ИСПАРИТЕЛЬ ЖИДКОГО ХЛОРА

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.
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.
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).
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.
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.
2
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 м. 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.
Техническим результатом полезной модели является увеличение способности преобразования жидкого хлора в газообразный хлор до 200 кг/ч.
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.
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.
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.
На фиг.3 изображен испаритель, общий вид.
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.
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.
Испаритель жидкого хлора работает следующим образом.
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.
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.
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.
При этом конструкция испарителя по сравнению с прототипом не громоздкая, экономичная за счет нагрева бойлера непроточной водой.
Заявляемая конструкция испарителя жидкого хлора может использоваться и в других отраслях народного хозяйства.