×
29.12.2017
217.015.f21c

Каталитический способ удаления кислорода из воды

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области энергетики, а точнее к способам подготовки воды для энергетических установок. Каталитический способ удаления кислорода из воды, согласно которому исходную воду очищают от механических примесей и подают в инжектор, где ее смешивают с газообразным водородом, получают водо-водородную смесь и производят ее обескислороживание путем взаимодействия с ионообменным материалом, содержащим палладиевый катализатор, отличающийся тем, что пузырьки газообразного водорода в водо-водородной смеси дробят и полностью растворяют в воде с помощью аппарата вихревого слоя с ферромагнитными иголками, установленными с возможностью вращения под воздействием переменного электромагнитного поля. Технический результат - повышение эффективности каталитического способа удаления кислорода из воды при ее взаимодействии с растворенным газообразным водородом на зернах высокоосновного анионита, покрытых слоем металлизированного палладия. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области энергетики и может быть применено в различных отраслях техники и, прежде всего, для подготовки воды энергетических установок и систем теплоснабжения потребителей.

Известен способ термической деаэрации воды (патент РФ на изобретение №2244208, МПК F22D 1/50, опубл. 10.01.2005), по которому в деаэратор подают исходную воду и греющий агент, из деаэратора отводят деаэрированную воду и выпар, измеряют остаточное содержание кислорода в деаэрированной воде, импульс от датчика содержания кислорода передают на регулятор расхода выпара, от которого, в свою очередь, передают управляющий сигнал на исполнительный механизм регулирующего органа расхода выпара, при этом на регулятор расхода выпара одновременно подают импульс от датчика остаточного содержания диоксида углерода в деаэрированной воде, а регулирование расхода выпара осуществляют по заданной величине остаточного содержания удаляемого газа, для достижения которой необходимо большее количество выпара.

Недостатками этого способа является необходимость использования тепловой энергии для подогрева обрабатываемой воды до состояния насыщения, применения мероприятий по увеличению поверхности массообмена, поддержанию постоянного давления деаэрируемой воды и минимального парциального давления кислорода над ее свободной поверхностью. Реализация способа термической деаэрации воды требует применения сложных и дорогих деаэраторов и вспомогательного оборудования.

Известен также способ удаления из воды растворенного кислорода (В.В. Васильев и др. Исследование метода удаления кислорода из воды с применением ионита, содержащего палладий в качестве катализатора. Энергосбережение и водоподготовка. №1(51). 2008 г., стр. 23-25), согласно которому в обрабатываемую воду инжектируют газообразный водород, растворяют пузырьки водорода в воде и производят каталитическое восстановление растворенного кислород, пропуская воду через ионообменную смолу, содержащую палладиевый катализатор. Каталитический процесс взаимодействия растворенных в воде кислорода и водорода описывается уравнениями:

2H2+O2→2H2O

Или с учетом катализатора - палладия:

KO+H2→K+H2O,

где K - палладий, H - водород, O - кислород.

Недостатком описанного каталитического способа, принятого за прототип изобретения, является пониженная скорость растворения в воде пузырьков инжектируемого водорода, приводящая к превышению его расхода над стехиометрическим, снижению скорости кинетической реакции и производительности установок обескислороживания, работающих по этому способу.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности каталитического способа удаления кислорода из воды при ее взаимодействии с растворенным газообразным водородом на зернах высокоосновного анионита, покрытых слоем металлизированного палладия.

Поставленная задача решается за счет того, что исходную воду очищают от механических примесей и подают в инжектор, где ее смешивают с газообразным водородом, получают водо-водородную смесь и производят ее обескислороживание путем взаимодействия с ионообменным материалом, содержащим палладиевый катализатор, при этом пузырьки газообразного водорода в водо-водородной смеси дробят и полностью растворяют в воде с помощью аппарата вихревого слоя с ферромагнитными иголками, установленными с возможностью вращения под воздействием переменного электромагнитного поля.

Схема устройства для реализации каталитического способа удаления кислорода из воды, работающего по предлагаемому способу, изображена на чертеже.

Устройство содержит трубопровод исходной воды 1, фильтр механической очистки воды 2, трубопровод очищенной воды 3, инжектор 4, трубопровод 5, электролизер 6, выпрямитель 7, кислородопровод 8, трубопровод водорода 9, вихревой электромагнитный аппарат 10, электрическую сеть 11, каталитический фильтр 12, трубопровод обескислороженной воды 13.

Реализацию каталитического способа удаления кислорода из воды осуществляют в изобретении следующим образом.

Исходную воду, содержащую растворенный кислород, по трубопроводу 1 исходной воды направляют в фильтр 2, где производят ее очистку от механических примесей. По трубопроводу 3 очищенную воду подают в сопло инжектора 4, расширяют ее в сопле с увеличением скорости и снижением ее статического давления в камере смешения инжектора 4. По трубопроводу 5 часть расхода очищенной исходной воды подают в электролизер 6, питаемый постоянным током через выпрямитель 7. В электролизере 6 воду разлагают на газообразные водород и кислород. Выделившийся кислород по кислородопроводу 8 сбрасывают в атмосферу. Газообразный водород по трубопроводу водорода 9 подают в камеру смешения инжектора 4, где производят его предварительное смешение с очищенной водой и образованием в ней водородных пузырьков. В вихревом электромагнитном аппарате 10 при пропускании обрабатываемой воды через слой вращающихся ферромагнитных иголок производят мелкодисперсное дробление водородных пузырьков с завершением их растворения в воде. Индукторы вихревого электромагнитного аппарата 10 питают переменным током от электрической сети 11. Воду с растворенным в ней водородом подают в каталитический фильтр 12 и пропускают через слой высокоосновного анионита, состоящего из зерен, поверхность которых металлизирована палладием. В каталитическом фильтре 12 осуществляют каталитическую реакцию между растворенными в воде молекулами кислорода и водорода с образованием дополнительных молекул воды H2O. Прореагировавшую воду по трубопроводу обескислороженной воды 13 направляют к потребителям.

Предлагаемый каталитический способ удаления кислорода из воды позволяет:

- за счет интенсификации в аппарате вихревого слоя процесса смешения в воде пузырьков инжектируемого водорода увеличить скорость и полноту их растворения в воде до получения оптимального стехиометрического состава растворенных водорода и кислорода (около 1 г H2 на 8 г O2 в одном кубическом метре воды);

- снизить количество потребляемого водорода, упростить и удешевить установки, работающие по данному способу;

- вырабатывать газообразный водород непосредственно в составе установок для каталитического удаления кислорода из воды путем электрохимического разложения части обрабатываемой воды на водород и кислород.

Каталитический способ удаления кислорода из воды, согласно которому исходную воду очищают от механических примесей и подают в инжектор, где ее смешивают с газообразным водородом, получают водо-водородную смесь и производят ее обескислороживание путем взаимодействия с ионообменным материалом, содержащим палладиевый катализатор, отличающийся тем, что пузырьки газообразного водорода в водо-водородной смеси дробят и полностью растворяют в воде с помощью аппарата вихревого слоя с ферромагнитными иголками, установленными с возможностью вращения под воздействием переменного электромагнитного поля.
Каталитический способ удаления кислорода из воды
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 40 items.
20.01.2013
№216.012.1d5e

Способ сжигания природного газа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к теплоэнергетике и может применяться в промышленности и других отраслях народного хозяйства, использующих природный газ в качестве энергоносителя. Устройство для сжигания природного газа содержит корпус с газораздающими отверстиями, перпендикулярными набегающему потоку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473012
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.07.2013
№216.012.548a

Способ работы и устройство для вентиляции автодорожных тоннелей

Способ работы и устройство для вентиляции автодорожных тоннелей относится к установкам для вентиляции автодорожных тоннелей с одновременной выработкой электрической и тепловой энергии для энергоснабжения жилых зданий, социальных и промышленных объектов городов. Улучшение экономических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487245
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.11.2013
№216.012.7ee5

Устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива содержит гидродинамический кавитационный аппарат, выполненный как тангенциально-осевой вихревой эмульгатор, состоящий из трубопровода обрабатываемых жидких топлив, трубопровода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498158
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.08.2014
№216.012.e971

Парогазовая надстройка паротурбинного энергоблока с докритическими параметрами пара

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая надстройка паротурбинного энергоблока с докритическими параметрами пара, заключающаяся в том, что паротурбинный энергоблок докритических параметров пара, работающий на газе, надстраивают парогазовой установкой с предвключенной паровой турбиной с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525569
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.10.2014
№216.013.011c

Установка для подготовки подпиточной воды теплоэлектроцентрали

Изобретение относится к энергетике. Установка для подготовки подпиточной воды теплоэлектроцентрали, у которой паровая турбина оснащена поверхностным конденсатором первой и второй ступеней нагрева для подогрева сырой подпиточной воды. Изобретение позволяет увеличить электрическую мощность,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531682
Дата охранного документа: 27.10.2014
20.11.2014
№216.013.0890

Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и высоконапорным парогенератором

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и высоконапорным парогенератором, содержащая компрессор, высоконапорный парогенератор, газовую турбину, котел-утилизатор, вакуумный деаэратор, конденсационную паровую турбину, противодавленческую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533593
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.0898

Энергетическая установка с парогазовой установкой

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка, включающая парогазовую установку, может применяться для надстройки паротурбинных энергоблоков, причем надстраивают парогазовой установкой с приводом компрессора от конденсационной паровой турбины с суперсверхкритическими начальными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533601
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.12.2014
№216.013.0db0

Установка для подготовки подпиточной воды теплоэлектроцентрали

Изобретение относится к энергетике. Установка для подготовки подпиточной воды теплоэлектроцентрали содержит паровую турбину с промышленным отбором пара и конденсатором со встроенным пучком, химводоочистку, вакуумный деаэратор, трубопроводы сырой, умягченной подпиточной воды, прямой и обратной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534921
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.02.2015
№216.013.259b

Энергетическая газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорных станций магистральных газопроводов

Использование: энергетические газотурбодетандерные установки с использованием избыточного давления топливного газа могут быть применены для электроснабжения компрессорных станций (КС) магистральных газопроводов. Сущность изобретения: газ высокого давления из газопровода топливного газа КС...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541080
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.03.2015
№216.013.346c

Вихревая энергетическая установка газоперекачивающего агрегата компрессорной станции

Изобретение относится к энергетическим установкам, а более конкретно к вихревым энергетическим установкам газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов. Сущность изобретения: вихревая энергетическая установка газоперекачивающего агрегата (ГПА) компрессорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544895
Дата охранного документа: 20.03.2015
Showing 1-10 of 58 items.
27.10.2014
№216.013.011c

Установка для подготовки подпиточной воды теплоэлектроцентрали

Изобретение относится к энергетике. Установка для подготовки подпиточной воды теплоэлектроцентрали, у которой паровая турбина оснащена поверхностным конденсатором первой и второй ступеней нагрева для подогрева сырой подпиточной воды. Изобретение позволяет увеличить электрическую мощность,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531682
Дата охранного документа: 27.10.2014
20.11.2014
№216.013.0890

Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и высоконапорным парогенератором

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и высоконапорным парогенератором, содержащая компрессор, высоконапорный парогенератор, газовую турбину, котел-утилизатор, вакуумный деаэратор, конденсационную паровую турбину, противодавленческую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533593
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.02.2015
№216.013.259b

Энергетическая газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорных станций магистральных газопроводов

Использование: энергетические газотурбодетандерные установки с использованием избыточного давления топливного газа могут быть применены для электроснабжения компрессорных станций (КС) магистральных газопроводов. Сущность изобретения: газ высокого давления из газопровода топливного газа КС...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541080
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.03.2015
№216.013.346c

Вихревая энергетическая установка газоперекачивающего агрегата компрессорной станции

Изобретение относится к энергетическим установкам, а более конкретно к вихревым энергетическим установкам газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов. Сущность изобретения: вихревая энергетическая установка газоперекачивающего агрегата (ГПА) компрессорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544895
Дата охранного документа: 20.03.2015
20.04.2015
№216.013.4462

Регенеративная газотурбодетандерная установка

Изобретение относится к энергетике. Регенеративная газотурбодетандерная установка компрессорной станции магистральных газопроводов с газотурбинными газоперекачивающими агрегатами, снабженными утилизационными подогревателями теплоносителя, содержит магистральный газопровод высокого давления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549004
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.07.2015
№216.013.5e04

Способ работы парогазовой энергетической установки и устройство для его осуществления

Изобретение относится к энергетике. Способ работы парогазовой энергетической установки, при котором охлаждение расширенного рабочего тела, после выработки пара, производят в теплофикационном теплообменнике, а конденсацию его паровой составляющей осуществляют в контактном охладителе-конденсаторе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555609
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.615f

Способ работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой

Изобретение относится к энергетике. Способ работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, содержащей: котельные агрегаты, паровые турбины с промышленными отборами пара, конденсаторами и электрогенераторами, подогреватели сырой воды, химводоочистку для умягчения подпиточной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556469
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.66a9

Газотурбодетандерная энергетическая установка газораспределительной станции

Газотурбодетандерная энергетическая установка газораспределительной станции содержит турбодетандер с регулируемым сопловым аппаратом, газотурбинную установку с компрессором низкого давления, камерой сгорания и газовой турбиной, электрогенератор, газопровод топливного газа, выходную газовую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557834
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.68de

Способ и устройство для непрерывного электро- и теплоснабжения загородных жилых домов

Изобретение относится к автономным системам электро- и теплоснабжения загородных жилых домов. Теплоснабжение загородных жилых домов производится от теплового аккумулятора, зарядку которого производят вихревым теплогенератором с питанием насоса от накопителей электроэнергии (аккумуляторов). От...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558399
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.10.2015
№216.013.8626

Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой

Изобретение относится к энергетике. Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой, содержащая теплофикационную паровую турбину, турбину с промышленным и теплофикационным отборами и установку подогрева сырой воды, дополнительно снабжена системой подогрева сырой воды в конденсаторе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565945
Дата охранного документа: 20.10.2015
+ добавить свой РИД