Способ получения чистой воды и растворенных в воде веществ

 

Использование: для очистки воды деления солевого остатка. Сущность: для получения чистой воды и растворенных в воде веществ вода в виде тонкой дисперсии будет вводится в поток инертного продувочного газа, причем будет устанавливаться предварительное заданное парциальное давление продувочного газа в смеси продувочный газ/ водяной пар, которая образуетИзобретение относится к способу получения чистой воды и растворенных в воде веществ посредством введения воды, содержащей растворенные вещества, в тонкодисперсном состоянии в продувочный поток инертного газа. Рода будет вводиться в таком количестве, чтобы после нагрева ся при нагреве смеси продувочный гад/вода вплоть до перегрева образующегося при этом водяного пара. Из смеси водяной пар/продувочный газ будут отделены частицы твердого вещества. Очищенная смесь - продувочный газ/водяной пар будет охлаждаться до конденсации водяного пара, а свободно выделяющаяся при этом теплота используется внутри процесса. Для нагрева смеси продувочный газ/водяной пар подлежащая очистке вода будет прежде всего при подводе тепла испарена частично, и образовавшийся при частичном испарении рассол будет внесен в поток продувочного газа. Образовавшийся при частичном испарении водяной пар после отделения рассола будет по крайней мере частично сжат и при отдаче тепла будет служить, с одной стороны, для подогрева потока продувочного газа после подачи рассола для образования перегретой смеси продувочной газ/водяной пар. с другой стороны, - для частичного испарения воды. Очищенная смесь - продувочный газ/водяной пар при конденсации содержащегося в ней водяного пара будет служить для подогрева подлежащей очистке воды. 7 ил., 14 з.п.ф. 1 образованной смеси пррдувочный гад/вода до испарения воды и перегрева образующегося водяного пара вплоть до образования полностью не содержащей воды смеси продувочный газ/водяной пар в этой смеси (газ/водяной пар) устанавливалось предварительно заданное парциаль Ё х| 00 со ю 00 VJ ы

„„.Я „„1783987 АЗ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 01 0 1/00, С 02 F 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРЙ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1: ....,.: .2 (21) 4742178/26: :::: . ся при нагреве смеси продувочный гад/вода (22) 06.10.89 .:. ... .. вплоть до перегрева образующегося при (46) 23;12;92. Бюл. 47,: этом водяного пара. Из смеси водяной (31) Р 3834319.3 .: ....: .пар/продувочный газ будут отделены части(32) 08 10.88 — .: . цы твердого вещества. Очищенная смесь— (33) DE ... . .,: продувочный газ/водяной пар будет охлаж(71) Форшунгецентрум Юлих ГмбХ (DE), Ди- . даться до конденсации водяного пара, а свомотики Эпихирисис Идревсис и Апохете Хе- бодно. выделяющаяся при этом теплота

° раклион (GR) " .: используется внутри процесса. Для нагрева (72) Николаос Инйотакис, Клаус-Бенедикт смеси продувочный газ/водяной пар подле: фон Дердекен (ОЕ), Панагиотис Михаидис, жащая очистке вода будет прежде всего при

Георгиос Диалинас, Харилаос Папаматеа- подводе тепла испарена-частично, и образокис, Эмманоэл Коцуфос и Иоаннис Караде- . вавшийся при частичном испарении рассол мирис (GR) будет внесен s поток. продувочного газа, Об(56) Патент ФРГЬВ 3337360. кл. С 02 F 1/04, разовавшийся при частичном испарении во1985., " .. дяной пар после отделения рассола будет по (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОЙ ВОДЫ . - крайней мере частично. сжат и при отдаче

И РАСТВОРЕННЫХ B ВОДЕ. ВЕЩЕСТВ тепла будет служить, с одной стороны, для (57) Использование: для очистки воды"и от- подогрева потока продувочного газа после деленйя солевого остатка. Сущность: для подачи рассола для образования перегреполучения чистой воды и растворенных в. той смеси продувочной газ/водяной пар, с воде веществ вода в виде тонкой дисперсии . "другой стороны, — для частичного испарения будет вводится в поток инертного продувоч-: воды. Очйщенная смесь — продувочный ного газа; причем будет устанавливаться газ/водяной llBP пРи,конденсации содержапредварйтельное заданное парциальное щегося в ней водяного пара будет служить давление продувочного газа в смеси йроду - для подогрева подлежащей очистке воды. 7 вочный газ/ водяной пар, которая образует- .. ил., 14 з.п.ф. ° ф

1 образованной смеси "продувочный гад/вода". до испарения воды и перегрева образующегося водяного пара вплоть до образования полностью не содержащей воды смеСи "продувочный газ/водяной пар" в этой смеси (газ/водяной пар) устанавливалось предварительно за) анное парциальИзобретение относится к способу получения чистой воды и растворенных в воде веществ посредством введения воды, содержащей растворенные вещества, в тонко-дисперсном состоянии в продувочный поток инертного газа. Рода будет вводиться в таком количестве, чгобы после нагрева

1783987

4 ное давление продувочйого газа. Возника- продувочного газа в видетонкойдисперсии. ющие при этом в смеси продувочный Образующийся при частичной испарении газ/водяной пар — твердые частицы будут водяной пар-после отделения рассола сжиотделяться отсмеси, а остающаяся.очищен- мается и охлаждается при теплообмене, с ная смесь "газ/водяной пар": будет отво- 5 орной стороны, с подлежащим подогреву и диться. Она будет охлаждаться до содержащим рассол потоком продувочного конденсации водяного парэ. причем осво- газа и, с другой стороны; с подлежащей чабождающееся при этом тепло будет подво- стичному испарению при йагревании водой: дйться к среде, которая должна .. Количествовносимоговпоток.продувочного подогреваться при исполнении данного 10 газа рассола таким же образом, -как и при способа.. известном способе количество подлежащей

Наиболее блй3KNM техническим реше- очистке воды — будет определяться исходя нием к предложенному является способ из требуемого отношения парциальных давполучения чистой воды такого типа. Этим лений Рзсь/Рт: между парциальным давле.способом опресняется (обессоливается),15 нием продувочного газа Р ь и общим морская вода для производства питьевой - давлениемсмесипродувочныйгаз/водяной воды, Этот способ служит, однако, и для пар Рт. Отношение парциальныхдавлений и очистки промышленных сточных вод, а так- общее давление устанавливаются таким об- же для повторного извлечения растворен- разом; что в сепараторе, в зависимости от ных в сточных водах солей. В известном 20 предписанной величины, будут получены суспособе подлежащую очистке воду выпари- хие соли или гидраты. В зависимости от вают в потоке" инертного газа и, пocрeдcт-- этого давление сжатия водяного пара выбивом перегрева образуащегося водяного рвется тогда таким образом, чтобы для о6еспара, будет обессолена. При этом содержа- печения необходимой для нагрева смеси щий соли остаток отделяют в нелетучей фа- 25 продувочный газ/вода — до испарения воды зе. Существенным является то, что тепловая и для перегрева образующегося при этом в энергия, необходимая для нагрева смеси смеси водяногопаратепловойэнергиидо"инертный газ/вода", регенерируется по- стигалась достаточно высокая точка росы средством охлаждения по замкнутому цик- конденсирующегося водяного пара. Эта лу водяного пара вплоть до его температуры 30 температура точки росы является тогда такконденсации после сжатия очищенной сме- же мерилом для нагрева подлежащей час- си — "инертный газ/водяной пар". Регене- - тичному испарению воды, так как для . рированная теплбта используется для . частичного испарения будет использоватьподогрева смеси "инертный газ/водяной ся свободно вИделяющаяся теплота конденпар". Приэтом парциальноедавление водя- 35 сации сжатого водяного пара. ного пара в подлежащей очйстке смеси конденсирующегося при теплообмене с во"инертный газ/водяной йар" устанавлива- дой. ется в соответствии с необходимым содер- .. При перегреве смеси продувочный жанием влаги в осадке, . газ/водяной пар как оСадок выпаренного

Задача изобретения состоит в том, что- 40 рассола образуются твердые частицы. кото-: . бы соли или гидраты при необходимости рые отделяют. Оставшаяся смесь — проду-. снижении отношения йарциальных давле- вочный газ/водяной пар служит в качестве ний и при возможно наиболее низкой тем- . теплоносителя для подогрева подлежащей пературе перегрева получить таким очистке воды. При нагреве воды водяной способом, при котором для подогрева сме- 45 пар в смеси "продувочный газ/водяной пар" си продувочный газ/вода обеспечивается будет конденсироваться и отделяться в виде высокая разность температур при, тем не - чистой воды. Совместно с конденсатом из менее, незначительных затратах энергии, . ступени частичного испарейия эта вода так что как производственные расходы, так ойять используется как питьевая или как и инвестиционные вложения для получения 50 хозяйственная вода. После отделения кончистой воды и солей оставались бы эконо-. денсата продувочный гаэ возвращают в мически целесообразными,. - " . -: " . цикл и"снова соединявт е рассолом со стуЭта задача решена, исходя из способа пени частичйого исйарения. уг@мяйутого вИше типа, посредством ме- . В способе согласно изобретению предроприятий, указанных"в формуле йзобрете- 55 riî÷òèòeëüíûì" является оптимальное по..ния, 8 ооответСтвии с этйм; подлежащая требление энергии при обширной очистке вбда йрежде Жего ч на при подводе тейла. При этом-в i<à÷åñòâå этом посредством частичного испарения зажидкой фракции образуется пересыщенный грязненной воды, как первой ступени пол; рассол; который вводят в поток инертного учения чистой воды, удается избежать

1783987 количестве, которое приведет к 10-30 -му

55 испарением и получением рассола на непересыщению рассола. В качестве солевых скольких ступенях теплообменников; на затравок или кристаллов используются собственно соли, которые образуются как конечные продукты после перегрева водяного пара в смеси "водяной пар/продуввочный фиг.2 — установка с несколькими ступенями теплообменников для частичного испарения, причем водяной пар и рассол будут отделяться на обеих последних ступенях

1 образования отложений при отделении газ". Они служат одновременно B качестве твердых частиц. Также, в частном случае, средства, способствующего избежать обрапри помощи соответствующего выбора от- зованию отложений, Предпочтительным буношения парциалъных давлений осуществ- дет добавление солевых эатравок перед ляется лучшее, чем в известных способах, 5 солесосом, подающим рассол, воздействие на величину частиц образую- Предусматривается отбирать образующихся солей и содержание в них воды. щийся при частичном испарении неочищенДля оптимизации использования энер- ной воды на нескольких ступенях гии предусматривается, что частичйое испа- теплообменников водяной пар с последней рение подлежащей очистке води, Ilo 10 и предпоследней ступени теплообменника. крайней мере для части воды, осу1Цествля- Для оптимизации рекуперации тепла тепло, ется на несколькихступеняхтеплообменни- необходимое для выпаривания рассола на ка. При этом представляется последней ступени теплообменников полцелесообразным для подогрева неочищен- учают от водяного пара, который получен на ной воды наряду со сжатой смесью проду- 15 предпоследней ступени теплообменников, вочный газ/водяной пар испольэовать. в то время как водяной пар, образующийся также остаточное тепло сжатого водяного на последней ступени, служит снова для пара, которым обладает водяной пар после теплоснабжения предыдущих ступеней тепотдачи тепла и охлаждения при частичном - лообменников. Также, для утилизации тепла испарении очищаемой воды. Предпочти- 20 водяного пара возможно использовать вотельным будет при этом также для подогре- " дя ной пар предпоследней ступени теплообва подлежащей очистке воды использовать менников при том же давлении для тепло рассола. образующееся при частич- теплоснабжения /нагрева/ последней стуном испарении, и тепло конденсата чистой пени теплообменников. В этом случае в полводы, отделенного отсмесей "продувочный 25 ученном на предпоследней ступени газ/водяной пар". Для уменьшения опасно- теплообменников рассоле устанавливают сти отложенйй к очищаемой воде, переД ее более низкое давление /пара/, с тем чтобы частичным испарением добавляют соли, ко- при имеющейся температуре водяного пара торые соответствуют типу содержащйхся в было достигнуто дальнейшее выпаривание .воде образующих осадок соединений, как, 30 рассола, Так как для частичного испарения например; гипс при обессоливании морской воды предусматривается несколько ступеводы. Соли добавляют в таком количестве, ней теплообменников, то представляется чтобы происходило пересыщение воды по целесообразным йосле каждой ступенитепотношению кдобавленным солям. Предпоч- лообменников образующийся водяной пар тительным является установление 10-30 - 35 отводить /отгонять/ и использовать его, в го пересыщения. После частичного частном случае совместно с полученным на испарения очищаемой воды соли выделяют последующих ступенях теплообменников от образующегося рассола, Часть солей воз- . водяным паром, в качестве теплоносителя, вращают в цикл и снова добавляют к воде Если полученный на нескольких ступенях перед ее частичным испарением . Вместо со- 40 теплообменников водяной riap должен быть лей или дополнительно к ним во избежание . сжат, то целесообразным является объедиобразования отложений могут также .ис- нить водяной пар перед его сжатием. пользоваться абразивные материалы. Абра- Наряду с солями, со всех теплообменнизивные материалы возвращаются в, цикл, ков как продукт процесса объединяют конпричем после частичного йспарения воды и 45 денсаты чистой воды. Полученная чистая образования рассола они снова отделяют- вода может использоваться как хозяйственся, Однако, абразивные материалы могут . ная или питьевая вода. В последующем бутакже использоваться как стацибйарный дут более подробно разъяснены насыпной слой, внутри которого вода пода- предлагаемый по изобретению способ и отется на испарение.. 50 носящееся к предмету изобретения устрой- -.. На размер частиц, подлежащих отделе-.. ство для осуществления этого способа, нию солей можно влиять посредством вве- исходя из примеров выполнения. дения солевых затравок или кристаллов Нафиг,1иэображенаустановкадляполсолей. Здесь, также,солидобавляютвтаком учения чистой воды и солей с частичным

1783987 теплообменников; на фиг.3 — установка с с приготовленным рассолом через трубопнесколькими ступенями теплообменников ровод водяного пара/рассола 19 направлядля частичного испарения и получения рас- ются в сепаратор 20, в котором рассол и сола с отделением водяного пара после каж- водяной пар отделяют друг от друга. В сепадой ступени теплообменников. на которой 5 ораторе 20, в установке, изображенной на происходит его образование; на фиг.4 — yc- рис.1, наряду с рассолом и водяным паром, тановка с несколькими ступенями теплооб- отделяют использованный в примере выменников для частичного испарения и полнения гипс, который как шлам /осадок/ получения рассола с отдельными компрес-. посредством перекачивающего насоса 21 сорами сжатия водяйого пара для водяного 10 направляют в перепускную линию 22 в цикпара. образующегося на последней и пред- ле и накачивают в магистральный трубопропоследней ступенях теплообменников: на вод 15, где гипс еще перед входом в фиг.5 — данные для осуществления способа теплообменник 16 смешивается с морской на установке для получения чистой воды и водой, с тем чтобы избежать образования, соли, представленной на фиг.1, пример вы- 15 отложений в теплообменнике 16. Гипс преполнения 1а; на фиг,6 — данные для осуще- пятствует тому, чтобы склонные к образоваствления способа на" установке, нию отложений соли осаждались на стенках представленной на фиг.1, пример выполне- труб теплообменника. Вместо гипса возния 1б; на фиг.7 — данные для осуществле- . можно добавлять также другие соли, соотния способа на установке для получения 20 ветствующие образованию осадка, которые чистой воды и соли, представленной на добавляют к одновременно проходящей фиг.2. пример выполнения2. " . морской воде, В случае таких солей речь

На фиг.1 приведена технологическая идет, в первую очередь о СаСОз. схема установки для получения чистой воды Отделенный в сепараторе 20 от водяноФ и соли из морской воды. Подлежащая обра- 25 го пара рассол далее направляют в слив ботке морская вода через подвод 1 насосом рассола 23. Рассол, перед тем как он по2 всасывается в установку и подогревается средством солесоса 28 через рассольный в теплообменниках 3, 4. Количество воды, . подвод 29 будет введен в поток продувочно"которое проходит через теплообменники го газа, может быть IlpN помощи соответстрегулируется при помощи вентилей 5. 6, 7, 30 вующей установки вентилей 24, 25,26 через

8. Вентили устанавливаются йараллельно ветвь 27 рассольного трубопровода, по трубопроводам морской воды 9, 10, 11, под- крайней мере частично. подведен в теплоключенйым к теплообменникам. Часть по- обменник4 в качестве теплоносителя. Поток . догретой в теплообменнике 3 морской воды продувочного газа направляется в трубопподается таким образом, что она не прохо- 35 ровод продувочного газа 30 к испарителю дит через теплообменник 4. При открытом 31, в котором поступающий одновременно вентиле 6 часть морской воды протекает с продувочным газом рассол испаряется и через трубопровод 9 непосредствейно в образующийся водяной пар перегревается, теплообменник12, в котором уже происхо- В качестве продувочного газа в примере дйт частичное испарение морской воды,, 40 выполненйя будет использоваться сухой

Подогретая в теплообменниках 3,4 мор- воздух; однако, возможно использовать такская вода для последующего йодогрева про- же вместо"воздуха другие газы, которые не ходит, при закрытом вентиле 13, еще один реагируют химически с водяным паром и.с теплообменник 14; прежде чем совместно солевыми продуктами, а также ведут себя Со смесью водяной riap/ðàññîë-. выходящей 45 ийертно по отйошению к получаемым на из теплообменника 12. она поступает в ма- установке продуктам, это могут быть, напригистральный трубопровод 15 и в теплооб- мер, аргон, азот, гелий и углекислый газ

МеННМК 16. Вентиль 16 устанавливается íà . /C02/. байпасе 17 между подводом t8 к теплооб- Рассол через подвод 29 подают в уст меннику 14 и трубопроводом морской воды 50 ройство 32 для тонкой дисперсии рассола в

9, который подходйт к теплообменнику 12. продувной газ. В примере выполнения в ка-.

При помощи вентиля 13 регулируется колй- честве устройства для тонкой дисперсии исчество морской воды, поступающей к тепло- пользуют распылительное сопло, которое обменнику 14. - - .. устанавливается в трубопроводе продувно. B теплообменнике 16 происходит в изо- 55 го газа 30 перед испарителем 31 или непосбраженной на рис,1 установке частичное ис- редственно на участке входа трубопровода парение поступившей морской воды до продувочного газа в испаритель, В испарипредварительно установленного значения, теле 31 при перегреве водяного пара, в занапример,до 90 отобщего кблиГества во- висимости от установки давления ды. Образующийся водяной пар совместно /парциального/ продувочного газа в обра1783987

10 зующейся смеси "продувочный газ/водяной пар", образуются сухие соли или гидраты, Они. в смеси "продувочный газ/водяной пар", по транспортному /нагнетательному/ трубопроводу 33 подаются к солевому сепа- 5 ратору 34 и здесь отделяются как продукт от смеси. Смесь продувочный газ/водяной пар по трубопроводу 35 перемещают от пневмотранспортера 36 к теплообменнику 14, в котором водяной пар в смеси — продувочный газ/водяной пар конденсируется с отдачей тепла морской воде, проходящей через теплообменник 14. Конденсат протекает по трубопроводу 37 к сепаратору конденсата 38: продувочный газ и конденсат разделяются, и полученная при этом чистая вода отводит ся по трубопроводу конденсата 39, который для дальнейшего охлаждения конденсата подсоединен к теплообменнику 3, Чистая

20 вода через водовод 40 подается к накопитель питьевой воды или технической воды, не показанный на фиг.1, B продувочном газе, отделенном от конденсата в сепараторе конденсата 38, при

25 проходе через дроссель 41 снижают давле. ние, затем его подают в трубопровод йродувочного газа 30 в. циркуляционный контур для добавления рассола через устройство

32, расположенное перед испарителем 31.

Водяной пар, который отделен от рассола в сепараторе 20, через подвод водяного пара 42 всасывается компрессором 43 и сжимается, Сжатый водяной пар служит в качестве теплоносителя для теплообменни35 ка 16 и испарителя 31 и подается для теплопередачи либо через трубопровод водяного пара 44 к теплообменнику 1 6 с целью частичного испарения морской воды, либо через трубопровод водяного пара 45 к испарителю 31 с целью выпаривания рассо- 40 ла и перегрева водяного пара. Перед входом в теплообменник 16 установлен еще один парогенератор 46. который, при необходимости, дополнительно подогревает водяной пар, и в частности, при пуске установки образует водяной пар. К тому же, парогенератор 46 имеет необозначенный на фиг.1 подвод воды. Количество водяного пара, проходящего через теплообменник 16 и ис-.

45 температуре кипения в отводящие трубоп55 роводы 48. 49 и по трубопроводу 50 направлен в теплообменник 12 для дальнейшей отдачи тепла. Из теплообменника 12 конденсат поступает по трубопроводу конденсата 51 к водоводу 40 и после снижения паритель 31, устанавливается при помощи 50 вентиля 47 в паропроводе 45. Водяной пар конденсируется в теплообменнике 16 и ис парителе 31, Конденсат стекает из теплообменникэ 16 и испарителя 31 при давления при помощи вентиля 52 совместно с остальной, полученной в установке чистой воды направлен в резервуар питьевой или технической воды.

Полученная в солевом сепараторе 34 соль через солепровод 53 подается в.солевой резервуар, который не изображен на фиг.1. От солепровода 53 отходит трубоп ровод 54 для подачи солевых зародышей /затравки/ в рассолопровод 29,. Подвод солевых зародышей 54 входит в рассолопровод 29, еще до солевого насоса 28 для того, чтобы солевая затравка по возможности гомогенно была распределена в рассоле. Солевая затравка оказывает влияние на . выделение и рост зерен твердых частиц, образующихся в испарителе 31 npin перегреве

:водяного пара, Все количественные потоки на установке с помощью вышеуказанных вентилей отрегулированы таким образом, что необходимая в большом количестве энергия для получения чистой воды и соли вновь получается в установке. Для этого,.прежде всего, служат теплообменники 3, 4, 12, в которых, с одной стороны, тепло рассола, а, с другой стороны, тепло произведенного конденсата будут использоваться для предварительного подогрева морской вбды. Для частичного выпаривания морской воды служат теплообменники 12 и 16 совместно с теплообменниками 3, 4. 12 и 14, установленными для предварительного подогрева морской воды.

Наряду с воспроизводством энергии, в. противоположность- преимущество прежде всего в том, что необходимое давление сжатия на стороне теплоносителя в испарителе

31 от компрессора 43 устанавливается не на основе имеющегося системного давления в смеси продувочный газ/водяной пар, и, в связи с этим, подлежащего преодолению перепада давления между системным давлением и давлением сжатия, а может быть достигнуто исходя из давления в трубопроводе водяной пар/рассол 19. Давление в трубопроводе водяной пар/рассол 19 соответствует давлению, производимому насосом 2 в трубопроводах морской воды 9, 10, 11, в, подводе 18 и, соответственно, в сборной линии 15. Это давление выше системного давления, что тем самым уменьшает нагрузку на компрессор 43 по преодолению разницы давлений по сравнению с установкой(1); Перепад давления, подлежащий преодолению пневмотранспортером 36; также сравнительно небольшой, так как, в сущности, необходимо преодолеть только потери давления, возникающие при транспортировке смеси продувочный газ/водяной пар. t783987

Таким образом, в предлагаемой согласно изобретению установке можно использовать наиболее выгодным образом также маломощные компрессоры и насосы по сравнению с известными установками.

На фиг.2 воспроизведена установка для получения чистой воды и соли из морской воды, у которой предусматривается несколько ступеней теплообменников для концентрирования рассола. На схематической технологической схеме установки на фйг.2 для обозначения агрегатов установки, которые выполняют такие же технические функции, как и уже описанные агрегаты в установке 1, принята аналогичная нумерация, Для обозначения агрегата в установке согласно фиг.2 в качестве исходного знака агрегата принят соответствующий номер уже описанного агрегата и в качестве индекса добавлена прописная буква "а". Тем самым, все агрегаты на фиг.2, идентичные агрегатам на фиг.1, выделяются индексом

"а". агрегаты и линии, относящиеся непосредственно к данной схеме, не имеют ин- декса.

В установке на фиг.2 таким же образом, как и в установке на фиг,1, установлены одинаковые агрегаты для введения и предвари- тельного подогрева морской воды до первого парообразования в теплообменнике 12а; Таким образом, морская вода предварительйо подогревается в теплообменнике За от конденсата из сепаратора конденсатора 38а, в теплообменнике 4а — от рассола, полученного в сепараторе 2Оа, и в теплообменнике 14а- от смеси продувочный газ/водяной riap после отделения в солевом сепараторе 34а частиц твердого вещества, образованных при перегреве водяного пара. В теплообменнике . 16а часть поданной в установку морской воды будет испарена, и в качестве теплоносителя для этого испарения будеТ йсЪользо ваться водяной пар, который был отделен от рассола в сепараторе 20а. Выходящий иэ сепаратора 20а водяной пар протекает, прежде всего, как это происходит в установке на фиг.1, к подогревателю 46а, который;

- в частном случае, является дополнительным подогревателем, прежде всего служащим в качестве водяного парогенератора npvi пуске установки. Водяной пар, в отличие от установки йа фиг.1, здесь не сжимается перед тем как он через паропровод 44, к теплообменнику поступает в теплообменник

16а, Конденсат, образующийся в теплообменнике 16а, через отвод 48а поступает в линию 50а и после отдачи тепла в теплообменнике 12а через канденсатойровод 51а и водопровод 40а выходит из установки, В

15 теплообмен нике 14а смесь продувочного газа/водяного пара используется в качестве теплоносителя.

Перед тем как протекающая почти при температуре кипения, или несколько ниже температуры кипения, в сборном трубопроводе 15а морская вода поступит в теплообменник 16а, таким же образом как и в установке на фиг.1, через обратный трубопровод22а вводится гипс, отделенный от рассола в сепараторе 20а для того, чтобы йредотвратить образование отложений в трубопроводах к теплообменнику, который служит для частичного испарения морской воды.

В отличие от установки на фиг.1, в уста-. новке на фиг.2 выходящий из сепаратора

20а водяной пар не сжижается прежде чем он не пройдет со сторойы теплоносителя

20 теплообменник 16а. Для получения рассола также предусматриваются две ступени теплообменников,: причем первая из этих ступеней образована теплообменником 16а, вторая. ступень — теплообменником 55, кото25 рый последовательно подсоединен к теплообменнику 16а, После частичного испарения в теплообменнйке 16а рассол; поступающий через трубопровод 19а к сепа. ратору 56 будет отделен от водяного пара и

30 с помощью солевого насоса 57 через солепровод 58 перекачан в теплообменник 55. В теплообменйике 55 происходит концентри- . .. рование.рассола перед тем, как он снова будет отделен от образовавшегося водяного

35 пара в сепараторе 20а. От теплообменника.

55 к сепаратору 20а ведет трубопровод 59 водяного пара/рассола.

Отделенный от рассола в сепараторе 56 водяной пар посредством компрессора 60

40 отводят через всасывающий трубопровод

51 и сжимают. Сжатый водяной пар служит, в случае установки, изображенной на фиг.2, в качестве теплоносителя для теплообмен ника 55 и испарителя 31а. Количество водя45 ного пара, которое проходит через теплообменник и испаритель, будет устанавливаться с помощью регулятора расхода

47а. Водяйой:пар в обоих вышеназванных агрегатах, а именно. в теплообменнике 55

50 йспарителе 31а будет охлажден до конденсации и через отводы 62, 63 от теплообменника 55 и испарителя 31 а будет поступать в сборный конденсатный трубопровод 64. В трубопроводе конденсата 64 давление водя55 його пара будет снижено при помощи клапана понижения давления 65, и водяной пар будет направлен в теплообменник 12а совместно с вытекающим из теплообменника

16а конденсатом по трубопроводу 52а, который после подачи освобожденного конденса13 1783987 . 14

I та из конденсатного трубопровода 64 под- в сепараторе 67. отсасывается солевым наводит к теплообменнику кипящую воду; сосом 68 и по солевому трубопроводу 69

Из-за снижения давления при йомощи: подается в теплообменник 166. Рассол клапана понижения давления 65 и связано- дальше выпаривается" в теплообменнике го, таким образом, с этим пониженного дав - 5 166 и после отделения образующегося водя ления в койденсатном трубопроводе 51а в " ного пара в сепараторе 166 поступает в тепэтом трубопроводе не требуется последу- лообменник 556. В отличие от установки на ющшего сйятия давления перед введением фиг,2 в рассоле перед поступлением c тепкойденсата в водовод 40а. В установке, изо- лой стороны в теплообменник 556 не уста- .браженной на фиг.2, напротив, требуется 10 навливается более. высокое давление, а в снижение давления при помощи клапана противоположность этому давление его бупонижения давления 66 для конденСата, детсйижено посредством клапана понижепротекающего в водовод40а. :... . ния давления 70. Теплообменник 556

Различия между установками, изобра- образует последнюю ступень теплообменженными на фиг.1 и 2, могут быть резюми- 15 ников для частичйого испарения морской рованы следующим образом..:. воды и для концентрирования рассола. РасПрежде всего, установлен дополинтель-: сол отделен от водяного пара s сепараторе ный.теплообменник 55 для последующего 206; Рассол протекает, по крайней мере, концентрирования образующегося в тепло-, частично через солевой отвод 236 и линию обмейнике 16а рассола. Далее. передтепло- 20 принудительнй подачи рассола 276 в тепло- . обменником 55 . отделенный в сепараторе обменник 46 для предварительного подо56 водяной пар будет сжиматься и. с одной . грева морской воды, подводимой в стороны; будет использоваться в качестве установку, и после введения солевых заротеплоносителя в тейлообменнике 55, а; с дышей посредством затравки через линию другой стороны — в испарителе 31а для на- 25 546 рассол с помощью солевого насоса 28б грева смеси продувочный газ/рассол. Отде- подается в устройство 326 и распыляется в ленный в сепараторе 56 и сжатый водяной . поток продувочйога газа. Образованная тапар. таким образом. проходит в качестве кйм способом смесь продувочного гатеплоносителя и. через испаритель 31а, и за/рассола выпаривается в испарителе 316 . через теплообменник 55. Следующее отли- 30 и перегревается так, чтобы растворенные в

:чие имеется у теплообменников 16а и 12a: морской воде вещества осаждались в виде водяной пар проходит через теплообменни- частиц твердого вещества, полученных в соки при более низком давлении. Такое офор-:левом сепараторе 346, Очищенная от частиц мление установки, проведенное на .фиг.2;: твердого вещества смесь продувочного гаобеспечивает лучшее использование тепло - 35 за/водяного пара под напором пневмотран° ты водяного пара, получаемого при частич-. спортера 366 протекает через трубопровод ном испарении и образовании рассола из 356 ктеплообменнику146. Втеплообменниморской воды, ке 146 водяной пар при отдаче тепла подле- Нафиг,3показанатехнологическаясхе- жащей нагреву морской воде ма установки получения чистой воды и соли 40 конденсируется и в виде конденсата отделяиз морской воды, в .которой водяной пар ется от продувочного газа в сепараторе 386, отводят после каждого теплообменн*ика, в Продувочный газ после снижения давления которыхон.образуется при частичномиспа- в дросселе 416 будет возвращен в цикл, в рении морской воды и получении рассола, трубопровод продувочного газа 306 для

: На фиг,3 все агрегаты, которые rio своим 45 подачи рассола к испарителю 316, . функциям соответствуют агретам установок: Наряду с установкой дополнительного на фиг.1 и 2; такие обозначаются теми же сепаратора 67, который подсоединен к тепномерами; что и на этих рисунках, однако . лообменникам 126 и 146, установка на фиг,3 для обозначения агрегатов установки на отличается отустановок на фиг.1 и 2 вариафйг.3 используется индекс "б". В установке 50 циями подогрева теплообменников 166, 556 на фиг;3 дополнительные агрегаты имеют и испарителя 316, Хотя теплообменник 166 исходные номера без индексов..: и испаритель 36 подогревается, как и в устаУстановка, представленная на фиг.3, от- новке на фиг.1, водянйм паром, который личается отустановки на фиг.2 прежде всего отведен от сепаратора 206 и сжат компресдополнительным сепаратором 67, который 55 сором 436. Дополнительно к отходящему от подсоединен к теплообменникам 126 и 146 . сепаратора 206 водяному пару от компресдля того, чтобы в сборном трубопроводе 156. сора 436 через трубопровод водяного пара отделитель имеющий водяной пар от перво- 71 также засасывается водяной пар, отденачального, еще недостаточно концентри- ленный в сепараторе 67. рованного рассола, Рассол, собирающийся

1783987

Теплообменник 55 в установке, изобра- испарении водяного пара комбинирует друг женной на фиг.3, нагревается водяным па- с другом отличительные признаки устанором, который будет отделяться в сепараторе вок, изображенных йа фиг,З и 2. На фиг.4 все

56б от- образующегося в теплообменнике агрегаты, которые уже были использованы в

16б рассола. Водяной пар поступает как 5 другихустановках:опятьимеюттежесамые теплоноситель в теплообменник 55б через номера. однако для обозначения их принадтрубопровод водяного пара 72 без повыше- лежности к установке на фиг. 4 используется ния давления. Для того, чтобы в теплооб- индекс "с". меннике 55 также без повышения давления В то время как в установке, представподдерживался необходимый для выпари- 10 ленной на фиг.2, выходящий из сепаратора вания раСсола перепад температур. служа- 56 рассол откачивается при помощи солесощий в качестве теплоносителя, в са 57 и при повышенном уровне давления вытекающем из сепаратора 56б рассоле пе- поступает в теплообменник 55, а также в то ред входом в теплообмейник сйижается время как образующийся в этом теплооб давлеййе с помощью клапана понижения 15 меннике при последующем выпаривани давления 70. рассола водяной пар после отделения от

Образующийся при охлаждении водя- рассола в сепараторе 20а будет поступать в ного пара и являющийся теплоносителем в теплообменник 16а при том же самом уровтеплообменниках 166 и 55б; а также в испа- не давления, в случае установки, представрителе 31б, конденсат будет, в случае уста- 20 ленной на фиг.4, для поступающего из новки на фиг.3, также как и в случае сепаратора56срассолапредусмотренаразустановки на фиг.2, совместно поступать в грузка /снижение давления/ при помощи трубопровод 50б водяного пара/конденсэ- клапана снижения давления 70с, как это та. В случае устайовки на фиг.Д, однако, имеет.местоивустановке,изображеннойна . необходимо, чтобы в протекающем по от- 25 фиг,З, и полученный при этом уровне давле- водйымтрубопроводам486,49бкондейсате ния в сепараторе 20с. водяной пар будет понижалось давление через дроссели 73, . сжиматься компрессором 75, прежде чем

74, прежде чем этот конденсат будет очи- этот водяной"пар в качестве теплоносителя щаться совместно с конденсатом стекаю-, будет поступать в теплообменник 160 ho щим.с отвода 62б. При снижении давления: 30. трубопроводу водяного пара 44с. Компресконденсата образуется водяной пар. в тру- сары 75 и 60с, последний по своему дейст-. . бопроводе э0б.водяного пара/конденсата вию соответствует компрессору 60. в. опять наблюдается состояние кйпения. Ки- . установке йа фиг.2;обеспечивают конечные пящая вода как теплоноСитель поступает в давления различной высоты. Таким обратеплообменник 12б и там охлаждается до 35 зом, перед объединением конденсаторов, температуры конденсации. Образующийся вытекающих из теплообменников 16с и 55с, .конденсат поступает в трубопровод конден- а также из испарителя 31с, необходимо снясата 51б. Он объедийяется с конденсатом, тие давления /разгрузка/. Для этого в устапоступающим из теплообменника Зб. В по-- новке; представленной на фиг.4, следнем перед этим, как и в случае установ- 40 используют клапан снятия давления 65с в ки на фиг.2, снижается давление при трубопроводе конденсата 64с и дополнипомощи клапана понижения давления 66б. тельно установленный в отводящем трубопУстановка, изображенная íà рис,З; от- роводе 48с дроссельный клапан 76. личается от описайных выше устайовок, с Конденсат будет разгружаться через оба одной стороны; наличием дополнительного 45 указанных клапана таким образом, что в сепаратора 67 после первого"частичного ис- трубопроводе 50с водяного пара/конденсапарения морской воды в теплообменкике тасновабудетнаблюдатьсясостояниекипе12б, а также, с другой сороны, тем, что теп- - . ния, ловой обмен в теплообменнике 55 б проис- . В установке. представленной на фиг.4, ходит прй более низком уровне давления. 50 также будет опттимально использоваться

Обе проходящие через теплообменнйк сре- выделяющаяся при необходимом выпаривады. а именно, служащий теплоносителем во- нии морской воды теплота, причем в резульдяной пар, и подлежащий выпариванию тате использования двух компрессоров в рассол йаходятся при более низком давле- частях установки будет создаваться среднии,.чем это имеет место в теплообменнике 55 ний уровеньдавления, который перемещает

55вустановкенарйс.2. образующийся при частичном испарении

На фиг.4 изображена устайовка для- морской воды водяной пар, как теплоносиобессоливания морской воды, которая отно- тель, к теплообменникам и к испарителю.

- сительно использования тепла образующе- Это позволяет избежать использования догося при многоступенчатом частичном рогих агрегатов высокого давления.

1783987

Примеры выполнения с рабочими /эксплуатационными/ параметрами прохождения процесса приведены еще раз на фиг.5, 6 и 7, На фиг.5 и 6 речь идет об установке типа изображенной на фиг.1, в случае фиг.7 — об установке, соответствующей фиг.2. На всех фиг,5, 6 и 7 потоки веществ внутри установки маркируются стрелками и характеризуются расходом — м/кг/ч/, давлением — Р/бар/ и температурой — T/ С/. Данные, относящиеся к потокам, приводятся на схо. дящихся цепях трубопроводов, причем расход дается по отношению к началу или, s случае отбора. по отношению к концу цепей трубопроводов, Потоки отличаются дру от . друга посредством дополнительных индексов. Так, для морской воды и рассола используется индекс "S", для водяного пара— ндекс "О", для конденсата — индекс "С"; для смеси "продувной газ/водяной пар" — ин- 2 декс "GD", или же используются. индексы

"L" — для продувочного газа, "0" — для водяного пара и индекс "Salz" для соли.

Температурные данные в.таких теплообменниках, в которых морская вода выпа- 2 ривается при температуре кипения

Т " /Т "=температура кипения солисодержащей воды в ее состоянии на выходе из соответствующего теплообменника/, или . водяной пар, как теплоноситель, конденси- 3 руется. при постоянной температуре конденсации Tc"/Tc температура конденсации водяного пара/; отвечают заданным при данном давлении. соответству ющим температуре кипения или же 3 конденсации. Изменение температуры в теплообменниках для соответствующего вещества получается из разницы температур на входе и выходе теплообменника.

То же самое действительно и для испа- 4 рителя в примерах выполнения на фиг.5, 6 и

7, Для одного из них задается температура кипения Ts" рассола в смеси "продувной газ/рассол" /на фиг.5, например, Ts 155,5 С/. а для другого — исходная тем- 4 пература продувной газ/водяной пар — смеси. из которой получается перегрев водяного пара в смеси "продувной газ/водяной пар" (йа фиг.5. например, Tao=1700C).

Выступающий в качестве теплоносителя во- 5 дяной пар (на фиг.5 To=208 С) конденсиру-.. ется в испарителе (на фиг,5 при Tc"=165.5 С) и выходйт, как конденсат, с температурой, лежащей ниже температуры конденсации (на фиг.5, например, при Т,"=164 С), 5

Соответствующее давление в агрегатах и трубопроводах установки приводится на фиг.5, 6 и 7 за, соответственно, компрессорами или насосами. Давление отвечает соответствующему рабочему давлению. а в случае смесей газов, таким образом. общему давлению /давлению системы/ Рь При веденное после-компрессоров и насосов давление действует во всем последующем

5 участке установки, разве только давление будет снижено при помощи клапанов или дросселей понижения давления.

Так например, в примере выполенния, представленнойм на фиг.5, марская вода бу10 дет накачена в установку водяным насосом

2 с давлением РЗ=5 бар. Это давление действительно для всей области установки, в которой морская вода частично йспаряется и образуется рассол, Отделенный сепарато15 ром 20 водяной пар из этой области установки будет затем сжиматься компрессором 43 до давления Po=7,1 бар и при этом давлении, как теплоноситель. будет поступать в теплообменник 16 и испаритель 31; В обра0 зующемся при этом давлении конденсате снижают давленйе. прежде чем он будет объединен с другим полученным в установке конденсатом; Для снижения давления . конденсата служит клапан. снижения давле5 ния 52.

Приведенные на фиг.5, 6 и 7 температуры и давления не учитывают присходящие в установке потери тепла и потери давления при массопередаче. При соответствующих .

0 изоляции и монтаже установки такие потери, однако, имеют значение, В примере выполнения, представленном на фиг.5, в цикл продувочного газа будет вводится количество рассола, 5 составляющее мз=1,624 кг/ч. В дальнейшем, это количество рассола приводит к отношению парциальных давлений в смеси

"продувочный газ (водяной пар

"Pscn/P =0,2). Прй таком отношении парци0 альных давлений и полном давлении в системе Р -5,28 бар для рассола в смеси продувочный газ/рассол получается температура кипения Тз"— = 155,5 С. При этом учитывается, что в результате частичного

5 исйарения морской воды рассол концентрируется до 10;(всего подведенного количества. морской воды и содержит соответствующее количество соли, что приводит к повышению температуры кипения

0 на 10 С/ температура кипения чистой воды при полном давлении Р =5,28 бар составляет Ts=145.5 С/.

Освобожденная от частиц твердых веществ смесь продувочный газ/водяной пар

5 из сепаратора 34 будет всасываться пневмотранспортом 36 и в ней устанавливается полноедавление в системе Р1=6 бар, Полное давление Рс=6 бар будет устанавливаться при заполнении цикла (контура) продувочного газа. Воздух будет поступать в установ1783987

20 ку с давлением 6 бар от насоса или рессивера. С этим давлением тогда также поступает смесь "продувочный газ/водяной пар" в теплообменник 14, в котором водяной пар конденсируется из смеси ."продувочный газ/водяной пар" при температуре

Тс"=150,4ОC.

В продувочном газе, отделенном от конденсата в сепараторе 38, будет с помощью дросселя 41 опять устайовлейо давление системы Pi=5,28 бар. B сепараторе 38 будеТ образовываться конденсат с расходом в количестве Mc=1,000 кг/ч и с давлением Рс=6

10 бар подаваться через теплообменник 3 на выход установки.

Отходящий из сепаратора 20 рассол йротекэет с давлением Ps=5 бар через теплообменник 4 и перед добавкой солевых зародышей через подвод соленых затравок

54 с помощью клапана 26 будет переведен 20 на нормальное давление Ps=1. бар. Соответствующее снижение давления будет достиг- -. нуто также посредством клапана 25. После введения солевого зародыша в рассоле с помощью солевого насоса 28 опять устанав- 25 ливается более высокое давление. Рассол при давлении Ps=8 бар будет подаваться на вход испарителя 31 и там с помощью впрыскивающего сопла, которое служит в качестгаз. Давление продувочного газа составляет — кэк это уже упоминалось о системном давлении Р -Рх=5,28 бар. В качестве солевого 35 продукта в установке при введенйом коли-.: честве морской воды равном мз=10,440 кг/ч будет получено соли мсоль=424 кг/ч. При этом от сепаратора 34 будет вйделяться в целом tvlcpnb=624 кг/ч. Из этого количества

40 соли, однако, Hyping=200 кг/ч будут возвращаться в подвод солевых затравок 54 в качестве солевых зародышей в раСсол. .

Пример выполнения на фиг.6 отличает45 ся от примера выполнения на фиг.5 исключительно циркуляцией продувочного газа. В установке согласно фиг,6 для смеси "продувочный газ/рассол" или же смеси "продувочный газ/водяной пар" устанавливается давление в системе, равное Р =4,6 Gap, При столь.же большом количестве рассола;- со50 ставляющем мз=1,64 кг/ч, который перед

vicnàðèòåëåì 31 будет вводится в продувочный газ, в смеси "продувочный газ/водяной пар" отношение парциальных давлений со- 55 ставит Hscp/Рс-0,2. Для выпаренного таким же образом, как в примере выполнения, представленном на фиг.5, рассола — на 907ь от общего количества морской воды — температура кипения составляет Ts"=150,5 C. ве устройства 32 для тонкого 30 распределения рассола в смеСи йродувоч. ного газа, впрыскивается в продувочный

Смесь продувочного газа/водяного пара после перегрева водяного пара выходит из испарителя 31 с температурой TGD=165 С.

Образующиеся благодаря этому перегреву водяного пара сухие частицы твердых.веществ в смеси продувочный газ/водяной пар будут отделены в сепараторе 34. Выделенное количество соли при одинаковом количестве:морской воды соответствует количеству соли, полученному в примере выполнения согласно фиг.5.

Оставшаясь смесь продувочного газа/водяного пара будет отсасываться от сепаратора 34 и пневмотранспортером 36 доводиться до давления Р1=5,2 бар. Вследствие сжатия этой смеси продувного газа/водяного пара температура смеси поднимается до Тао=181 С, При давлении в системе Р1=5,2 бар температура конденсации водяного парв в смеси продувочный газ/водяной пар получается равной Tc"=144,9 С. При этой температуре водяной пар конденсируется в теплообменнике 14. Конденсат будет затем в теплообменнике 14 охлажден еще до температуры Tc"=75PÑ и в сепараторе 38 отделен от продувного газа. Аналогично. примеру выполйения на фиг.5 здесь будет получено количество конденсата, равное

Me=1000 кг/ч, Продувочный газ из сепаратора 38 возвращается в цикл, причем в дроссеве 41 давление газа с Р1= 5,2 бар.

B связи с несколько пониженной исходной температурой конденсата в сепараторе

38 Tc=75 C Морская вода в теплообменнике 3 также слабо подогревается, аналогично как и при прохождении процесса, представленного на фиг.5. Это будет компенсироваться при помощи меньшего расхода морской воды, проходящей через теплообменник 3. и благодаря незначительной разницы температур. В то время как на установке фиг.5 может быть предварительно подогрета морская вода в количестве мз=6290 кг/ч от Тз=20 С до Ts=28 С, на ус- тановке согласно фйг.6 может быть осуще- . ствлен предварительный подогрев морской воды в количестве мз=6245 кг/ч от Ts-20 С до Ts=27,5pC. При этом количестве морской воды после прохода теплообменника 14 температура морской воды на его выходе также очень незначительно отличается от ,температуры морской воды на выходе теплообменника 14 в установке на фиг.5. На фиг.5 морская вода — при температуре конденсации на конденсационной стороне теплообменника Tc=144,9 С вЂ” будет подогреваться до температуры Ts=140,9 С, а на фиг.6 — при температуре конденсации на конденсационной стороне Тс=150,4 С—

22

1783987

10

15 зующийся йри выпаривании рассола водяной пар будет отводиться от сепаратора 56а с температурой Tp=167,5 С и будет поступать с водой в количестве Mp=3,878

20 кг/ч в теплообменник 1ба, Подогреватель

46а в примере выполнения не работет, он служит только как устойство для приготовления водяного пара при пуске установки. В . теплообменнике 16а водяной пар будет

25 опять конденсироваться при температуре

35

45

55 до температуры Ts-140,5 С. Эти разницы после совпадения частичных потоков предварительно нагретой морской воды после теплообменников 12 и 14 не оказывают влияния на термическое состояние морской воды на входе в теплообменник 16, Существенным при сравнении примеров выполнения, представленных на фиг,5 и 6, является разница общих давлений в контуре продувного газа: в установке, представленной на фиг.5, в контуре продувного газа общее давление составляет Р =б бар, или после снижения давления Р1=5,28 бар, а в установке. представленной на фиг.б, общее давление составляет соответственно Р1=5,2 бар или же Р1=4,6 бар, При пониженном общем давлении в контуре продувочного газа для теплопереноса при прочйх равных параметрах в теплообменниках 31 и 14 со- здаются большие перепады температур, в примере выполнения, представленном йа фиг.б, разности температур на 5 больше, . чем в примере выполнения, представленном на фиг.5, при этом при работе установки не требуется дополнительного подвода энергии.

На фиг.7 йредставлены рабочие параметры установки для обессоливания морской воды, изображенной на фиг.2. Если, обрабатываемое ежечасно на этой установке количество воды мз= 10,440 кг/ч и, следо- вательно, количество продуктов — чистой воды Me=10,000 кг/ч и соли маколь=424 кг/ч— не меняется, в противоположность примерам выполнения, представленным на фиг.5 и 6, то установка будет работать экономично при благоприятном использовании термической энергии, необходимой для получе.. ния чистой воды и соли, Морская вода снова водяным насосом

2а с давлением Ps.— 5 бар будет закачана в установку и будет нагреваться от водяного пара и конденсата в теплообменйиках За и

12а, а также от смеси "продувочный газ/во= дяной пар" в теплообменнике 14а и от рассола в теплообменнике 4а до тех пор, пока она /морская вода/ не придет в теплооб.:меннике 16 а в состояние кипения при температуре Ts"=152,6С. В теплооменнике 16а происходит 50%-ное частичное испарение морской воды. а образующиеся при этом водяной пар и рассол будут отделены друг от друга в сепараторе 56.

Водяной пар из сепаратора 56 будет отсасываться компрессором 60 и сжиматься до давления Pp=8,4 бар, Температура водя ного пара повышается при этом до

Tp=224 C. Из всего сжатого количества пара Mp=5,122 кг/ч, часть — Mp=3.900 кг/ч— будет использоваться как теплоноситель для теплообменника 50, оставшееся количество пара, составляющее Mp=1,222 кг/ч, поступает для нагревания смеси продувочный газ/рассол — в испаритель 31а, в образующемся при этом, при охлаждении водяного пара конденсате снижается давление в клапане снижения давления 65 и объединен с конденсатом, поступающим из теплообменника 16а.

Собирающийся в сепараторе 56 рассол будет отсасываться солевым насосом 57 и с давлением Рз=б бар подаваться в теплообменник 55. Рассол здесь выпаривается при температуре испарения Ts"=167,5 С до остатка, составляющего мэ =1,424 кг/ч. Обраконденсации Tc"=158,8 С при отдаче тепла морской воде, подлежащей частичному испарению. Совместно с остальным конденсатом из теплообменника 55 и испарителя 31а конденсат протекает в количестве Mc=8,825 кг/ч и после объединения и разгрузки конденсата из теплообменника 55 и испарителя

31а с температурой конденсации

Tc"=158,8 С как теплоноситель проходит через теплообмен ник 12а. Из теплообменника

12а конденсат вытекает с температурой

Т=ЗО С.

Отходящий от сепаратора 20а пересыщенный рассол будет при закрытом вентиле

25а полностью, как теплоноситель, проходить через теплообмейник 4а; при исходной температуре Ts-100 С посредством клапана 26 от будет разгружаться от Рэ=б бар до

Ps=1 бар и, в заключение, посредством солевого насоса 28а с давлением Рз=8 бар будет направляться в поток продувочного газа. Перед насосом 28а в рассол опять в качестве затравки будет добавляться соль, Добавление будет производиться при температуре Т одь=190 С . в количестве мсоль=200 кг/ч. .: Полное давление в контуре продувного газа составляет Р1=6,37 бар, откуда для поступающего в поток продувного газа рассола получается температура кипения

Ts"=152,5 С. В испарителе 31а продувной газ/водяной пар - смесь, образованная при испарении рассола. будет перегреваться до температуры Т=190ОС, так что из растворенных в морской воде веществ как частицы

1783987 твердого вещества осаждаются соли, которые будут отделены от смеси продувочного газа/водяного пара в сепараторе 34а. Очищенная от частиц твердого вещества смесь продувочный газ/водяной пар — будет по- 5 средством пневмотранспортера 36а закачана в теплообменник 14а, причем давление в этой смеси повышается от P4o=6,37 бар на стороне всасывания.пневмотранспортера до Рао=7,12 бар.на стороне нагнетания пневмотранспортера. Смесь — продувочный газ/водяной пар после пневмотранспортера имеет температуру Тао=206 С и состоит из пара мо=1,018 кг/ч и воздуха Mi=408

-кг//ч.

Водяной пар из смеси продувочный газ/водяной пар — конденсируется в теплообменнике 14а при температуре

Тс"=156,8 С и с продувочным газом будет при отдаче тепла морской воде, подлежащей нагреву в теплообменнике 14а, охлаждаться до температуры на выходе Тс=80 С.

Таким образом, на выходе теплообменника

14а протекают: как продувочный газ — воздух в количестве ML=408 кг/ч, конденсат в количестве мс=1.000.кг/ч, а также незначительное количество водяного пара Mo=18 кг/ч. Перед возвратом в цикл продувочного газа давление смеси продувочный газ/водяной пар будет посредством дросселя 41а опять уменьшено с Pro=7,2 бар по Р=6,37

- бар, при этом давлейии и при температуре

TGD=80 С в поток продувочного газа будет опять впрыскиваться рассол.

Принцип работы установки, привденной на фиг.7; отличается от принципа работы установок, представленных на рис.5 и 6, тем самым не только двухступенчатым получением рассола и отделением образующегося на этих ступенях водяного пара, но также и повышенным уровнем давления.в контуре продувочного газа. Более выСокая энергия сжатия необходима как в контуре продувочного газа. так и при сжатии водяного пара в компрессоре 60, который должен повысить давление водяного пара от

Ро=5 бар до РО=7,1 бар в примерах выполнейия, представленных на фиг. 5 и 6, и от

Po=5 бар до Po=8 4 в примере исполнения согласно фиг.7.

Повышение мощности насосов на этом участке приводит к благоприятному подводу энергии, так что в целом достигнуто даже снижение расходов на каждый килограмм полученной чистой воды или же соли.

15

25

35

40 щие по типу содержащимся в ней осадок—

50

Формула изобретения

1. Способ получения чистой воды и растворенных в воде веществ, включающий ввод насосом воды с растворенными в ней веществами на диспергирование, подачу ее в тонкодисперсном состоянии в поток инертного продувочного газа, нагрев полученной смеси до испарения воды и перегрева образующегося водяного пара при установившемся предварительно заданном парциальном давлении продувочного газа в смеси, очистку смеси от частиц твердого вещества, охлаждение смеси до конденсации водяного пара при теплообмене с исходной водой, отличающийся тем, что, с цепью снижения энергозатрат, исходную воду предварительно частично испаряют и разделяют в сепараторе с образованием водяного пара и воды с растворенными в ней веществами, при этом пар по крайней мере частночно сжимают и делят на два потока, один из которых направляют на подогрев смеси, а другой — на нагрев и частичное испарение исходной воды.

2, Способ по п1, отл и ча ю щи йс я тем. что частичное испарение по крайней мере части исходной воды осуществляют на нескольких ступенях теплообменника

3. Способ по пп,1 и2, отл и ча ю щи йс я тем, что только одну часть исходной воды нагревают смесью, а другую — сжатым паром.

4. Способ по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и и -.. с я тем. что воду с растворенными в ней. веществами перед подачей в поток инертного продувочного газа охлаждают при теплообмене с исходной водой.

5. Способ по пп.1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перед частичным испарением в исходную воду вводят соли. соответствуюобразующих соединений, в количестве, необходимом для перемещения воды, напри- . мер 10-30% по отношению к введенным солям, которые после частичного испарения

ВОДЫ ОТВОДЯТ.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что часть отведенных солей снова вводят в исходную воду перед ее частичным испареним.

7, Способ по пп.1-6. Отл и ч а ю щ и йс я тем, что в исходную воду перед ее частичным испарением вводят абразивные материалы.

8. Способ по пп.1 и 4, о т л и ч а ю щ и йсятем,,что,в воду с растворенными в ней веществами вводят солевые затравки, в частности по 10-30% пересыщения воды.

9. Способ по пп.1 и 8. отл и ч а ю щи йс я тем, что солевые затравки вводят в воду

1783987

25 я вода,Конденсат с растворенными в ней веществами перед подачей ее в насос.

10; Способ по п,1. отл ича ю щийс я тем, что образующийся при частичном испарении исходной воды водяной пар и воду с 5 растворенными веществами отводят с последней и предпоследней ступени теплообменника.

11. Способ по п.10, от л и ч а ю щи йс я тем, что воду с растворенными в ней 10 веществами нагревают на последней ступени теплообмена водяным паром, отведенным с предпосленей ступени теплообмена.

12. Спсооб по пп.10 и 11, о т л и ч а юшийся тем, что водяной пар, отведенный 15 с последней ступени теплообмена, направляют на нагрев предыдущей ступени тепло-.. обмена, 13. Способ по пп.10 и 11, о тл и ч а юшийся тем, что водяной пар с предпоследней ступени теплообмена подают на последнюю ступень при постоянном давлении, а воду с растворенными веществами иэ предпоследней ступени теплообмена при пониженном давлении направляют на последнюю ступень. 14. Способ по пп.10-13, о т л и ч а юшийся тем, что отведенный с теплообменных ступеней водяной пар по крайней мере частично объединяют перед его сжатием, 15. Способ по пп.1-3, о т л и ч à ю щ и йс я тем. что конденсат водяного пара объединяют и совместно отводят;

1783987

Я ВОДИ иг. Г

Коцдексат

1783987 я вода

Конденсат

)783987

КЭЯ. а и jn kg/h

1783987 ф г5 конденсат вода

1783987 =165,5 16 те=2085 по-7815

T=152 5

46 р=5 ТД=160,5

T= 152,5

sky 9255 48 21 1195

Т=208

p=7,1

«Во гиас

«рай=16

T=1O2 а =2855 1295 р= В ад-1624

29 т=1655 31 Т=2085

11

CL

И

T=165

T= 152,5

p=5 т=во рр4,6

333 ®50

28 -1020

-165 34

Ф 1У1

II фу Q а «416 р =52 р,=4,6 .

35 36

Т=160 5

Р= - 1

V

Т а=1424 24. 53

27 соль f ®0 5t, m 1

Т=20

p=5

Il

Н

°-M0pcKsR Вода. в =416 ар=20

T=75 р=5.2

Т=41,2

38 р5 26

Т=1оо „т=юо

У в =62 Р1

Т=27,5 3 5

11

Р=

Т=412

10 р5

Т=20

13 39

6 ЦО а,=lOOO

As=4195 ч c 9000 10000

Т40

5l ть с .:р in bar в in 3 /h конденсат

14

51 р,=46

30 т=1в1

Т 160,5

p=5 19

T=l 0,5

20 р=5

Т=160,5

p=5

В =1424 то=1185

45 т=Ю2

p=8 =а24 =10440

1783987 ес»3678 =156,8

T=167,5

160

T=l58

p=6 й,»З676

19а

T= 153,8

p=5

60 46а р=6

me=8875

mD= 125 р=бр р=6

Т= 167,5

Т(»153,6 р= 5

56 Т=152,6

65 ч

1 =1525 йо--1309 йз=9131

150

500 р»6,4

Т=224 йо= 5122

Т=167,5 р=6

=167,5

»64 55 т 2г4 Т=171,5, р»6,4 й»3900

5 йо= 3676

470

220 200 т»167

21а 4 и)Я0 y=6 т»1715 P — 1 =16 р 84 T=102 rnxfc г

290 тс 1725 "а р»64

31 а „. T=224

T--190

T= 152,5 йо=-1313 и =3127

290

12а

Т= 152,13 =6000

mD= 1222

300 р,=6,37

Т=206

32а Т=162,5 . р»6.з7

-190 350 р »6,л7 Д

360 340

Т»167,5

ЛГ . r Г тtnn =1424

250 ел

/, I L

-1018

»408

410 т=го р-5

14а

О»

It»

3.ГЭ

lI

М .»

2 а 530 соль ЕаЮ0 т 100 2ба р, 1а

37а морская вода.

40 и »10440

p=5 ъго т=45 ч p=s т=100 20 ч йв»6000 Т=28, . йу 1500

m,4500 g0 70 т г8,7 - 30 50

100 . ч йс»1000

m,=4440 ба 40а

Y р-5

170 -60. 51 p=7„12

" Т=ЗО щ -1NI0

T в С ре Ьаг

min kg/h

51 а йс»9000 конденсат

Составитель А.Никитин .

Редактор С.Козлова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Милюкова

Заказ 4524 Тираж . .: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

90 T:80

180 р=7.12

13а

T=45 ч

ma=18 270

m,»408

Э8а

110,, 280

P »1624

T=102

p=l