 1 is filled with demineralized water, the electric heater 4 is turned on and the control temperature 7 is set, the set temperature is set with button 5. As soon as the thermostat reaches the desired temperature, the shut-off valve 12 for supplying liquid chlorine opens, first at 1/3 capacity, and then, if the system functions normally, it increases stepwise to the maximum value. If the pressure in the evaporator is higher than the permissible value, the safety diaphragm of the safety switch 9 ruptures and the pressure drops due to the connection of the volume of the expansion chamber 8. If the pressure inside the expansion chamber exceeds the maximum value, the alarm about the failure of the evaporator 1 is activated.

Повышение или понижение производительности хлоратора происходит путем увеличения или уменьшения подачи газообразного хлора в хлоратор регулирующим вентилем 14 и с помощью повышения или понижения температуры водяного термостата 1 электрическим нагревателем 4 в заданных пределах с помощью измерителя и регулятора температуры 5.An increase or decrease in the performance of the chlorinator occurs by increasing or decreasing the supply of chlorine gas to the chlorinator by the control valve 14 and by raising or lowering the temperature of the water thermostat 1 with an electric heater 4 within the specified limits using a meter and a temperature controller 5.

Таким образом, предлагаемая конструкция испарителя жидкого хлора позволяет обеспечить максимальную производительность хлоратора, благодаря увеличению способности преобразования жидкого хлора в газообразный хлор за счет увеличения площади теплообмена путем использования трубчатого теплообменника в форме змеевика и за счет использования водяного термостата, эффективно поддерживающего температуру теплообмена, и возможности устанавливать и регулировать температуру нагревателя.Thus, the proposed design of an evaporator of liquid chlorine allows to ensure maximum productivity of the chlorinator, by increasing the ability to convert liquid chlorine into gaseous chlorine by increasing the heat transfer area by using a tubular heat exchanger in the form of a coil and by using a water thermostat that effectively maintains the heat exchange temperature and the ability to set and adjust the temperature of the heater.

При этом конструкция испарителя по сравнению с прототипом не громоздкая, экономичная за счет нагрева бойлера непроточной водой.Moreover, the design of the evaporator compared to the prototype is not bulky, economical due to heating the boiler with non-running water.

Заявляемая конструкция испарителя жидкого хлора может использоваться и в других отраслях народного хозяйства.The inventive design of the evaporator of liquid chlorine can be used in other sectors of the economy.

Claims

A liquid chlorine evaporator consisting of a tubular heat exchanger and a water heater, characterized in that the tubular heat exchanger, made in the form of a coil, is located inside a water thermostat (boiler), which is a thermally insulated vessel filled with non-flowing demineralized water, into which an electric heater is immersed, equipped with a meter and a regulator of water temperature, and at the inlet for chlorine, the evaporator further comprises an expansion chamber.