Декарбонизаторы

Декарбонизаторы «Туман» - современные высокоэффективные аппараты, предназначенные для удаления из питательной воды котлов, воды подпитки тепловых сетей и горячего водоснабжения избыточной углекислоты, образующейся на предыдущих стадиях обессоливания (Н-катионирование, подкисление).

Аппараты ДКПР не содержат насадки (кольца Рашига) и вентилятора, не чувствительны к колебаниям нагрузки в широких пределах, не снижают эффективности в процессе эксплуатации. Чрезвычайно просты в обслуживании и удобны в ремонте. Продолжительность последнего не превышает нескольких часов.

Разрабатываются и изготавливаются индивидуально, в широком диапазоне производительностей (от 5 м³/ч  до нескольких тысяч) с учетом содержания в исходной воде СО₂, места размещения, располагаемого напора после ионитных фильтров, требуемого диапазона регулирования производительности и т.п.

Особенности декарбонизаторов "Туман"

 Декарбонизаторы "Туман" относятся к прямоточным  распылительным аппаратам эжекционного типа. В них контакт между водой и воздухом происходит на  высокоразвитой  поверхности  капель. При этом  воздух  поступает в аппарат за счет эжекционного эффекта, создаваемого движущимся потоком капель.  Таким образом, в них отсутствуют как насадка (в традиционных  декарбонизаторах  это кольца Рашига с регулярной укладкой не менее 8 - 12 рядов) так и вентилятор,  что делает ДКПРы более надежными, экономичными и простыми. По этой же причине их эффективность в процессе эксплуатации  не  изменяется,  а с увеличением нагрузки она даже возрастает (рост давления воды перед форсунками сопровождается уменьшением размера капель,  т.е.  увеличением удельной поверхности контакта фаз).

В таких  аппаратах  полностью  исключается  проскок  газа (байпасирование), так  как  он  поступает в аппарат только под динамическим воздействием капель,  т.е.  при обязательном контакте с ними,  а также масштабный эффект,  так как  масштабной единицей является капля (процесс происходит на поверхности капель).

Основным элементом декарбонизаторов "Туман" являются форсунки, которые располагаются так,  что легкодоступны для обслуживания и ремонта (последний заключается в их  промывке  при необходимости, что занимает не более 0,5-1 часа). Следовательно, эксплуатация и ремонт требуют  минимальных  затрат.  Вывод декарбонизатора на рабочий режим занимает не более 1-3-х минут.

Декарбонизаторы "Туман" как и все аппараты серии "Радуга" содержат две  основные  зоны - контакта и сепарации.  При этом возможны самые различные конструктивные решения взаимного расположения зон.  Кроме того, для обеспечения широкого диапазона регулирования производительности  аппаратов  используется   их секционирование, причем секции могут быть полностью автономными, частично автономными (например,  несколько зон контакта  и одна общая зона сепарации) и совмещенными в одном объеме.

Еще один подход,  обеспечивающий любой диапазон регулирования производительности  декарбонизационной  установки,  гибкость схемы, удобство транспортировки аппаратов на предприятие и монтажа на месте размещения, простоту обслуживания и ремонта выполнение их в составе нескольких модулей.

          Принцип работы декарбонизаторов "Туман".

Работа аппарата поясняется схемой, приведенной на  рис.1.

Вода на декарбонизацию подается на коллектор 1, 2 и  форсунками 3 распыливается на капли.  Поток быстро летящих капель, образующих факел распыла в зоне контакта "К",  эжектирует в свою полость окружающий воздух и обеспечивает  их  взаимодействие. Так как содержание  СО2  в поступающей  воде  ВЫШЕ РАВНОВЕСНОГО,  то движущая сила процесса (разность рабочей  и  равновесной  концентраций) существенно выше нуля, а процесс направлен в сторону перехода диоксида углерода  из  воды  в  воздух.

Удельный расход воздуха (в нашем случае совпадает с коэффициентом эжекции) берется таким, чтобы переход в него диоксида углерода из воды приводил лишь к несущественному росту концентрации СО2 в воздухе (50-400 и более кб.м. воздуха  на  один кб.м. декарбонизируемой воды) в зависимости от концентрации углекислоты в воде перед  декарбонизатором.

При выполнении указанного условия,  а также учитывая  тот факт, что СО2 относится к труднорастворимым газам,  прямоток в отношении движущей силы ничем не уступает противотоку.

Декарбонизированная вода собирается в нижней части корпуса  - поддоне 4 и сливается из аппарата в бак декарбонизированной воды.  Устройства  5  предотвращают  непосредственное ударное воздействие капель на зеркало воды в поддоне и связанное с этим пенообразование.

Отработанный воздух  направляется  в  зону сепарации "С", где освобождается от капель и выбрасывается в атмосферу. Отделение капель  обуславливается двумя механизмами:  инерционным, возникающим при развороте воздуха почти на  180  градусов  при его переходе  в  зону сепарации и в следствии почти в 1000 раз большей плотности капель по сравнению с плотностью воздуха;  и гравитационным, т.е.  осаждением капель под действием силы тяжести в зоне сепарации,  обусловленным снижением скорости газа (и его несущей способности) в расширяющейся по направлению его движения зоне сепарации.  

Подключение декарбонизатора в технологическую схему.

Схема включения декарбонизатора в технологическую цепочку умягчения питательной воды приведена на рис.2. Она отражает достаточно распространенный  случай, когда декарбонизатор включается  после  Na-катионирования перед (рис.3а) или после (рис.3б) подогревателя перед подачей подпиточной воды тепловых сетей на вакуумную деаэрацию в районной водогрейной котельной. Возможны и многие другие варианты,  которые  приводятся  в  литературе  и встречаются на практике. Например,  в схемах подготовки подпиточной воды котлов в большой энергетике  декарбонизатор устанавливается после первых  ступеней  Н-катионирования  и Н-анионирования перед вторыми ступенями Н-к и Н-а.

Рис.2  Варианты включения декарбонизационной установки (ДКУ) в схему подготовки подпиточной воды тепловой сети с вакуумным деаэратором ДСВ-400

Декарбонизационная установка может состоять из любого числа декарбонизаторов (модулей). Схема двух вариантов обвязки двухмодульной установки  приведена на рис.3.  Здесь же показаны  индексами М1 и М2 обозначены манометры (со шкалой 0 - 0,6 МПа).  В более подробных комментариях схема не нуждается.

Отметим, что  декарбонизаторы ДКПР легко сочетаются и работают в параллель с аппаратами других типов,  в том  числе и с традиционными насыпными.