Структурный принцип
Встроенный термический деаэратор использует физический метод дезоксигенации, который осуществляется в два этапа.
(1) Подпиточная вода или конденсат впрыскиваются в паровое пространство (первичная деаэрация).
(2) Через паропровод пар проходит через резервуар с водой, унося с собой кислород из воды и осуществляя деаэрацию (вторичную деаэрацию).
Процесс деаэрации встроенного деаэратора показан на рисунке 1.
1. Первичная зона деаэрации
Как показано на рисунке 1, подпиточная вода или конденсат разлагается на туманообразные капли через форсунки, размер которых регулируется в зависимости от расхода воды, чтобы поддерживать его постоянным при различных расходах. Капли выбрасываются из высокоскоростных форсунок в паровое пространство в баке. Вода нагревается при контакте с паром, температура воды повышается, а парциальное давление неконденсирующихся газов в воде постепенно снижается. Распыляемая вода ударяется о перегородку или стенку бака и падает вниз, разделяясь на ещё более мелкие капли.
Капли воды находятся в паровом пространстве менее 1 секунды. В паровом пространстве непрерывная подача пара обеспечивает достаточно высокое парциальное давление, в то время как парциальное давление локальных неконденсирующихся газов остается очень низким. Когда капли воды проходят через пар с более высокой температурой, на поверхности капли происходит конденсация, повышая ее температуру. Этот процесс нагрева происходит быстро благодаря большой площади контакта капель воды. После того, как капли воды попадают в паровое пространство, давление локальных неконденсирующихся газов в паре очень низкое по сравнению с их концентрацией в воде. Это более низкое локальное давление, вызванное повышением температуры и уменьшенной растворимостью неконденсирующихся газов в воде, заставляет их разделяться.
2. Зона вторичной деоксигенации
Поскольку время пребывания воды в паровом пространстве зоны распыления невелико, достижение желаемого эффекта дезоксигенации может быть затруднено. Поэтому в нижнем пространстве бака деаэратора установлена пористая пароотводящая труба. Остаточные неконденсирующиеся газы уносятся паром, отводимым через пароотводящую трубу при прохождении через воду.
При прохождении пузырьков пара через воду, согласно закону Рауля, устанавливается межфазное равновесие между газом внутри парового пузыря и соседними с ним нерастворимыми газами. Достижение этого равновесия требует достаточного времени контакта. Поэтому внутренняя структура оборудования спроектирована так, чтобы генерировать мелкие пузырьки с достаточно большим расстоянием перемещения в воде. Это достигается за счет проектирования размера, количества и угла расположения мелких отверстий в паропроводе. Вторая функция паропровода заключается в обеспечении быстрого запуска деаэратора, гарантируя, что качество сточной воды достигнет проектных требований в кратчайшие сроки. По сравнению с любым другим методом парового нагрева, преимущество паропровода в нижней части резервуара для воды заключается в том, что он обеспечивает полную деоксигенацию воды в резервуаре.
Сопло постоянной скорости
Сопло постоянной скорости является важнейшим компонентом встроенного деаэратора, напрямую влияющим на качество воды на выходе деаэратора. Сопло постоянной скорости состоит из двух противолежащих дискообразных эластичных элементов, скрепленных вместе зажимами. При увеличении внутреннего давления в сопле дискообразные эластичные элементы упруго деформируются, в результате чего вода распыляется из зазора между зажимами, образуя водяную пленку. Эта пленка разрывается и перемешивается зубчатой структурой в точке зацепления сопла, образуя мелкие капли воды и создавая туман. Поперечное сечение сопла изменяется в зависимости от расхода, но скорость потока остается практически постоянной в диапазоне 10%~110% от номинального расхода сопла, что обеспечивает стабильное распыление водяной пленки.
