3.1.4.2. Декарбонизация
Методът за отстраняване на свободния въглероден диоксид от водата чрез аериране се използва широко в ТЕЦ-овете на WPU и атомните електроцентрали. Използването на термична деаерация за отстраняване на въглеродния диоксид в тези схеми е нежелателно поради нагряването на водата, която след това трябва да се охлади за пречистване в следващите етапи на схемата за пречистване на водата.
Същността на метода на аериране е да се продухва въздух без въглероден диоксид през водата. По този начин, когато се използва този метод, както и по време на термично обезвъздушаване на водата, над повърхността на пречистената вода се създава атмосфера, в която парциалното налягане на въглеродния диоксид е незначително в сравнение с парциалното налягане на въглеродния диоксид във водата.
Отстраняването на въглеродния диоксид се извършва в апарати, нареченикалцинатори,и самият процес се наричадекарбонизация.Декарбонизацията се извършва в апарати от филмов и барботиращ тип. Схематична диаграма на калцинатор от филмов тип е показана на фиг. 5.
Фиг. 3. Електрическа схема
Опакован калцинатор:
1 - резервоар; 2 - дюза; 3 - изходна тръба за газ; 4 - водопроводна тръба; 5 - разпределителни дюзи; 6 - щит; 7 - тръба за подаване на въздух; 8 - водно уплътнение
Калцинаторът е стоманен цилиндричен резервоар1, вътре в който има дюза2,, състояща се от дървени дъски, подредени в шахматен ред с празнина, или пръстени на Рашиг, които са керамични пръстени.
Водата се подава към калцинатора отгоре през разклонителната тръба4.От щита6тя се отвежда през разпределителните дюзи5към повърхността на дюзата.
Обработената вода измива елементите на дюзата с тънък слой, а подаденият към нея въздух се движи към нея.калцинатор с вентилатор през дюзата7. Отстраненият от водата въглероден диоксид преминава във въздуха и заедно с него се отстранява от калцинатора в атмосферата през тръба 3.
Пречистената вода се влива в съда на калцинатора и през хидравличното уплътнение 8 навлиза в резервоара за декарбонизирана вода, който се намира под дъното на калцинатора.
С правилно подбрана повърхност на контакт между вода и въздух и достатъчен въздушен поток, използването на калцинатор от филмов тип позволява да се намали концентрацията на разтворен въглероден диоксид в декарбонизирана вода до 3-7 mg/kg.
Конструкцията на барботиращия калцинатор осигурява издухване на сгъстен въздух отдолу през цялата площ на напречното сечение на резервоара, в който пречистената вода влиза отгоре.
Тези калцинатори изискват по-високо компресорно въздушно налягане от калцинаторите от филмов тип. Освен това е необходимо да се осигури пречистване на въздуха от смазочното масло на компресора.
В практиката за пречистване на вода широко се използват калцинатори с пръстени на Рашиг. Изчисляването на калцинатора се състои в определяне на геометричните размери на необходимата повърхност на пръстените на Рашиг и определяне на налягането, генерирано от вентилатора.
Площта на напречното сечение на калцинатора се определя от плътността на пръскане на дюзата, т.е. чрез консумация на вода на единица площ от напречното сечение на калцинатора.
Приема се, че плътността на напояване за калцинатор с пакет от пръстени на Рашиг е 60 m 3 /(m 2 h).
По този начин площта на напречното сечение на калцинатора се определя от формулата
къдетоQ–производителност на калцинатора, m 3 /h.
Диаметър на калцинатораD, m,определен от уравнението
Размерът на Рашиг пръстените, независимо от капацитета на калцинатора, е 25x25x3 мм.
Единичната повърхност на пръстените на Рашиг е 204 m 2 / m 3, а масата е 532 kg / m 3. Броят на пръстените в 1 m 3 с произволно натоварване е 53200 броя / m 3, свободният обем на 1 m 3 от дюзата е 0,74 m 3 / m 3 /
Необходимата повърхност на опаковане, m, се определя от уравнението
къдетоGе количеството отстранен газ, kg/h;
∆Сср – средна движеща сила на десорбция, kg/m 3 ;
kl – коефициент на десорбция, m/h.
Стойноститеkw и ∆Сср. се определят съгласно графиките на фиг. 4 и 5.
Фиг. 4. Зависимост на средната движеща сила на процеса на десорбция