Способ и устройство для непрерывной обработки воды - RU2004137268A

Реферат

1. Способ непрерывной обработки воды, включающий добавление в воду пропорционального количества порошкообразного или гранулированного вещества, растворимого в воде, и смешивание с водой с образованием предварительной смеси, подачу предварительной смеси через смесительную трубу в зону растворения и смешивания в резервуаре с турбулентным потоком, и обработку предварительной смеси с образованием смешанного раствора из воды, растворенного вещества, взвешенных частиц, не растворяемых при некоторых обстоятельствах, и уже имеющихся продуктов реакции, пропускание смешанного раствора, выходящего из зоны растворения и смешивания, по меньшей мере в течение заданного времени реакции через зону реакции в реакционном сосуде, и выпуск обработанной воды, имеющей измененные свойства, через выход из реакционной зоны в резервуар для хранения или на дальнейшую стадию обработки, отличающийся тем, что смешанный раствор, выходящий из зоны (LM) растворения и смешивания в области накопительной зоны (3), равномерно распределен по входному поперечному сечению зоны реакции (R), имеющей постоянное поперечное сечение, распределенный смешанный раствор (WL) на участке от накопительной зоны (3) до реактора (5) подают в зону реакции (R) реактора (5) с использованием преобразователя (4) потока, который содержит множество отверстий (43), равномерно распределенных по поперечному сечению реактора (5) и имеющих диффузорные участки (43Ь), направленные в сторону зоны реакции (R), смешанный раствор (WL) образует мелковихревой ламинарно-турбулентный поток в зоне реакции (R), начиная с уровня диффузорных участков (43Ь), при этом на выходе из зоны реакции (R) указанный ламинарно-турбулентный поток имеет по существу постоянную скорость подачи (F) от 2 мм/сек до 25 мм/сек почти на всем поперечном сечении реактора.

2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что смешанный раствор (WL) в преобразователе (4) потока подают в зону реакции (R) через проходящие параллельно друг другу щелевидные отверстия (432), имеющие поперечные сечения, ограниченные вогнутыми дугами (диффузорные участки 43b, сопловые участки 43а).

3. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что смешанный раствор (WL), подвергаемый реакции в зоне реакции (R), пропускают в потоке, имеющем постоянное поперечное сечение (А_R) и проходящем вдоль протяженнной преимущественно вертикальной оси со скоростью подачи (F).

4. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что в смешанном растворе (WL), который подвергают реакции, вновь создают мелковихревое ламинарно-турбулентное течение в зоне реакции (R) в направлении потока на некотором расстоянии за первым преобразователем (4) потока при помощи дополнительного преобразователя (4’) потока.

5. Способ по пунктам 1 и 3, отличающийся тем, что смешанный раствор (WL), подвергаемый реакции, выпускают в конце вертикально ориентированной зоны реакции (R) через кольцеобразное выходное отверстие (53), которое расположено почти коаксиально поперечному сечению зоны реакции (R).

6. Устройство для обработки воды, предназначенное для реализации способа по пункту 1, содержащее средства подачи предварительной смеси (WV), состоящей из необработанной воды (WR) и равномерно распределенного в ней растворимого вещества (S), расположенную в резервуаре зону растворения и смешивания (LM), в которой находятся неподвижные и/или подвижные смешивающиеся элементы, зону реакции (R) в реакторе (5), имеющем форму резервуара, в которой смешанный раствор (WL) на заданном участке потока вступает в химическую реакцию с водой и/или распределенными в ней веществами, отличающееся тем, что реактор (5) в форме резервуара имеет постоянное поперечное сечение (А_R), большее 0,05 м², по меньшей мере в области зоны реакции (R) в поперечном направлении к потоку смешанного раствора (WL), подвергаемого реакции, в области входа в зону реакции (R), приблизительно соответствующей поперечному сечению реактора (5), расположен преобразователь (4, 4’, 4") потока, имеющий множество отверстий (43), распределенных по поперечному сечению (А_R) зоны реакции (R), при этом поперечные сечения указанных отверстий расположены по типу трубок Вентури (сопловой участок 43а, диффузорный участок 43b), и перед областью входа в зону реакции (R) по направлению потока перед преобразователем (4, 4’, 4") потока расположена накопительная зона (3) для смешанного раствора (WL).

7. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что смесительная труба (23) или труба (26) для растворения, по которой поступает предварительная смесь (WV) или подготовленный смешанный раствор (WL), подводится к накопительной зоне (3) таким образом, что ось трубы параллельна уровню преобразователя (4, 4’, 4") потока.

8. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что накопительная зона (3) выполнена в виде зоны растворения и смешивания (LM), при этом внутри накопительной зоны (3) расположены неподвижные и/или подвижные элементы (231; 2321, 2321; 24, 24’, 24"), направляющие поток.

9. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что суммарная площадь поперечных сечений (A_free) отверстий преобразователя (4, 4’, 4") потока составляет от 2 до 15% от площади поперечного сечения (А_R) зоны реакции (R) реактора (5).

10. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что преобразователь (4, 4’, 4") потока выполнен в виде стержневой или трубчатой решетки (4а, 4б) из стержней или труб (41), расположенных параллельно друг другу.

11. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что преобразователь (4) потока состоит из двух трубчатых решеток, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (4а; 4б или 4, 4’), при этом трубы решеток (41) пересекаются.

12. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения (A_free) преобразователя (4, 4’) потока равна или больше площади поперечного сечения (А_F) подвода через смесительную трубу (23) или трубу (26) для растворения.

13. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что зона реакции (R) реактора (5) расположена вдоль вертикальной оси, а поперечное сечение (А_r) реактора (5, 5’) имеет прямоугольную, круглую или овальную форму.

14. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что смесительная труба (23) или труба (26) для растворения подводится к накопительной зоне (3) по касательной, при этом накопительная зона (3) имеет круглую или овальную форму и выполнена в виде зоны растворения и смешивания (LM), и по меньшей мере в конце первого оборота тангенциального потока расположен элемент (24), направляющий поток, направленный радиально внутрь.

15. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что смесительная труба (23) продолжается в виде распределителя (232) радиально через центр накопительной зоны (3), выполненной в виде зоны растворения и смешивания (LM), переднее отверстие (2321) распределителя (232) находится на некотором расстоянии от противоположной стенки накопительной зоны (3’), и распределитель (232) внутри накопительной зоны (3) со стороны, обращенной к закрытой передней стенке накопительной зоны (3), имеет несколько радиальных отверстий (2322), расположенных на некотором расстоянии друг от друга.

16. Устройство по пунктам 6 и 10, отличающееся тем, что трубчатая решетка (4а, 46) имеет по меньшей мере один стержень или одну трубу (42) с эллиптическим поперечным сечением, выполненным с возможностью регулирования по продольной оси.

17. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что трубчатая решетка (4а) выполнена с возможностью снятия трубчатой решетки целиком и/или труб (41) трубчатой решетки (4б) по отдельности, а также с возможностью установки в рабочее положение и фиксации трубчатой решетки (4а, 4Ь) целиком или труб (41) по отдельности.

18. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что трубчатая решетка (4а) выполнена с возможностью фиксации целиком аналогично байонетному затвору в корпусе реактора (5).

19. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что трубы (41) или стержни (4а, 4Ь) трубчатой решетки имеют коэффициент шероховатости поверхности от К=0,001 до К=0,1.

20. Устройство по пункту 6, отличающееся тем, что над реактором (5) расположена дозирующая камера с устройством (2) предварительного смешивания и резервуаром (25) для растворения и смешивания, смесительная труба (23) устройства (2) предварительного смешивания сообщается с нижней частью резервуара (25) для растворения и смешивания, и смешанный раствор (WL) через трубу (26) для растворения подается из верхней части резервуара (25) для смешивания в накопительную зону (3) реактора (5).

21. Устройство по пункту 6 или 20, отличающееся тем, что устройство (2) предварительного смешивания имеет кольцеобразный подвод необработанной воды (кольцевое сопло 212), который сообщается с периферической частью плоской водосборной воронки (22); и на нектором расстоянии над центром плоской водосборной воронки (22) предусмотрено дозирующее устройство (1) для порошкообразных или гранулированных веществ (S).

22. Устройство по пункту 6 или 20, отличающееся тем, что реактор (5) расположен между двумя резервуарами для хранения (высокий резервуар 8) обработанной воды (WA) и связан через выходное отверстие по выбору с одним или двумя резервуарами (8) для хранения.