172749. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés víz, főként kazántápvíz és hasonló termikus gáztalanítására
3 172749 4 tásos gáztalanítás csak mint előfokozat hatásos, arra alkalmas, hogy a kezdeti nagy gáztartalmat viszonylag rövid idő alatt viszonylag kis, de még nem a végleges megkívánt értékre csökkentse. A Raschig-gyűrűs módszert általában ugyancsak első fokozatként, a kaszkádos megoldás helyett alkalmazzák. A cél a gáztalanító berendezés magasságának a csökkentése vasból, vagy kerámiai anyagból, esetleg műanyagból gyártott gyűrűkből álló réteg segítségével, amivel a fajlagos vízfelületet megnövelik. A Raschig-gyűrűkön a víz vékony filmszerű felületekre bomolva viszonylag hosszú utat tesz meg, miközben a gázrészecskék, diffúzió útján távoznak. E megoldás hátránya, hogy a vastöltet gyorsan rozsdásodik, így az átáramlási keresztmetszetek erősen elszűkülnek, sőt el is dugulhatnak. Ha viszont a gyűrűket porcelánból vagy műanyagból készítik, bár eldugulás legfeljebb akkor lép fel, ha a víz lebegőanyagot tartalmaz, azonban az az előny, hogy az Oj - nyomokat a vasgyűrűkből álló töltet oxidációjával elfogyasztja, elmarad. További hátrány, hogy a Raschig-gyűrűs berendezés helyigénye — bár a kaszkádos berendezését nem éri el - meglehetősen nagy. A fent leírt termikus gáztalanítási módszereket többnyire egymással kombináltan alkalmazzák. A leggyakoribb variációk a fokozatok sorrendjében a következők: porlasztás-buborékoltatás, csörgedeztetés-buborékoltatás, csörgedeztetés — Raschig-gyűrűs fokozat - buborékoltatás (utóforralás), porlasztás - csörgedeztetés. Bár e kombinációkkal a gáztalanítás hatékonysága többé-kevésbé növelhető, mindezideig nem sikerült az egyes gáztalanítási módszerekkel járó hátrányokat maradéktalanul kiküszöbölni. Az oldott gázok eltávolítása azonban nemcsak kazántápvizek, hanem mindenféle használati melegvíz előállításánál fontos követelmény, bár erre a gyakorlatban nem fordítanak megfelelő gondot. Ha ugyanis a használati melegvízzel vízben oldott gázok is a készülékbe, illetve az elosztóhálózatba jutnak, az acélanyagokkal érintkezve korrózív hatást fejtenek ki. Ez a veszély 65 C° felett és nagy gáztartalom esetén fokozott. Emellett felületi hőcserélők alkalmazása esetén jelentős vízkőképződéssel kell számolni. Bár bizonyos esetekben használati melegvizek esetén is alkalmaznak vízkezelést, illetve lágyítást (ez kazántápvizek esetében kötelező), többnyire kezeletlen nyersvizet használnak, ami a vízkőlerakódás miatt hátrányos módon a hőcserélők gyakori tisztítását, ill. cseréjét teszi szükségessé. A találmány feladata, hogy a jelenleg ismert gáztalanítási módszerek hátrányait kiküszöbölő és előnyeit egyesítő olyan megoldást szolgáltasson, amely minimális helyigénnyel, maximális gőzhasznosítással optimális gáztalanítási eredményez, használati melegvizek előállítását kezeletlen (lágyítatlan) vízből is lehetővé teszi, kiküszöbölve a melegítés során kiváló gázok agresszív hatását, valamint a felületi hőcserélőkön a vízkőlerakódás veszélyét. A találmány alapját az alábbi felismerések képezik: amennyiben a fütőgázt állóhelyzetű csőbe alul ún. „Laval”-fúvókákon át vezetjük be, adiabatikus expanzió formájában állapotváltozás is bekövetkezik, és a fúvóka tartományában vákuum jelentkezik. E vákuum segítségével a víz egyrészt feláramlásra kényszeríthető, másrészt a szívócsőben jelenlevő hő plusz vákuum egyidejű jelenléte eredményeként kombinált gáztalanítási effektus jön létre: a gőzbuborékokba a vákuum hatása alatt az oldott gázok átlépése optimális — a vákuum alatti vízből a C02 és 02 gázok könnyen kilépnek és a közelükben levő gőzbuborékokba igen könnyen bediffundálnak -, emellett a gőznyomásnak megfelelő 100 C° feletti hőmérséklet kedvező hatása a vákuum megszűnése után is érvényesül: a gőzbuborékokat körülvevő víz felforr, a felületi feszültség negatívvá válik, ami a gázrészecskék bediffundálását eredményezi. E folyamatot a vákuum elősegíti. A buborékoltatásos módszer az egyik leghatékonyabb gáztalanítási lehetőség. A buborékoltató tálcában lényegében a fent leírt folyamat játszódik le, a vákuum hatásától eltekintve. A felületi folyadékhártyát nem a gázrészecskéknek, hanem az egyesült gáz - gőzbuborékoknak kell áttömiök. Minél jobb a gőzelosztás a buborékoltató tálcában, az említett negatív felületi feszültség szívóhatása annál jobban érvényesül. A gőzhasznosítás szempontjából igen kedvező a buborékoltatásos és beporlasztásos módszer kombinálása oly módon, hogy az utóbbihoz az előbbiből kilépő szekunder — esetleg tercier — gőzt "használjuk. Amennyiben a víz hőmérséklete egyrészt a gáztalanító előtti előmelegítő (kondenzvíz), másrészt a gáztalanító fűtőgőzével történő érintkezés folytán a telítési hőmérsékletet megközelíti vagy eléri, a vízben oldott gázok (02, C02) nagyrésze a nyomáshoz tartozó telítési hőmérsékleten a vízből eltávozik. E felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelyre az jellemző, hogy legalább egy gáztalanítási fokozatot olyan utóforralásos fokozatként hajtunk végre, amelynek során legalább egy, előnyösen több előző fokozatban már részben gáztalanított vizet célszerűen primer gőz adiabatikus expanzióját eredményező bevezetésével keltett vákuum segítségével a gőzzel való intenzív keveredését biztosító feláramlásra kényszerítjük. A bevezetett gőz optimális kihasználását és maximális gáztalanítási azáltal érhetünk el, ha az utóforralásos fokozatot több lépcsőben hajtjuk végre, oly módon, hogy a vákuum segítségével feláramoltatott és gőzzel keveredett vizet lefelé haladásra kényszerítjük, majd adiabatikus expanziót eredményező módon bevezetett gőzzel, célszerűen primer gőzzel keltett vákuum segítségével ismét felfelé áramoltatjuk, mimellett ezeket a műveleteket előnyösen többször egymásután végrehajtjuk. Célszerű többlépcsős utóforralásos fokozatot primer gőzzel végezni, a kilépő szekunder gőzt második fokozatként buborékoltató tálcába vezetni, majd az innen távozó tercier gőzt a porlasztással betáplált, előkészített (előmelegített, esetleg lágyított) vízzel keverni, e pori ászt ásos gáztalanítás képezheti az első fokozatot. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
