一种原水加热除硬水处理装置制造方法及图纸

一种原水加热除硬水处理装置，包括粗滤、活性炭过滤，原水通过水泵加压泵出，经喷射器混合沙砾磨料，或原水混合沙砾磨料后通过水泵，以设定流速，输入到多级立式或卧式换热器的加热侧和末级加热器，将原水从自然初始温度，加热到设定温度。这使原水中的暂硬及永硬受热产生分解反应，生成碳酸钙沉淀，碳酸镁沉淀。原水中加入了沙砾磨料，使水中的沙砾磨料和立式换热器管壁上的水垢产生磨擦，从而将水垢磨下，保持管壁的清洁。装置通过多级立式或卧式换热器的冷却侧，将水温降到设定温度，并通过过滤，得到除去暂硬及永硬的白开水。本发明专利技术原水利用率高，无需使用药品，节能减排，解决了换热器换热面结垢，热效率不高、能耗大，造成污染环境的问题。污染环境的问题。污染环境的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种原水加热除硬水处理装置


[0001]本专利技术涉及一种原水加热除硬水处理装置，特别是一种原水加热除硬生产软化水装置。

技术介绍

[0002]水是一切有机化合物和生命物质的源泉，是人类赖以生存的宝贵资源。事实证明，想保证人体健康，必须保证饮水安全。现代科学研究表明，水加热后从大分子变为小分子团，有利于通过细胞水通道，加速人体新陈代谢。
[0003]由于白开水的健康特性，现有技术中已有关于白开水的生产研究，例如中国专利201510910166.1采用1500～2500MHz的微波加热方式实现“白开水”纯净水生产，但这种方式能耗高，不适合工厂大批量生产。
[0004]再例如中国专利CN106186490B，一种凉白开生产工艺，需UHT加热杀菌，将脱气洁净水通入UHT杀菌机进行加热杀菌，由于须对原水进行软化处理，必须对自然水体排放高含盐水，这不但浪费了水资源，而且还造成了河道及自然水体高含盐水的污染。
[0005]另外，水作为一种重要物质用于众多的工业领域。因淡水中最大的含盐量是硬度盐类，也即暂硬碳酸氢钙、碳酸氢镁及永硬各种酸的钙盐、镁盐，原水会在工艺过程中，因温度发生变化造成碳酸氢钙、碳酸氢镁分解，变成水垢，永硬各种酸的钙盐、镁盐则因化学反应变成水垢，影响介质的换热效率。为了解决这些问题，最常规的方式是通过化学法如加酸或碱，使暂硬脱除；或通过离子交换将永硬、暂硬脱除；或通过反渗透将永硬、暂硬脱除。然而，在这个过程中，必须对水加各种药品，如酸、碱或其它药品，如作为循环水中的络合剂等。这些药品的加入，使水最起码产生酸、碱、盐对水体污染，而这种污染对自然水体相当大，使之用于灌溉或其它的影响，使土壤盐碱化，或使水体富营养化。因此，用物理法解决酸、碱、盐对水体的污染，在不加药品的情况下，实现水体的脱硬，是人们梦寐以求的。然而，由于在物理方法如加热脱盐除硬方面，因暂硬或者永硬分解产生水垢造成换热效率的下降而使之无法实现这种方法的持续性，因此，原水脱硬一直没有良好的解决办法。
[0006]本专利技术创造了一种全新的方法，即物理法来解除水垢附着于换热器表面的问题。因此，专利技术了一种加热除硬磨擦除垢的新技术。从而实现在不加药品，不污染环境的前提下，对水进行脱硬处理，这种装置是能够最大限度的符合工业生产及人们生活的需求，且成本低、无危害、环保的装置。

技术实现思路

[0007] 鉴于以上情形，为了解决换热面结垢，热效率不高、能耗大，离子交换器及反渗透排放浓盐水，污染环境的问题，专利技术了一种原水加热除硬水处理装置，其具体技术方案如下：一种原水加热除硬水处理装置，包括原水预处理装置、供水装置、换热装置、末级加热装置、分离沉淀装置、过滤装置、排气装置。其特征是：原水预处理装置包括粗滤、活性炭过滤。经预处理装置处理的原水，通过水泵加压泵出，经喷射器混合沙砾磨料，或原水混合沙砾磨
料后通过水泵，以设定流速，输入到多级立式换热器的加热侧。将原水从自然初始温度，加热到设定温度，之后，通过末级加热器，将水加热到110℃～125℃，并保持3～10分钟。这使原水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁受热产生分解反应，生成碳酸钙沉淀，碳酸镁沉淀和碳酸。碳酸钠和水中的硫酸钙、氯化钙、硝酸钙等盐类产生化学反应，生成碳酸钙沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠。碳酸钠和水中的硫酸镁、氯化镁、硝酸镁反应，生成碳酸镁沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠。由于在换热过程中，碳酸氢钙、碳酸氢镁分解产生碳酸钙沉淀、碳酸镁沉淀即水垢，会结在立式换热器换热面上，严重影响换热效率。
[0008] Ca(HCO3)
2 = CaCO3↓ꢀ
+CO2↑ꢀ
+H2O Mg(HCO3)2= MgCO3+H2O+ CO2↑
碳酸钠和水中的硫酸钙、氯化钙、硝酸钙等盐类产生化学反应，生成碳酸钙沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠。
[0009]Na2CO3+CaSO4= CaCO3↓
+ Na2SO4Na2CO3+CaCl2= CaCO3↓
+2NaClNa2CO3+Ca(NO3)2= CaCO3↓
+2NaNO3碳酸钠和水中的硫酸镁、氯化镁、硝酸镁反应，生成碳酸镁沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠。
[0010]MgSO4+Na2CO3= MgCO3↓
+Na2SO4MgCl
2 + Na2CO
3 = MgCO3↓ꢀ
+ 2NaCl Mg(NO3)2+Na2CO3=MgCO3↓
+2NaNO3为了解决立式换热器换热面结垢的问题，则在原水中加入了沙砾磨料，使水中的沙砾磨料和立式换热器管壁上的水垢产生磨擦，从而将水垢磨下。磨下的水垢作为晶核，可使碳酸氢钙、碳酸氢镁受热分解生成的碳酸钙、碳酸镁迅速结晶长大，析出碳酸钙、碳酸镁悬浮物，与沙砾磨料共同作用于换热管壁的水垢之上，使之通过沙砾磨料与管壁磨擦将管壁上的水垢磨下，保持管壁的清洁。
[0011]整个系统的工作压力为初始给水泵所提供，水泵施加压力的大小，其压力必须大于等于对应的水沸腾温度压力。整个系统为承压系统，水经过滤器之后，实现系统压力的部分消减，整个装置的压力，通过末端所设阀门控制。对原水进行排气，除去原水中的二氧化碳气体，出水排气装置，设于末端阀门之后。
[0012]多级换热器为立式排列设置，每一组立式换热器的顶部，均设有至少一根从顶部下连的升温水下引管，和均设有至少一根端头上连的降温水上引管。上一级立式换热器升温水下引管的管口，与下一级立式换热器加热升温水上引管的进水管口连接，上一级立式换热器端头上连的降温水上引管的管口，与下一级立式换热器放热降温水下引管的进水管口连接，以此类推形成冷水加热上升，到顶部下引，再与下一级换热器的冷水加热上升连接的串联管路。之后，通过末级加热器，将水加热到110℃～125℃，并保持3～10分钟。而放热的热水从顶部放热输出，到端头向上接出管与顶部的热水连接的热水放热下降管簇，每一组换热管簇温度端差设定温升在6～35℃左右运行，形成冷热水之间的逆流换热。
[0013]立式换热器中的换热管为玻璃管，玻璃管或为高硼硅材质玻璃管。换热管或为金属管，金属管或为不锈钢管，或为钛管，或为铜管，或为铝管或铝合金管。
[0014]多级立式换热器加热侧的原水，通过逐级加热升温，实现原水从进水自然初始温
度，通过多级立式换热器和末级加热器加热，直到加热到原水所需设定温度。由于末级加热是为了弥补立式换热器两侧所需6～35℃左右的传热温差，因此，弥补水的换热温差所需热量极少。之后，将热水通过立式换热器冷却侧，从110℃～125℃降温冷却至适当设定温度。由于升温的冷水从立式换热器端头输入，降温的热水从立式换热器端头输出 ，立式换热器使进水温度上升，水密度变小，形成自然上升循环动力，水温度下降，则水密度变大，形成自然下降水循环动力，形成降温水逐级下降的循环通路。
[0015]受热原水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁受热产生分解反应，生成碳酸钙沉淀，碳酸镁沉淀、二氧化碳和水。受热并产生化学分解反应的原水，通过立式换热器进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种原水加热除硬水处理装置，包括原水预处理装置、供水装置、换热装置、末级加热装置、分离沉淀装置、过滤装置、排气装置，其特征是；原水预处理装置包括粗滤、活性炭过滤；经预处理装置处理的原水，通过水泵加压泵出，经喷射器混合沙砾磨料，或原水混合沙砾磨料后通过水泵，以设定流速，输入到多级立式换热器的加热侧；将原水从自然初始温度，加热到设定温度，之后，通过末级加热器，将水加热到110℃～125℃，并保持3～10分钟；这使原水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁受热产生分解反应，生成碳酸钙沉淀，碳酸镁沉淀和碳酸；碳酸钠和水中的硫酸钙、氯化钙、硝酸钙等盐类产生化学反应，生成碳酸钙沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠；碳酸钠和水中的硫酸镁、氯化镁、硝酸镁反应，生成碳酸镁沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠；由于在换热过程中，碳酸氢钙、碳酸氢镁分解产生碳酸钙沉淀、碳酸镁沉淀即水垢，会结在立式换热器换热面上，严重影响换热效率； Ca(HCO3)
2 = CaCO3↓ꢀ
+CO2↑ꢀ
+H2O Mg(HCO3)2= MgCO3+H2O+ CO2↑
碳酸钠和水中的硫酸钙、氯化钙、硝酸钙等盐类产生化学反应，生成碳酸钙沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠；Na2CO3+CaSO4= CaCO3↓
+ Na2SO4Na2CO3+CaCl2= CaCO3↓
+2NaClNa2CO3+Ca(NO3)2= CaCO3↓
+2NaNO3碳酸钠和水中的硫酸镁、氯化镁、硝酸镁反应，生成碳酸镁沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠；MgSO4+Na2CO3= MgCO3↓
+Na2SO4MgCl
2 + Na2CO
3 = MgCO3↓ꢀ
+ 2NaCl Mg(NO3)2+Na2CO3=MgCO3↓
+2NaNO3为了解决立式换热器换热面结垢的问题，则在原水中加入了沙砾磨料，使水中的沙砾磨料和立式换热器管壁上的水垢产生磨擦，从而将水垢磨下；磨下的水垢作为晶核，可使碳酸氢钙、碳酸氢镁受热分解生成的碳酸钙、碳酸镁迅速结晶长大，析出碳酸钙、碳酸镁悬浮物，与沙砾磨料共同作用于换热管壁的水垢之上，使之通过沙砾磨料与管壁磨擦将管壁上的水垢磨下，保持管壁的清洁；整个系统的工作压力为初始给水泵所提供，水泵施加压力的大小，其压力必须大于等于对应的水沸腾温度压力；整个系统为承压系统，水经过滤器之后，实现系统压力的部分消减，整个装置的压力，通过末端所设阀门控制；对原水进行排气，除去原水中的二氧化碳气体，出水排气装置，设于末端阀门之后；多级换热器为立式排列设置，每一组立式换热器的顶部，均设有至少一根从顶部下连的升温水下引管，和均设有至少一根端头上连的降温水上引管；上一级立式换热器升温水下引管的管口，与下一级立式换热器加热升温水上引管的进水管口连接，上一级立式换热器端头上连的降温水上引管的管口，与下一级立式换热器放热降温水下引管的进水管口连接，以此类推形成冷水加热上升，到顶部下引，再与下一级换热器的冷水加热上升连接的串联管路；之后，通过末级加热器，将水加热到110℃～125℃，并保持3～10分钟；而放热的热水从顶部放热输出，到端头向上接出管与顶部的热水连接的热水放热下降管簇，每一组换热管簇温度端差设定温升在6～35℃左右运行，形成冷热水之间的逆流换热；
立式换热器中的换热管为玻璃管，玻璃管或为高硼硅材质玻璃管；换热管或为金属管，金属管或为不锈钢管，或为钛管，或为铜管，或为铝管或铝合金管；多级立式换热器加热侧的原水，通过逐级加热升温，实现原水从进水自然初始温度，通过多级立式换热器和末级加热器加热，直到加热到原水所需设定温度；由于末级加热是为了弥补立式换热器两侧所需6～35℃左右的传热温差，因此，弥补水的换热温差所需热量极少；之后，将热水通过立式换热器冷却侧，从110℃～125℃降温冷却至适当设定温度；由于升温的冷水从立式换热器端头输入，降温的热水从立式换热器端头输出 ，立式换热器使进水温度上升，水密度变小，形成自然上升循环动力，水温度下降，则水密度变大，形成自然下降水循环动力，形成降温水逐级下降的循环通路；受热原水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁受热产生分解反应，生成碳酸钙沉淀，碳酸镁沉淀、二氧化碳和水；受热并产生化学分解反应的原水，通过立式换热器进行降温；之后，通过沙砾磨料水垢分离沉淀器，将磨擦沙砾磨料和水垢沉淀分离；由于沙砾磨料比重大，率先沉淀析出，沉淀的沙砾磨料再通过管道喷射混合器或水泵，注入到需加热的冷水中，使沙砾磨料构成循环，水垢则后续沉淀析出；与水垢分离澄清之后的水，输入到过滤装置中，使水过滤净化，过滤净化的水，除去了水中的钙镁沉淀并通过过滤器过滤，除去原水中的碳酸钙和碳酸镁沉淀，沉淀过滤之后的原水，消除水中的暂硬和永硬，使水得以软化；并对原水通过除气器进行排气，除去水中的二氧化碳气体，并使原水成为白开水；原水加热除硬装置的换热器、末级加热器、管道和阀门的外壁均设有保温层。2. 一种原水加热除硬水处理装置，包括原水预处理装置、供水装置、换热装置、末级加热装置、分离沉淀装置、过滤装置、排气装置，其特征是；原水预处理装置包括粗滤、活性炭过滤；经预处理装置处理的原水，通过水泵加压泵出，经喷射器混合沙砾磨料，或原水混合沙砾磨料后通过水泵，以设定流速，输入到多级卧式换热器的加热侧；将原水从自然初始温度，加热到设定温度，之后，通过末级加热器，将水加热到110℃～125℃，并保持3～10分钟；这使原水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁受热产生分解反应，生成碳酸钙沉淀，碳酸镁沉淀和碳酸；碳酸钠和水中的硫酸钙、氯化钙、硝酸钙等盐类产生化学反应，生成碳酸钙沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠；碳酸钠和水中的硫酸镁、氯化镁、硝酸镁反应，生成碳酸镁沉淀及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠；由于在换热过程中，碳酸氢钙、碳酸氢镁分解产生碳酸钙沉淀、碳酸镁沉淀即水垢，会结在卧式换热器换热面上，严重影响换热效率； Ca(HCO3)
2 = CaCO3↓ꢀ
+CO2↑ꢀ
+H...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宝安，
申请(专利权)人：徐宝安，
类型：发明
国别省市：