Способ обработки морской воды

Изобретение может быть использовано при добыче нефти, газа для промышленно-бытового потребления для опреснения морской воды, а также любой соленой или пластовой воды химическими реагентами. Для осуществления способа морскую или соленую воду, содержащую двуокись углерода (СО2) и азот (N2), фильтруют на фильтре (6) от механических примесей и пропускают через гидродинамическое кавитационное устройство (1), выполненное в виде насоса-кавитатора, после чего осадок выпавших солей и опресненную воду разделяют в отделителе солей (2), а часть опресненной воды циркулируют по линии циркуляции воды (5) через кавитационное устройство (1), температура в котором составляет не более +98°С. При этом кавитационное устройство (1) может состоять из нескольких насосов-кавитаторов, соединенных последовательно, и линия циркуляции воды (5) соединяет последний насос-кавитатор с первым кавитатором. Предложенный способ опреснения является экологически безопасным, энергетически эффективным и обеспечивает высокую производительность. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к способу опреснения морской и соленой воды.

Известны различные способы опреснения морской и соленой воды: дистилляция (выпаривание); ионообменный; электродиализ; обратный осмос; вымораживание; химический.

Известен способ опреснения морской воды по патенту CN 201193207 (Y), взятый за аналог.

Указанный выше способ включает, расположенные последовательно, отдельные устройства струйной кавитации воды и опреснения морской воды.

При этом, устройство для опреснения морской воды может быть выполнено мембранным фильтрующим устройством обратного осмоса или дистилляционной установкой.

Устройство струйной кавитации, расположенное перед устройством опреснения воды, предназначено для сокращения и упрощения химической обработки воды, с целью ее дезинфекции, флоккуляции, предотвращения образования осадка и т.п., при предварительной обработке воды (см. Реферат указанного патента).

Указанный выше способ опреснения морской воды имеет следующие недостатки:

- применение устройства для опреснения в виде обратного осмоса имеет выход опресненной воды до 60% и приводит к образованию до 40% от объема опресняемой воды, так называемого, «соляного рассола» - воды с очень большим содержанием соли, что требует дополнительных затрат на его утилизацию;

- применение устройства для опреснения в виде дистилляции приводит к повышенным энергетическим затратам.

Наиболее близким к заявленному способу является химический способ опреснения воды с применением химических реагентов.

В качестве реагентов химического опреснения воды используют вещества, которые вступают в реакцию с растворенным в воде хлористым натрием (NaCl), в результате чего образуются «соли опреснения», выпадающие в осадок и удаляемые из опресненной воды различными способами: фильтрацией, гравитацией (отстаиванием), центрифугированием и др.

Известен способ опреснения морской и соленой воды по патенту РФ №2239602, включающий использование химических реагентов: двуокиси углерода (СО2) и аммиака (NH3), взятый за прототип.

В указанном способе опреснения воды, аммиак предварительно растворяют в морской или соленой воде, а затем осуществляют тонкодисперсное распыление раствора в реакторе, с одновременной подачей в него двуокиси углерода (СО2).

Недостатками указанного способа являются:

- использование аммиака - экологически опасного вещества, производимого с использованием первичных (ископаемых), источников энергии: природного газа или угля, необходимых, кроме того, для производства электрической и тепловой энергии, потребность в которых в мире возрастает;

- большие энергозатраты при тонкодисперсном распылении в реакторе раствора морской воды и аммиака.

Задача изобретения - опреснение воды простым и эффективным способом.

Эта задача решается тем, что морскую или соленую воду, содержащую двуокись углерода (СО2) и азот (N2), фильтруют от механических примесей и пропускают через гидродинамическое кавитационное устройство, выполненное в виде насоса - кавитатора, при этом вода диссоциирует на вещества, образующие один из реагентов опреснения - аммиак (NH3), после чего «соли опреснения» и опресненную воду разделяют, а часть опресненной воды циркулирует через кавитационное устройство, температура в котором составляет не более +98°С.

Для повышения производительности способа, кавитационное устройство состоит из нескольких насосов - кавитаторов, соединенных последовательно, при этом линия циркуляции воды соединяет последний насос - кавитатор с первым.

На фиг. 1 изображена структурная схема способа опреснения морской или соленой воды, включающая: насос - кавитатор 1, отделитель солей 2, линию опресненной воды 3, смеситель 4, линию циркуляции воды 5, фильтр очистки воды от механических примесей 6, сборник солей опреснения 7.

На фиг. 2 изображена схема работы насоса - кавитатора.

На фиг. 3 изображено сечение А фиг. 2.

На фиг. 4 изображено сечение Б фиг. 2.

Насос - кавитатор включает: корпус 8, ступени повышения скорости потока 9…13, каждая из которых, в свою очередь, включает неподвижное направляющее устройство 14…18 и центробежную турбину 19…23, закрепленную на валу 24, соединенном муфтой 25 с валом электродвигателя 26, а также входной 27 и выходной 28 фланцы корпуса.

Насос - кавитатор работает следующим образом: при заполненном морской или соленой водой, содержащей двуокись углерода (СО2) и азот (N2), внутреннем объеме корпуса 8 и включенном электродвигателе 26, вращение последнего через муфту 25 передается валу 24 и турбинам 19…23. При этом скорость потока 29 увеличивается от ступени 9 до ступени 13. Поток воды 29 проходит через каналы центробежных турбин и каналы направляющих устройств, достигая критической скорости, при которой наступает процесс гидродинамической кавитации воды и ее диссоциация на вещества, который описывается формулой:

5H2O=4Н22О23.

Химизм процесса и материальный баланс реакций опреснения воды, идущий в две стадии, описывается следующими формулами:

- образование аммиака - гидрирование N2 водородом диссоциации воды, в присутствии катализаторов процесса - Н2О2 и О3, и материальный баланс реакции:

опреснение воды с содержанием NaCl, например, 3,1% мас. и материальный баланс реакции:

Пример осуществления способа.

Для подтверждения способа опреснения соленой воды собрали установку по схеме фиг. 1, без линии подачи воды, фильтра 6, сборника солей опреснения 7 и линии выхода опресненной воды 3, линия циркуляции воды 5 имела прозрачный участок для наблюдения процесса кавитации воды. В качестве отделителя солей 2 использовали гидроциклон с нижним сливом.

Приготовили соленую воду. Взяли пресную, питьевую воду объемом, равным 33 литра (0,7 л + 32,3 л), замерили ее показатель рН, который равнялся 7,1 единицы. При температуре воды, равной +25°С, растворили в ней пищевую, нейодированную соль (NaCl) в количестве 1,0 кг. После этого замеряли показатель рН соленой воды, который равнялся 8,1 единицы. Затем соленой водой заполняли установку и включали ее в работу.

При включенном электродвигателе 26 и наблюдении кавитации в линии циркуляции 5, в соленую воду через смеситель 4, из баллонов со сжатыми газами СО2 и N2, установленных на весах, через редукторы, одновременно подавали двуокись углерода и азот. Всего подали газов, соответственно, СО2=0,39 кг и N2=0,37 кг.

При обработке соленой воды, периодически, из нижней части гидроциклона 2 в прозрачную емкость сливали отстой. На дне прозрачной емкости наблюдали, выпадающие в осадок, «соли опреснения».

После окончания выпадения в осадок «солей опреснения», установку выключали, а из гидроциклона 2 брали пробу воды и замеряли показатель рН, который равнялся 7,3 единицы, что свидетельствовало об опреснении воды.

1. Способ обработки морской или соленой воды химическими реагентами опреснения: двуокисью углерода (СО2) и аммиаком (NH3), отличающийся тем, что морскую или соленую воду, содержащую двуокись углерода (СО2) и азот (N2), фильтруют от механических примесей и пропускают через гидродинамическое кавитационное устройство, выполненное в виде насоса-кавитатора, при этом вода диссоциирует на вещества, образующие один из реагентов опреснения - аммиак (NH3), после чего «соли опреснения» и опресненную воду разделяют, а часть опресненной воды циркулирует через кавитационное устройство, температура в котором составляет не более +98°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кавитационное устройство состоит из нескольких насосов-кавитаторов, соединенных последовательно, при этом линия циркуляции воды соединяет последний насос-кавитатор с первым.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Установка содержит установленные по ходу технологического процесса блок реагентных емкостей, блок реагентной обработки, блок флокулирования и осаждения загрязнений, блок отделения и обезвоживания осадка, узлы озонирования и ультрафиолетового обеззараживания, систему трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой, рН-метры, циркуляционные и дозирующие насосы, расходомеры и автоматизированную систему контроля параметров проведения технологического процесса.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для обеззараживания и очистки водопроводной воды в жилых и/или общественных зданиях, показатель загрязненности которой по химической и бактериологической потребности кислорода ПЗ=(ХПК+БПК) превышает установленные Госсанэпиднадзором нормы для питьевой воды.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве, в промышленности, в сельском хозяйстве, аварийными службами и военными подразделениями для быстрого обеззараживания и быстрой очистки загрязненной воды.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Подготовка сточных вод свеклосахарных заводов для сельскохозяйственного использования осуществляется в две стадии.

Изобретение может быть использовано в водоподготовке для предварительной очистки питьевой воды, оборотных, промышленных и бытовых сточных вод, при обезвоживании осадков.

Изобретение относится к области очистки воды, в частности к способу регенерации моющих и обезжиривающих растворов. Способ включает отстаивание с отделением масла от водной фазы с последующей обработкой последней химическим реагентом и фильтрацией.

Изобретения могут быть использованы на станциях водоподготовки для очистки воды от содержащихся в ней взвешенных примесей. Для осуществления способа непрерывно измеряют исходную концентрацию загрязнений в воде до ее поступления в обработку, последовательно вводят загрязненную воду в зону коагуляции, флокуляции и осаждения с подачей в эти зоны необходимого количества коагулянта, балласта и флокулянта, отделяют в верхней части зоны осаждения обработанную воду от смеси осадка и балласта и направляют на гидроциклонное разделение.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для очистки животноводческих стоков. Способ включает предварительную очистку стоков флотацией и центрифугированием, затем очищенные стоки подвергают тонкодисперсному распылению с диаметром капель от 1,0 до 10,0 мкм в озоно-воздушной смесью при концентрации озона 450-500 мг/м3.

Группа изобретений относится к очистке воды и может быть использована на станциях водоподготовки. Способ обработки воды включает непрерывное измерение исходной концентрации загрязнений в воде до ее поступления в обработку и получение на основании указанного измерения количества коагулянта, которое необходимо подать в зону коагуляции, а также количества балласта и флокулянта, которое необходимо подать в зону флокуляции.

Изобретение может быть использовано в промышленном производстве очищенной морской воды для пищевого применения. Способ получения морской воды (M3) включает следующие стадии: забор и декантацию исходной морской воды, фильтрацию, стерилизацию до получения очищенной морской воды (M1).

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Установка содержит установленные по ходу технологического процесса блок реагентных емкостей, блок реагентной обработки, блок флокулирования и осаждения загрязнений, блок отделения и обезвоживания осадка, узлы озонирования и ультрафиолетового обеззараживания, систему трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой, рН-метры, циркуляционные и дозирующие насосы, расходомеры и автоматизированную систему контроля параметров проведения технологического процесса.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для обеззараживания и очистки водопроводной воды в жилых и/или общественных зданиях, показатель загрязненности которой по химической и бактериологической потребности кислорода ПЗ=(ХПК+БПК) превышает установленные Госсанэпиднадзором нормы для питьевой воды.

Заявленная группа изобретений относится к моечной установке рециркуляционного типа и способу подготовки ёмкостей под налив и предназначена для подготовки к наливу различных передвижных ёмкостей, таких как вагонов-цистерн, контейнеров-цистерн, автоцистерн, из-под различных жидких продуктов/грузов; животных жиров, растительных масел и продуктов их переработки; моторных масел и смазок, сырой нефти и нефтепродуктов.

Группа изобретений относится к переработке жидких щелочных нефтесодержащих отходов. Способ очистки технологической воды включает отстаивание, удаление неводных фракций и последующий отбор водной фазы с ее дистилляцией.

Изобретение относится к фильтрующим элементам и предназначено для очистки воды из открытых водоисточников. Технической задачей изобретения является придание возможности снижения количества микроорганизмов и бактерий методом очистки воды на этапе ее забора из поверхностных водоисточников, минуя стадию отстойки, расширение функциональных возможностей за счет регулировки температуры воды, подаваемой потребителям.

Изобретение относится к подготовке воды для выращивания аквакультуры. Способ очистки и подготовки воды в установках замкнутого водоснабжения для выращивания аквакультуры включает стадию отбора 2 загрязненной воды из бассейна 1 или бассейнов с аквакультурой с любого горизонтального уровня бассейна 1 или бассейнов, стадию первичной механической очистки отобранной воды 3, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию биологической очистки воды 4, осуществляемую на фильтре с биозагрузкой в псевдокипящем слое при однонаправленном движении снизу вверх очищаемой воды и воздуха, стадию вторичной тонкой механической очистки 5, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию дезинфекции воды 7 путем озонирования с одновременным обогащением воды кислородом при использовании газовой озоно-кислородной смеси под давлением 1,05-1,40 бар с последующим выдерживанием обработанной воды при атмосферном давлении и контролем конечного количества озона.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности для очистки сточных вод от хлорорганических соединений, например 2,4-дихлорфенола, с помощью плазмы диэлектрического барьерного разряда.

Устройство для промывки изделий фотополимерной 3D печати относится к технике фотополимерной 3D печати и предназначено для окончательной обработки изделий, полученных методом фотополимерной 3D печати.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Подготовка сточных вод свеклосахарных заводов для сельскохозяйственного использования осуществляется в две стадии.

Изобретение может быть использовано в водоподготовке для предварительной очистки питьевой воды, оборотных, промышленных и бытовых сточных вод, при обезвоживании осадков.

Группа изобретений может быть использована в производственных процессах для регулирования концентрации обрабатывающих химических реагентов в системах водяного охлаждения с открытой рециркуляцией воды.

Изобретение может быть использовано при добыче нефти, газа для промышленно-бытового потребления для опреснения морской воды, а также любой соленой или пластовой воды химическими реагентами. Для осуществления способа морскую или соленую воду, содержащую двуокись углерода и азот, фильтруют на фильтре от механических примесей и пропускают через гидродинамическое кавитационное устройство, выполненное в виде насоса-кавитатора, после чего осадок выпавших солей и опресненную воду разделяют в отделителе солей, а часть опресненной воды циркулируют по линии циркуляции воды через кавитационное устройство, температура в котором составляет не более +98°С. При этом кавитационное устройство может состоять из нескольких насосов-кавитаторов, соединенных последовательно, и линия циркуляции воды соединяет последний насос-кавитатор с первым кавитатором. Предложенный способ опреснения является экологически безопасным, энергетически эффективным и обеспечивает высокую производительность. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

Наверх