Новая модель расчета вихревых реакторов для умягчения воды
Известны термический, реагентный, ионообменный и мембранный методы умягчения воды и электродиализ. Для умягчения воды с высокой карбонатной и низкой некарбонатной жесткостью целесообразно применять технологию умягчения известкованием. Для удаления кальциевой жесткости возможно использовать гидродинамические вихревые реакторы. Реактор, представляет собой осесимметричный сосуд, расширяющийся кверху, оснащенный внутренними перегородками и направляющими. В воду, после введения в нее реагента, вызывающего кристаллизацию гидрокарбоната кальция, дополнительно подается тонкодисперсная затравочная взвесь песка или мраморная крошка. Частицы введенной взвеси служат центрами кристаллизации, происходит умягчение воды в результате отложения карбоната кальция на поверхности контактной массы.
Специалистами ООО «ОВТ» были проведены расчеты распределения потоков в реакторе. Создана математическая модель, которая позволяет определить оптимальные геометрические параметры и конструкцию реакторов различной производительности, дисперсный состав, концентрацию и порядок ввода затравочной взвеси, определить оптимальные технологические режимы.
Математическая модель позволяет разработать конструкцию реактора, оптимальным образом реализующую основные преимущества:
- надежность процесса умягчения:
- при наличии затравочной взвеси реакция кристаллизации является устойчивой и управляемой;
- оптимизация капитальных и эксплуатационных затрат:
- минимальный расход недорогих и доступных реагентов (известь, сода или их комбинация);
- в качестве затравочной взвеси возможно использовать обработанный гранулят, ранее выгруженный из реактора;
- отсутствие движущихся частей, энергопотребителей (кроме насосов);
- в задачу обслуживающего персонала входит только перезагрузка затравочной взвеси;
- выводимый из установки осадок имеет влажность 20-25%, не требует сгущения и обезвоживания.
- экологичность:
- отсутствие вредных воздействий на окружающую среду (в отличие от мембранных и ионообменных технологий).
- не применяются агрессивные реагенты (как в случае с ионным обменом);
- извлеченный из воды в виде гидрокарбоната кальций представляет собой химически инертный гранулят, имеющий широкое и разнообразное применение в промышленности.
