Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод жидким хлором
Номер патента: 13647
Опубликовано: 15.12.2009
Формула / Реферат
Предлагаемое изобретение относится к промышленной технологии очистки цианидсодержащих сточных вод, преимущественно обогатительных (ОФ) и золотоизвлекательных (ЗИФ) фабрик, и может быть использовано при обеззараживании питьевых, хозяйственно-бытовых вод, а также на других предприятиях, использующих в технологических процессах жидкий хлор. Предлагаемое изобретение направлено на создание автоматизированной установки непрерывного действия для надежной, безопасной и качественной очистки жидким хлором цианидсодержащих сточных вод и пульп. Установка включает контейнер с жидким хлором, дозатор раствора известкового молока, реактор с надреакторным эжектором - смесителем двойного эжектирования трех (и более) компонентов одновременно, при этом выход эжектора соединен с внешней стороны с придонной частью реактора, бак-испаритель жидкого хлора со змеевиком и дополнительным внешним (с подогревом) рециркуляционным баком, соединенным в верхней и нижней, частях с баком испарителя по принципу сообщающихся сосудов, дозатор жидкого хлора, установленный на трубопроводе жидкого хлора между контейнером и входом в змеевик перед баком испарителя, а подводящая жидкий хлор к дозатору трубка и трубка, отводящая от него жидкий хлор в трубу змеевика испарителя (большего сечения), имеют сечение, равное сечению проходного канала вращающейся части дозатора, причем отводящая труба и проходной канал дозатора соосны с входной вертикальной трубой змеевика, на которой расположен дозатор, блок управления с необходимыми элементами автоматизации (датчики рН, остаточного "активного" хлора, температуры, давления).
Текст
(51) С 02 1/72 (2006.01) С 02 1/76 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Предлагаемое изобретение направлено на создание автоматизированной установки непрерывного действия для надежной, безопасной и качественной очистки жидким хлором цианидсодержащих сточных вод и пульп Установка включает контейнер с жидким хлором, дозатор раствора известкового молока реактор с надреакторным эжектором - смесителем двойного эжектирования трех(и более) компонентов одновременно, при этом выход эжектора соединен с внешней стороны с придонной частью реактора, бак-испаритель жидкого хлора со змеевиком и дополнительным внешним (с подогревом) рециркуляционным баком, соединенным в верхней и нижней, частях с баком испарителя по принципу сообщающихся сосудов, дозатор жидкого хлора установленный на трубопроводе жидкого хлора между контейнером и входом в змеевик перед баком испарителя, а подводящая жидкий хлор к дозатору трубка и трубка, отводящая от него жидкий хлор в трубу змеевика испарителя(большего сечения), имеют сечение, равное сечению проходного канала вращающейся части дозатора,при чем отводящая труба и проходной канал дозатора соосны с входной вертикальной трубой змеевика, на которой расположен дозатор, блок управления с необходимыми элементами автоматизации(72) Фролов Леонтий Федорович Маслюк Владимир Захарович(73) Дочернее государственное предприятие Государственное научно-производственное объединение промышленной экологии Казмеханобр Республиканского государственного предприятия Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЦИАНИДСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД ЖИДКИМ ХЛОРОМ(57) Предполагаемое изобретение относится к промышленной технологии очистки цианидсодержащих сточных вод, преимущественно обогатительных (ОФ) и золотоизвлекательных(ЗИФ) фабрик и может быть использовано при обеззараживании питьевых, хозяйственно - бытовых вод, а так же на других предприятиях,использующих в технологических процессах жидкий хлор. 13647 Предполагаемое изобретение относится к промышленной технологии очистки цианидсодержащх сточных вод, преимущественно обогатительных (ОФ) и золотоизвлекательных(ЗИФ) фабрик и может быть использовано при обеззараживании питьевых, хозяйственно - бытовых вод, а так же на других предприятиях,использующих в технологических процессах жидкий хлор. В качестве аналогов известны хлораторная установка типа ЛОНИИ - 100 (Клячко В. А.,Апельцин И. Э. Очистка природных вод. М. Стройиздат,1981),хлоратор серии 200,автоматическая система хлорирования, выпускаемая фирмой НИКЭКС (Венгрия) по контракту с фирмой КАПИТЭЛ КОНТРОЛЗ КОМПАНИИ, США(Проспект фирмы НИКЭКС, Будапешт, 1997). Данные установки (хлораторы) применяются только для обеззараживания питьевой воды и очистки хозяйственно-бытовых сточных вод газообразным хлором. На установки (очистные сооружения) хлор поступает в жидком состоянии,главным образом, в баллонах или контейнерах,содержащих соответственно от 100 до 1000 кг хлора. Обеззараживание и очистку указанных вод производят газообразным хлором, для чего жидкий хлор на месте испаряют в газообразный на испарительных станциях с подведением теплоносителей (горячая вода). Хлор и продукты его гидролиза (соляная и хлорноватистая кислоты) являются весьма токсичными и агрессивными компонентами. В связи с этим первостепенное значение приобретает аппаратурное оформление,автоматизация технологических процессов хлорирования для обеспечения требований безопасной, надежной и качественной работы хлораторных установок и очистных сооружений в целом. Данным требованиям указанные установки и очистные сооружения не отвечают из-за следующих основных недостатков- регулирование подачи (расхода) хлора в процессе обеззараживания питьевых вод и очистки стоков производится в газовой фазе в ручном режиме по результатам хим. анализов стоков, при этом расход хлора зависит от его давления и температуры, которые самопроизвольно изменяются при испарении жидкого хлора, что определяет сложность изготовления дозатора газообразного хлора с линейной расходной характеристикой и,следовательно, автоматизации дозирования хлора- необходимость проточной горячей воды (до 5 м 3 /час, Т 50-55 С) через бак- испаритель для обогрева змеевика с жидким хлором с целью испарения последнего в газообразный хлор с последующим сбросом отработанной воды в канализацию, что связано со значительными экономическими затратами, при этом часто горячая вода отсутствует и ее готовят для этой цели на месте- перемерзание (закупорка льдом) трубок,подводящих к месту испарения жидкий хлор, срыв 2- непригодность для обезвреживания сточных вод и пульп ЗИФ и ОФ в виду сложного химического состава этих стоков (цианиды,роданиды, органические соединения, ионы тяжелых металлов и др.), наличия взвесей до 40,дополнительного дозирования в процессе очистки щелочного агента- низкая производительность по хлору (до 40 кг/час) отсутствие автоматизации процесса хлорирования (дозирования хлора) по остаточным концентрациям хлора в обрабатываемых стоках- повышенная опасность в эксплуатации из-за возможного выброса хлора в окружающее пространство в виду ненадежности установок- сложность в эксплуатации установок в целом и низкое качество очистки в виду периодичности проскоков неочищенных стоков из-за недостатков, указанных выше. Известна хлораторная установка фирмы Бласберг (ФРГ), которая эксплуатируется на заводе ВАЗ (Техническое описание и инструкция по эксплуатации. г.Тольятти, Россия. 1991) для обезвреживания цианидсодержащих сточных вод гальванических цехов. Недостатки- регулирование подачи хлора по газовой фазе и в связи с этим присущи те же недостатки, которые указаны выше- необходимость проточной горячей воды для обогрева змеевика испарителя (испарения жидкого хлора) с тем же недостатками, что и у вышеприведенного аналога- выход из строя при наличии взвесей в сточных водах- низкая производительность по хлору (50 кг/час) и по обрабатываемым стокам (25 м 3/час)- повышенная опасность в эксплуатации в виду возможного выброса хлора и загазованности им окружающего пространства.- сложность в эксплуатации установок в целом и низкое качество очистки в виду периодичности проскоков неочищенных стоков и загрязнения окружающей среды Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой установке является установка(прототип), с помощью которой осуществляется хлорирорвание сточных вод и пульп (патент США 4709154,1988). Стоки,подлежащие обезвреживанию, помещают в контейнер, доводят рН до заданной величины путем дозирования раствора известкового молока. После этого стоки отправляют в камеру для обработки газообразным хлором. Недостатки- регулирование подачи хлора осуществляется по газовой фазе по результатам хим. анализов в очищаемых стоках, не автоматизировано, т. к. изготовление дозатора для системы автоматического регулирования подачи газообразного хлора является весьма сложной проблемой из-за влияния 13647 на расход хлора изменяющихся самопроизвольно температуры и давления газообразного хлора в процессе испарения жидкого хлора- низкая производительность по хлору (до 100 кг/час) и обрабатываемым стокам (до 50 м 3/час)- перемерзание (закупорка льдом) трубок,подводящих жидкий хлор в испаритель,нестабильность режима работы установки (срыв подачи хлора) и очистки стоков- необходимость проточной горячей воды (до 5 м 3/час, Т - 50-55 С) через бак - испаритель для обогрева змеевика с жидким хлором с целью испарения последнего в газообразный хлор с последующим сбросом отработанной воды в канализацию, что связано со значительными экономическими затратами, при этом часто горячая вода отсутствует и ее готовят для этой цели на месте, а также невозможность автоматизации поддержания температуры воды на заданном уровнев баке испарителя- цикличность обработки стоков, поэтому в условиях ЗИФ и ОФ для соблюдения непрерывного сброса очищенных стоков с фабрик потребуется наличие емкостей до 100 м 3 и более и, как следствие,вызовет сложность технологического процесса обезвреживания стоков частичная автоматизация основных технологических процессов и в связи с этим сложность ведения процессов очистки в оптимальных режимах, без которых невозможны повышение качества очистка и экономия обезвреживающих реагентов- возможность выброса хлора в окружающее пространство из-за указанных выше недостатков и,как следствие, повышенная опасность эксплуатации установки, частые аварийные ситуации, остановки и срывы процессов очистки, которые приводят к проскоку неочищенных стоков,их некачественной очистки и загрязнению открытых водоемов, в которые происходит сброс стоков. Сущность предполагаемого изобретения. Задача - создание автоматизированной установки непрерывного действия для очистки сточных вод жидким хлором с регулированием подачи хлора в жидкой фазе с повышенной производительностью по хлору и обрабатываемым стокам, с исключением необходимости проточной горячей воды для испарения жидкого хлора, с исключением, как цикличности процесса обработки, так и емкого бакового оборудования,с исключением возможности выброса хлора в окружающее пространство и улучшением безопасных условий и эффективности эксплуатации установки. Достигаемый при этом технический результат- обеспечивает регулирование подачи хлора в жидкой фазе в результате чего устраняются такие негативные факторы как перемерзание хлорподводящей трубки(забивка льдом),исключает влияние температуры на расход и точность дозирования хлора, что позволив использовать упрощенную конструкцию узла дозирования жидкого хлора с линейной расходной характеристикой и, следовательно, автоматизиро вать подачу- повышает производительность по объему обрабатываемых стоков (до 300 м 3/час) и по хлору(до 300 кг/час) обеспечивает непрерывный процесс обезвреживания и его упрощение (отсутствие емкого бакового оборудования - промежуточных контактных резервуаров до 100 м 3 и др.)- обеспечивает полную автоматизацию основных технологических процессов очистки- исключает использование проточной горячей воды/(до 5 м 3/час) для испарения жидкого хлора- повышает качество очистки стоков (отсутствие проскоков неочищенных стоков -100 -я гарантия) Существо заявляемого устройства. Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод жидким хлором, включает контейнер с жидким хлором, дозаторы хлорагента (жидкого хлора) и щелочного агента (раствора известкового молока), бак-испаритель жидкого хлора со змеевиком и дополнительным внешним (с нагревателем) рециркуляционным баком,соединенным в верхней и нижней частях с бакомиспарителем принципу сообщающихся сосудов,реактор с надреакторным эжектором - смесителем двойного эжектирования трех(и более) компонентов одновременно, при этом выход эжектора соединен с внешней стороны с придонной частью реактора, а дозатор жидкого хлора установлен на трубопроводе жидкого хлора между контейнером и входом в змеевик на вертикальной части приемной трубы змеевика,причем подводящая жидкий хлор к дозатору трубка и трубка, отводящая хлор (на выходе из дозатора до нижней части приемной вертикальной трубы большего сечения) имеют одинаковое сечение равное проходному сечению внутреннего канала дозатора, имеющего возможность вращения вместе с жестко и соосно соединенной с нижним торцом отводящей хлор трубкой, которая концентрично входит в приемную трубу змеевика верхний торец которой жестко соединен с нижним торцом неподвижного корпуса дозатора, блок управления с необходимыми элементами автоматизации (датчики рН, остаточного активного хлора, температуры,давления),Отличительные признаки 1. На трубопроводе с жидким хлором для регулирования расхода хлора в жидкой фазе между контейнером с жидким хлором и входом в змеевик бака-испарителя на вертикальной приемной трубе змеевика установлен дозатор жидкого хлора. 2. Как подводящая жидкий хлор к дозатору трубка, так и трубка отводящая хлор (на выходе из дозатора до нижней части приемной вертикальной трубы большего сечения) имеют одинаковое сечение равное проходному сечению внутреннего канала дозатора, имеющего возможность вращения вместе с жестко и соосно соединенной с нижним 3 13647 торцом отводящей хлор трубкой, которая концентрично входит в приемную трубу змеевика,верхний торец которой жестко соединен с нижним торцом неподвижного корпуса дозатора. 3. Бак-испаритель жидкого хлора со змеевиком имеет дополнительный внешний (с нагревателем) рециркуляционный вертикальный бак, соединенный в верхней и нижней частях с баком испарителя по принципу сообщающихся сосудов. 4. Реактор снабжен надреакторным эжектором смесителем двойного эжектирования трех (и более) компонентов одновременно, для чего в концевой части эжектора-смесителя имеется патрубок подвода щелочного агента (раствора известкового молока), расположенный под острым углом (менее 90) к оси эжектора относительно его входа(предпочтительно 35), при этом выход эжектора соединен с внешней стороны с придонной частью реактора. Существенность отличий 1. Расположение дозатора жидкого хлора на трубопроводе жидкого хлора между контейнером и входом в змеевик на вертикальной приемной жидкий хлор трубе змеевика бака-испарителя при равенстве сечений трубки подводящей жидкий хлор к дозатору и трубки отводящей жидкий хлор от дозатора с сечением проходного канала дозатора имеющего возможность вращения с внутренней частью дозатора и соосном жестком закреплении торца последней с торцом отводящей трубки,которая соосно (концентрично) введена внутрь приемной вертикальной трубы змеевика большего сечения и жестком (неподвилсном) присоединении торца приемной трубы змеевика к неподвижному корпусу дозатора обеспечивает- упрощение конструкции узла дозирования(невертикальное расположение не на приемной трубе змеевика усложняется устройство узла дозирования хлора, т.к. потребуются переходники,колена и т.п.)- возможность регулирования количества подаваемого хлора в жидкой фазе при вращении внутренней части дозатора (вместе с жестко и соосно насаженной снизу отводной трубкой внутри приемной вертикальной трубы змеевика большего сечения) относительно неподвижного корпуса дозатора перекрытием сечения проходного канала- возможность полной автоматизации процесса,благодаря появившейся при таком устройстве узла дозирования, возможности регулировать подачу хлора в жидкой фазе. Регулирование расход хлора в жидкой фазе позволило также устранить зависимость расхода хлора от температуры в баке-испарителе,изменяющейся от количества испаренного хлора,нестабильности температуры проточной горячей воды (по прототипу) и др., что упростило конструкцию дозатора в части соблюдения его линейной расходной характеристики и,следовательно, позволило автоматизировать процесс дозирования хлора, увеличить производительность установки по хлору. 4 В заявляемой установке впервые регулирование расхода хлора осуществляется в жидкой фазе и автоматизировано, а в известных - в газовой, по результатам хим. анализов путем установки расхода хлора перекрытием вручную расходного вентиля,установленным на магистральной линии газообразного хлора, а чаще - вентилем,расположенном непосредственно на контейнере или на баллоне с жидким хлором. Автоматическое регулирование расхода хлора в газовой фазе является сложным процессом, т. к. на расход хлора в этом случае влияют различные факторы, которые изменяются самопроизвольно во время испарения и это делает практически невозможным создать конструкцию дозатора хлор-газа имеющим линейную расходную характеристику и автоматизировать процесс дозирования хлора. Например, расход хлора зависит от давления газообразного хлора на выходе из бака-испарителя,от температуры испарения хлора в баке, расходе хлора (увеличение расхода вызывает снижение температуры в баке-испарителе, при уменьшении расхода - наоборот) и других, а особенно от нестабильности температуры проточной горячей воды. В заявляемой установке эти факторы (недостатки прототипа) устранены, т.к. на дозирование хлора в жидкой фазе они влияния не оказывают. Это объясняется тем, что дозирование проводится за пределами испарения хлора, т. е. перед бакомиспарителем, в помещении, в котором возможные колебания температуры практического влияния не оказывают по сравнению с теми перепадами температур, которые имеют место в баке-испарителе при испарении жидкого хлора. Кроме того, как будет указано ниже, решена задача автоматического поддержания температуры воды в баке-испарителе на заданном уровне. Это упрощает схему хлорирования, конструкцию дозатора, позволяет автоматизировать подачу хлора,увеличить производительность установки по хлору (до 300 кг/час) и, как следствие, повышает качество очистки, исключает возможность выброса хлора из трубопроводов хлора, обеспечивает надежность,безопасность процесса хлорирования и экономию обезвреживающих реагентов. 2. Соединение входа дозатора с контейнером жидкого хлора и выхода дозатора в змеевик трубками сечением, равным проходному сечению дозатора, исключает в движущемся потоке жидкого хлора в трубках из контейнера в змеевик наличие расширяющихся мест, в которых могло бы происходить испарение жидкого хлора, обязательно сопровождающееся поглощением большого количества тепла, в результате чего происходит перемерзание(закупорка льдом) этих мест и,следовательно, прекращение поступления хлора,нестабильность работы установки и срыв процесса очистки стоков. Этот присущий прототипу недостаток устранен в заявляемой установке. Соосность трубки, отводящей жидкий хлор из дозатора в трубу змеевика, сечения проходного канала вращающейся внутренней части дозатора 13647 жидкого хлора и входной приемной жидкий хлор вертикальной трубы змеевика, на которой расположен (жестко) корпус дозатор, обеспечивает вращение отводящей трубки жидкий хлор в трубе змеевика (большего сечения), т. к. отводящая трубка жестко соединена с нижним торцом вращающейся внутренней частью дозатора, что обеспечивает им совместное вращение относительно корпуса дозатора при закрытии или открытии проходного сечения канала в корпусе дозатора, который жестко(неподвижно) соединен с торцом приемной вертикальной трубой змеевика. При чем отводящая трубка, как отмечалось, отводит жидкий хлор в нижнюю часть вертикальной трубы змеевика и, тем самым, исключает испарение хлора вблизи у дозатора и возможность его перемерзания, что наблюдается у прототипа. Без этих признаков,изложенных в данном пункте, невозможна реализация признака, приведенного выше в п. 1, т.е. эти признаки находятся в тесной взаимосвязи и без их реализации невозможно обеспечить достигаемый установкой результат. 3. Наличие у бака-испарителя дополнительного внешнего рециркуляционного бака меньшего объема, при соединение баков в верхней и нижней частях по принципу сообщающихся сосудов обеспечило циркуляцию воды (при ее нагревании электронагревателем в этом баке) за счет разницы температур воды в баках, особенно при испарении хлора, по контуру внешний бак - верхняя соединительная труба бак-испаритель со змеевиком- нижняя соединительная труба - внешний бак. Это позволяет решить задачу - автоматически поддерживать температуру воды на заданном уровне в баке-испарителе с помощью датчика и регулятора,что обеспечивает равномерное испарение жидкого хлора и исключает возможность пере, терзания трубы змеевика в процессе испарения хлора непосредственно в баке-испарителе. Это упрощает процесс обогрева,исключает необходимость (как у прототипа) в проточной горячей воде (до 5 м 3/час), которую специально готовят для обогрева змеевика (испарения жидкого хлора). Монтаж электронагревателя в дополнительном баке обеспечивает удобство,надежность и безопасность эксплуатации в целом системы испарения хлора, способствует повышению качества очистки стоков и получения экономического эффекта от исключения проточной горячей воды. Следует иметь в виду, что установка электронагревателя непосредственно в бакеиспарителе сделала бы практически невозможной (и аварийной) процесс испарения хлора в виду отсутствия циркуляции воды и, в связи с этим,локального нагрева (перегрева) воды в контактной зоне у нагревателя выше критической температуры испарения хлора, возможного электрического контакта (замыкания) нагревателя со змеевиком. Данный признак является новым, существенно отличительным относительно прототипа, позволяя достичь технические и экономические преимущества заявляемой установки. При этом успешная реализация признаков, изложенных в п.п. 1,2, находится в прямой зависимости от реализации данного признака и вместе они оказывают непосредственное влияние на достигаемый результат. 4. Снабжение реактора надреакторным эжектором - смесителем двойного эжектирования трех (и более) компонентов одновременно, наличие в концевой части эжектора патрубка подвода щелочного агента (раствора известкового молока),расположенным под острым углом к оси эжектора относительно его входа и соединение выхода эжектора с внешней стороны с придонной частью реактора позволяет достигнуть положительный результат исключить выход из строя эжектора,удобство и простоту эксплуатации и обслуживания эжектора, полную реакцию взаимодействия хлора с известковым молоком с образованием ГХП с исключение выброса газообразного хлора из реактора, высокая эффективность мас-сообменого процесса ГХП со стоками ввиду их предварительного смешения в трубе и дальнейшего перемешивания в реакторе, что гарантирует полное протекание реакций по обезвреживанию стоков и отсутствие проскока неочищенных стоков со 100 -й гарантией. Расположение эжектора выше реактора и соединение выхода эжектора с внешней стороны с придонной частью ректора позволяет осуществить предварительное смешение перехлорированной части стоков, выходящих из эжектора, в виде гипохлоритной пульпы (ГХП) с основной частью стоков, обеспечивая тем самым их дохлорирование с последующим более эффективным перемешиванием и, следовательно, очисткой в реакторе. При остановке хлорирования эжектор не остается заполненным раствором ГХП, т. к, она самотеком сливается в реактор, что важно при демонтаже эжектора в случае его профилактического осмотра,замены и т.п. Снабжение выхода эжектора патрубком. На очистных сооружениях ЗИФ и ОФ в качестве щелочного агента используют преимущественно раствор известкового молока. Этот реагент дешевле в несколько раз по сравнению с другими щелочными агентами и доступен в приобретении. В известных установках раствор известкового молока подается на вход эжектор. Поэтому снабжение выхода эжектора патрубком под острым углом(менее 90) относительно входа эжектора,преимущественно 35, для ввода раствора известкового молока исключает быстрый износ и забивку сопла эжектора крупными и абразивными взвесями, присутствующих в растворе. Это предотвращает срыв работы эжектора (выход из строя) и остановки процесса хлорирования, выброс хлора в окружающее пространство и др. Введение потока раствора известкового молока с помощью патрубка на выходе эжектора под острым углом в 35 по направлению к движению рабочей среды эжектора, создает оптимальные условия для ввода этого потока в поток рабочей среды эжектора. Под 5 13647 этим углом наблюдается наименьшее сопротивление потока раствора потоку рабочей среды эжектора. Этот признак относительно прототипа новый,взаимосвязан с другими признаками на успешное достижение результата установкой в целом. Схема установки приведена на рисуке. Установка состоит из следующих узлов и элементов. Весы 1, контейнер с жидким хлором 2, нижний и верхний штуцеры с накидными гайками 3, бакиспарителя 4, трубки 5 для съема и отвода жидкого хлора, змеевик 6, датчик температуры 7,исполнительный механизм 8, дозатор жидкого хлора 9, блок управления 10, трубопровод газообразного хлора 11, датчик-мановакуумметр 12, регулятор температуры 13, дополнительный бак 14,электронагреватель 15, эжектор 16, дозатор раствора известкового молока 17, патрубок 18, трубопровод перехлорированной части стоков 19, мешалка 20,реактор 21, датчик рН 22, датчик остаточного активного хлора 23, труба 24, насос 25. Конструктивно установка размещена в отдельном здании. Часть здания является складом хлора, в котором хранятся контейнеры с жидким хлором. Установка работает следующим образом. Исходная сточная вода (до 300 м 3/час) подается в реактор 21 через трубу 24, которая одновременно является всасывающей трубой насоса 25. После заполнения водой реактора (примерно 1025 объема реактора) включается насос 25, которым на эжектор 16 подается сточная вода (2040 м 3/час) под давлением 0,30,5 МПа, обеспечивающим его работу. При этом на вакуумном входе эжектора создается разряжение (вакуум) до -0,095 Мпа при закрытом трубопроводе на этом входе. (Этот трубопровод через змеевик и соответствующую аппаратуру соединен с контейнером жидкого хлора). Наличие разряжения в трубопроводе контролируется электроконтактным датчикоммановакуумметром 12. После установления в трубе 11 разряжения (0,080,095) Мпа открывается вентиль 3 на контейнере 2 и жидкий хлор под действием разряжения начинает поступать в нижнюю часть вертикальной трубы змеевика 6 (сечением 6070 мм) по трубке 5 (сечением 68 мм) через дозатор жидкого хлора 9 и отводящую такого же сечения трубку 5 в змеевик 6. В змеевике происходит испарение жидкого хлора в газообразный, который по трубе 11 поступает на вакуумный вход эжектора. Использование трубок одного сечения с проходным сечением дозатора 9 позволило решить важную задачу в части исключения расширяюшихся мест в потоке движения жидкого хлора. В этих местах происходит испарение хлора, которое обязательно сопровождается(естественно) поглощением большого количества тепла и, как следствие,перемерзанием проходных сечений трубок и дозатора (забивке льдом), что в свою очередь приводит к прекращению подачи хлора и,следовательно, сбросу неочищенных стоков. Эти факторы, часто наблюдаемые в известных 6 установках, исключены в заявляемой установке в результате использования трубок и проходного канала дозатора одного сечения. Соосное расположение входящей вертикальной трубы змеевика 6,проходного канала дозатора,установленного на этой трубе и трубки 5, отводящей от дозатора жидкий хлор в трубу змеевика,позволяет трубе 5 свободно вращаться в трубе змеевика, в частности, при закрытии и открытии дозатора. Отводящая от дозатора трубка и проходной канал внутренней вращающейся части дозатора между собой жестко связаны и при закрытии и открытии проходного сечения дозатора вращаются вместе. Корпус дозатора жестко(неподвижно) соединен с торцом вертикальной приемной трубой змеевика, на которой он вертикально и расположен. Другое расположение дозатора усложнило бы конструкцию узла дозирования жидкого хлора (потребовало бы переходники, колена и др) Для исключения перемерзания трубы змеевика в баке испарителя и обеспечения равномерного испарения жидкого хлора введена автоматическая система циркуляционного обогрева змеевика,состоящей из внешнего дополнительного рециркуляционного бака 14, соединенного в верхней и нижней частях с баком испарителя по принципу сообщающихся сосудов,электронагревателя 15, датчика температуры 7 и терморегулятора 13. Система работает следующим образом. Электронагреватель типа ТЭНа устанавливается в дополнительном баке 14, который соединяется в верхней и нижней частях с баком испарителя 4 как сообщающиеся сосуды. Баки заполнены предварительно водой выше верхней соединительной трубы (см. рис.). При нагревании происходит естественная циркуляция воды между баками 14 и 4 из-за разности температур воды в баках по контуру верхняя часть внешнего дополнительного бака - верхняя соединительная труба -верхняя часть бака испарителя - нижняя часть бака испарителя - нижняя соединительная труба - дополнительный бак. При достижении в баке 4 температуры воды выше заданной (55 С), датчик температуры 7 выдает команду через регулятор 13 на отключение электронагревателя 15, при снижении температуры воды ниже - на включение нагревателя. Такая система более экономична и более эффективна по сравнению с известными системами обогрева, для работы которых требуется непрерывный проток через бак испарителя горячей воды (до 5 м 3/час), что возможно только при наличии котельных или специальных установок для нагрева и непрерывной ее подачи или из местной теплоцентрали (при ее наличии). Из бака испарителя вода, как правило, сбрасывается в канализацию. Кроме того,такие системы невозможно автоматизировать в части поддержания на заданном уровне температуру воды в баке испарителя в процессе испарения жидкого хлора. Наличие дополнительного бака 14 меньшего объема позволило решить техническую задачу безопасной эксплуатации электронагревателя, 13647 осуществить циркуляцию воды между баками из-за разницы температур в процессе ее нагрева в баке 14 и охлаждения в баке 4 при испарении жидкого хлора в змеевике 6, автоматизировать процесс обогрева,исключить необходимость в проточной горячей воде для обогрева змеевика. В эжекторе 16 происходит полное смешение газообразного хлора со сточной водой и затем с известковым молоком, поступающим через дозатор 17 и патрубок 18, расположенном на выходе эжектора. В результате взаимодействия хлора с известью образуется гипохлоритная пульпа (ГХП),которая поступает самотеком по трубе 19 в нижнюю часть реактора через трубу 24 и затем с остальной(большей) частью стоков - в реактор 22. При этом эжектор расположен выше реактора. Подобное взаимное расположение узлов позволило исключить выброс газообразного хлора из реактора, срыв работы эжектора, например, при внезапном прекращении подачи стоков. В этом случае система насос 25 эжектор 16-трубы 19,24 будет продолжать работать как циркуляционная и исключит срыв работы насоса 25 и, следовательно,эжектора, т.е. не будет создано аварийной ситуации в процессе хлорирования. Реактор при этом будет выполнять функции гидрозатвора. В случае отключения установки эжектор будет свободным от воды (раствора ГХП), т. к. она самотеком уйдет в реактор, что упрощает эксплуатацию системы эжекции (профилактический осмотр эжектора,замена и т. п.). Более того, ввод ГХП с внешней стороны через трубу в придонную часть реактора обеспечивает предварительное смешение ГХП со стоками в трубе и дальнейшее их перемешивание мешалкой в реакторе, что значительно увеличивает эффективность очистки и обеспечивает 100 гарантию очистки стоков на выходе из реактора. В реакторе, в результате последующего смешения мешалкой 20 основной части стоков с ГХП, происходит обезвреживание (окисление) токсичных цианидов, органических соединений,сульфидов и др. восстановителей до нетоксичных соединений активным хлором, содержащимся в ГХП. Обработанная реагентами сточная вода из реактора сбрасывается в хвостохранилище. Очистка производится до заведомого избытка активного хлора (2050 мг/дм 3 -) в очищенных стоках,гарантирующего полное окисление (разрушение) указанных примесей. Этот избыток фиксируется датчиком 23, установленном на выходе реактора 21 и поддерживается на этом уровне автоматически с помощью блока управления 10, этого датчика и дозатора 9,снабженного исполнительным электрическим механизмом 8 типа МЭО, вал которого жестко связан с внутренней вращающейся частью дозатора. В зависимости от показаний датчика происходит автоматическое регулирование подачи необходимого количества жидкого хлора для поддержания указанного его избытка путем перекрытия или открытия сечения проходного канала вращающейся части дозатора относительно проходного канала корпуса дозатора. ГХП вводится перед точкой ввода стоков, перед реактором, для исключения попадания ее вновь на насос 25, что обеспечивает предварительное смешение ГХП с основной часть стоков перед реактором и повышает эффективность очистки. Очистка стоков производится при величине рН 10,5 11,0, которая поддерживается автоматически в результате регулирования подачи раствора известкового молока дозатором 17, снабженным таким же исполнительным механизмом 8, блоком управления 10 по показаниям датчика рН 22,установленного на выходе реактора 21. В щелочной среде происходит доочистка сточных вод от ионов цветных металлов, которые переходят в гидроксиды и выпадают в осадок в хвосто-хранилище. Таким образом, в хвостохранилище происходит доочистка стоков, в т.ч. за счет естественных факторов(солнечная радиация, тепло, воздух, отстаивание,разложение избытка активного хлора за 6 час). Очищенная вода до санитарных норм после пребывания в хвостохранилище (порядка 30 суток) сбрасывается в водоемы или направляется в водооборот на фабрику. Дозирование хлора ведется при наличии разрежения в трубе 11, равном 0,0050,01 МПа, что исключает выброс хлора в окружающее пространство и обеспечивает безопасность работы установки. В случае появления избыточного давления в этой трубе, например, из-за срыва работы эжектора и др., дозатором автоматически перекрывается подача жидкого хлора, при этом выдается световая и звуковая сигнализация для устранения обслуживающим персоналом аварийной ситуации. Количественный расход хлора контролируется по весам 1. Установка внедряется на ряде ЗИФ и ОФ,станциях водоподготовки РК, стран СНГ. Внедрение заявляемой установки обеспечивает- технический эффект - автоматический контроль и управление процессами очистки сточных вод жидким хлором до санитарных норм- социальный эффект - создает рабочие места,улучшает культуру производства и безопасные условия труда обслуживающего персонала и др.- экономический эффект - до 85 тыс. долл. США в год на одной фабрике в результате экономии обезвреживающих реагентов,что явилось следствием автоматизации технологических процессов и ведения их в оптимальных режимах, и исключения проточной горячей воды для испарения жидкого хлора- экологический эффект- предотвращение ущерба окружающей природной среде в сумме 750 тыс. долл. США в год в районе действия одной фабрики в результате очистки сточных вод заявляемой установкой до санитарных норм перед сбросом этих стоков в открытые водоемы и,следовательно,исключения отравления окружающей среды токсичными компонентами,которые находились в стоках до очистки. 13647 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод жидким хлором, включающая контейнер с жидким хлором, бак-испаритель жидкого хлора со змеевиком, дозаторы хлорагента и щелочного агента, реактор, эжектор, блок управления с датчиками рН,остаточного активного хлора, температуры, давления, насос,трубную обвязку, отличающийся тем, что бакиспаритель жидкого хлора со змеевиком имеет дополнительный внешний с подогревом рециркуляционный бак, соединенный в верхней и нижней частях с баком-испарителем по принципу сообщающихся сосудов, а дозатор жидкого хлора расположен между контейнером и баком испарителем на вертикальной приемной трубе змеевика бака-испарителя, причем как подводящая жидкий хлор к дозатору трубка, так и трубка,отводящая хлор на выходе из дозатора, до нижней части приемной вертикальной трубы имеют одинаковое сечение, равное сечению внутреннего канала дозатора, имеющего возможность вращения вместе с жестко и соосно соединенной с нижним торцом отводящей от дозатора хлор трубкой,которая концентрично входит в приемную трубу большего сечения змеевика испарителя, верхний торец которого жестко соединен с нижним торцом неподвижного корпуса дозатора, при этом реактор снабжен надреакторным эжектором-смесителем двойного эжектирования трех и более компонентов одновременно, для чего в концевой части эжектор имеет патрубок подвода раствора известкового молока, расположенный под углом менее 90 С к оси эжектора относительно его входа, преимущественно 35 С, а выход эжектора соединен с внешней стороны с придонной частью реактора.
МПК / Метки
Метки: жидким, вод, хлором, цианидсодержащих, сточных, установка, очистки
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/8-13647-ustanovka-dlya-ochistki-cianidsoderzhashhih-stochnyh-vod-zhidkim-hlorom.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод жидким хлором</a>
Предыдущий патент: Устройство для ломки рельсов
Следующий патент: Способ получения цианата натрия
Случайный патент: Способ определения реабилитационного потенциала у больных постхолецистэктомическим синдромом