Установка для виробництва водного розчину діоксиду хлору і хлору

Реферат: В установці для виробництва водного розчину діоксиду хлору і хлору, що використовує як реагенти сірчану кислоту, хлорат і хлорид натрію, міститься блок управління, реактор для отримання водного розчину діоксиду хлору і хлору, контейнери для реагентів, дозуючі насоси для подачі реагентів в реактор, ємність з водою для промивання реактора, вентилі та клапани для регулювання потоків матеріалів, водоструминний ежектор, індикатор витрати повітря, вимірювач-регулятор температури і тиску, система регулярного промивання реактора і клапан регулярного промивання зливу з реактора в ежектор. Реактор може бути забезпечений також датчиком температури, а установка датчиком діоксиду хлору. UA 90239 U (12) UA 90239 U UA 90239 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Область техніки Винахід відноситься до установок для виробництва розчину хлорвмісних окислювачів (хлор, гіпохлорит, діоксид хлору), що застосовуються в якості дезінфікуючих реагентів при знезараженні та очищенні питних, стічних, оборотних вод та інших середовищ. Попередній рівень техніки Відома установка Bello Zon ® фірми Prominent ® (Німеччина), яка виробляє водний розчин діоксиду хлору для знезараження води. Установка містить блок управління, реактор для отримання діоксиду хлору, дозуючі насоси для подачі реагентів в реактор, вентилі та клапани для регулювання потоків реагентів. Застосовується з 2002 р. в м. Нижній Тагіл Свердловської області Верхньо-Вийський гідровузол [див. Гурвич В.Б., Хачатуров А.А., Селянкина К.П., Борзунова Е.А., Плотко Э.Г., Сайченко С.П., Акрамов Р.Л. "О целесообразности комбинированного использования хлора и диоксида хлора для обеззараживания питьевой воды в практике централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения города Нижнего Тагила", Сб. "Актуальные проблемы профилактической медицины в Уральском регионе", Екатеринбург, 2002. - C. 91-95]. В якості реагентів для даних установок застосовують розчин соляної кислоти і розчин хлориту натрію. Реагенти безперервно подаються в реактор за допомогою дозуючих насосів і заповнюють весь його обсяг. Утворений в реакторі діоксид хлору повністю розчиняється в суміші реагентів і у вигляді водного розчину видаляється з верхньої частини реактора в камеру попереднього змішування байпасної труби, по якій протікає водопровідна вода. У камері попереднього змішування байпасної труби розчин діоксиду хлору із залишками непрореагованих реагентів, який видавлюється з реактора, розчиняється у воді, що проходить, утворюючи робочий розчин діоксиду хлору. Далі цей робочий розчин використовують для знезараження оброблюваної води. До складу установки Bello Zon ® входять також вентилі, клапани та інші пристрої для регулювання потоків реагентів. Недоліки відомої установки полягають у наступному. Установка Bello Zon ® використовує дорогий хлорит натрію. Установка Bello Zon ® працює під тиском для того, щоб весь діоксид хлору, який виділяється в реакторі, залишався в робочому розчині, не виділяючись в газову фазу. Наявність надлишкового тиску пред'являє підвищені вимоги до герметичності та надійності всіх вузлів і місць зчленувань трубопроводів установки. Застосування летючої соляної кислоти також ускладнює експлуатацію установки і погіршує умови роботи обслуговуючого персоналу. Найближчою за сукупністю суттєвих ознак до винаходу, що заявляється, є установка для отримання водного розчину діоксиду хлору і хлору (див. патент РФ на корисну модель № 45378 "Установка для отримання діоксиду хлору", МПК 7 C1B11/02, пріоритет від 20.12.2004 p., опубліковано 10.05.2005 р.) Установка включає блок управління, реактор, дозуючі насоси, водоструминний ежектор, ємність для зберігання сірчаної кислоти, ємність для зберігання розчину хлорату і хлориду натрію, повітряний вентиль, ємність для зберігання води, ротаметр, електроконтактний мановакуумметр, клапани і вентилі. Для отримання розчину діоксиду хлору і хлору використовується реакція взаємодії концентрованої сірчаної кислоти з концентрованим розчином хлорату і хлориду натрію, які значно дешевші від хлориту натрію і соляної кислоти (сировина для установок Bello Zon ®). Використовувані у відомій установці реагенти в промислових масштабах виробляються практично у всіх країнах, у тому числі в Росії. Вони не летючі, що поліпшує умови праці обслуговуючого персоналу і полегшує експлуатацію установки. Реактор відомої установки працює під розрідженням, тому виключається потрапляння діоксиду хлору або реакційного розчину в навколишнє повітря навіть при порушенні герметичності будь-яких вузлів. У відомій установці немає яких-небудь вузлів або трубопроводів, в яких би знаходилися розчини з високою (вище межі розчинності) концентрацією діоксиду хлору і хлору, тому при раптовому відключенні електроенергії або зменшенні тиску води в жодному вузлі установки не відбувається виділення діоксиду хлору і хлору з розчинів і не утворюються його вибухонебезпечні суміші, що підвищує надійність і безпеку установки. До складу установки входить також ємність, призначена для зберігання і подачі в реактор води на початку кожного пуску установки, а також з метою припинення реакції виділення діоксиду хлору і промивання реактора при виникненні аварійних ситуацій (відключення електроенергії, зменшення тиску водопровідної води і т.д.). Блок управління регулює продуктивність установки по діоксиду хлору в залежності від витрати оброблюваного середовища, видає інформацію про основні параметри режиму роботи установки (розрідження 1 UA 90239 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 в реакторі, наявність реагентів в ємностях, рівень води в ємності) і управляє роботою вузлів установки в цілому. Розкриття винаходу Технічною задачею винаходу є підвищення надійності роботи установки за рахунок збільшення терміну безперебійної роботи між профілактичними та ремонтними роботами. Технічна задача вирішується тим, що в установці для виробництва водного розчину діоксиду хлору і хлору, яка використовує в якості реагентів сірчану кислоту, хлорат і хлорид натрію, яка містить блок управління, реактор для отримання водного розчину діоксиду хлору і хлору, контейнери для реагентів, дозуючі насоси для подачі реагентів в реактор, ємність з водою для промивання реактора, вентилі та клапани для регулювання потоків матеріалів, водоструминний ежектор, індикатор витрати повітря, вимірювач-регулятор температури і тиску, згідно з винаходом установка забезпечена системою регулярного промивання реактора і клапаном регулярного промивання зливу з реактора в ежектор і ежектора. Реактор може бути забезпечений також датчиком температури, а установка може бути забезпечена датчиком діоксиду хлору. Короткий опис креслень Винахід пояснюється кресленням, де на фіг. представлено пристрій установки для виробництва водного розчину діоксиду хлору і хлору. Установка для виробництва водного розчину діоксиду хлору і хлору включає блок управління (1), вимірювач-регулятор температури і тиску (2), перетворювач тиску (3), клапан подачі води в ємність з водою (4) для аварійного промивання реактора, реактор (5), багатофункціональні клапани (6, 13), дозуючі насоси (7, 12), контейнери для реагентів (8, 11), водоструминний ежектор (9), датчик діоксиду хлору (10), датчик температури (14), клапан промивання зливу з реактора в ежектор і ежектора (15), клапан промивання реактора (16), повітряний вентиль (17), ємність для зберігання води (18), індикатор витрати повітря (19). При цьому ємність з водою (18), клапан промивання реактора (16) і трубки, по яких іде подача води з ємності (18) у реактор (5) утворюють систему регулярного промивання реактора, так як, на відміну від найближчого аналога, де воду в реактор (5) подають тільки при пуску установки і в аварійному режимі, згідно з винаходом в установці здійснюють промивання регулярно в процесі роботи (через кожні 2-4 години залежно від продуктивності установки). Кращий варіант здійснення винаходу. Установка для виробництва водного розчину діоксиду хлору і хлору працює таким чином. Реагенти (розчин хлорату і хлориду натрію і сірчана кислота) з контейнерів 8 і 11 насосамидозаторами 7 і 12 через багатофункціональні клапани 6 і 13 подаються в реактор 5, де відбувається хімічна реакція з утворенням водного розчину діоксиду хлору і хлору і газоподібних діоксиду хлору і хлору. Для перемішування реагентів в реактор 5 подається повітря, кількість якого контролюється індикатором витрати повітря 19 і регулюється вентилем 17. Новоутворена газорідинна суміш з реактора 5 видаляється водоструминним ежектором 9, а утворений робочий розчин направляється на обробку води в якості комбінованого дезінфектанту. Вміст діоксиду хлору в розчині контролюється датчиком діоксиду хлору 10. Ємність 18 заповнюється через клапан 4 і служить для зберігання води, необхідної для заповнення реактора 5 через клапан 16 на початку кожного циклу роботи і промивання його в кінці роботи. Періодичне промивання реактора 5 і ежектора 9 може здійснюватися автоматично також з метою запобігання забивання їх кристалами сульфату натрію, які можуть утворюватися в перетинах каналів при висиханні розчину. Для підтримання процесу в реакторі 5 в заданому режимі слугує блок управління 1, який одержує інформацію про температуру і тиск в реакторі 5 від датчиків температури 14 і тиску 3 через вимірювач-регулятор 2, а також в заданому режимі відкриває і закриває клапан 15 і клапан 16. Блок управління також контролює роботу насосівдозаторів 7 і 12. Реактор 5 являє собою циліндр об'ємом 1 л, що має штуцери для подачі в реактор 5 сірчаної кислоти, розчину хлорату і хлориду натрію, повітря та води і запобіжний клапан для скидання тиску при аварійних ситуаціях, а також вихідний штуцер для відводу газоповітряної суміші і відпрацьованого реакційного розчину з реактора 5 в ежектор 9 і зливний клапан, через який з реактора 5 відводиться відпрацьований реакційний розчин в каналізацію при аварійних ситуаціях. Для запобігання ймовірності обсихання і забивання кристалами сульфату натрію повітряних каналів реактора 5 і трубки зливу з реактора 5 в ежектор 9 установка забезпечена додатковою системою регулярного промивання і відповідно ще одним клапаном 15, що з'єднує трубками ємність з водою 18 і реактор 5. При роботі установки з малою продуктивністю по діоксиду хлору (менше 100 г/год.) може зростати ймовірність обсихання трубки зливу з реактора 5. Для 2 UA 90239 U 5 10 15 20 запобігання цьому установка забезпечена системою регулярного промивання ежектора 9 і зливу з реактора в ежектор. Приклад. Установка для виробництва водного розчину діоксиду хлору і хлору продуктивністю 100 г/год. по діоксиду хлору. В якості реагентів використовують сірчану кислоту з концентрацією 94-96 % і водний розчин хлорату і хлориду натрію, який містить 310-330 г/л хлорату натрію і 170-190 г/л хлориду натрію. Швидкість подачі сірчаної кислоти в реактор 50,15 л/год. Швидкість подачі розчину хлорату і хлориду натрію в реактор 5-0,28 л/год. Розрідження в реакторі становить 0,03 МПа. Тиск води на вході в ежектор 9-0,3 МПа. Витрата води через ежектор 9 - не більше 2000 л/год. Дванадцять разів на добу проводиться автоматичне промивання реактора 5 через трубку зливу з реактора 5 в ежектор 9 і самого ежектора 9. Вміст дезінфікуючого реагенту контролюється по діоксиду хлору датчиком 10. При зазначених вище режимах продуктивність установки по діоксиду хлору складає 50 г/год., а концентрація діоксиду хлору в робочому розчині, який відходить з ежектора 9, складає не менше 45 мг/л. При цьому термін безперебійної роботи установки-прототипу з аналогічними показниками, але без автоматичного промивання реактора і трубки зливу з реактора в ежектор і ежектор складав 7 діб (він був прийнятий в якості терміну між профілактичними роботами). В установці за прикладом у зв'язку з безперебійною роботою строк між профілактичними роботами збільшено до 1 разу на квартал. При цьому у разі виникнення аварійних ситуацій в мережах (відключення електроенергії, перебій в подачі води) спрацьовувала додаткова сигналізація від датчика діоксиду хлору. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 1. Установка для виробництва водного розчину діоксиду хлору і хлору, яка використовує як реагенти сірчану кислоту, хлорат і хлорид натрію, яка містить блок управління, реактор для отримання водного розчину діоксиду хлору і хлору, контейнери для реагентів, дозуючі насоси для подачі реагентів в реактор, ємність з водою для промивання реактора, вентилі та клапани для регулювання потоків матеріалів, водоструминний ежектор, індикатор витрати повітря, вимірювач-регулятор температури і тиску, яка відрізняється тим, що установка забезпечена системою регулярного промивання реактора і клапаном регулярного промивання зливу з реактора в ежектор і ежектора. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що реактор забезпечений датчиком температури. 3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що установка забезпечена датчиком діоксиду хлору. 3 UA 90239 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4