Способ опреснения морской воды при помощи полупроводникового термоэлектрического охлаждающего устройства с ультрафиолетовым излучением при искусственном понижении атмосферного давления

Авторы патента:

C02F5/00 - Умягчение воды; предотвращение образования накипи; добавление к воде веществ, предохраняющих от образования накипи или для удаления ее, например добавление пассиваторов (умягчение ионообменом C02F 1/42)

C02F1/04 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

B01D5/00 - Конденсация паров; извлечение летучих растворителей путем конденсации (B01D 8/00 имеет преимущество; конденсаторы F28B)

B01D1/22 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Изобретение может быть использовано в области опреснения морской воды. Способ осуществляют в опреснительной установке с полупроводниковым термоэлектрическим охлаждающим устройством, при этом способ включает доведение морской воды до кипения с последующей конденсацией водяного пара на поверхности охлаждающего устройства и отводом пресной воды. Морскую воду доводят до кипения при температуре окружающей среды посредством искусственного понижения атмосферного давления, при этом используют опреснительную установку, состоящую из двух герметичных камер (2, 3) с резервуарами для морской и пресной воды, выполненными с зеркальными стенками, с созданием пониженного давления в камерах поочередно за счет откачки воздуха (18) насосом (1) через воздушные электромагнитные клапаны (7, 11). Для охлаждения водяного пара используют полупроводниковое термоэлектрическое охлаждающее устройство (21) с ультрафиолетовым излучением. Способ обеспечивает сокращение энергетических затрат и экологическую безопасность работы опреснительной установки, уменьшение температуры кипения морской воды до температуры окружающей среды с одновременной дезинфекцией воды ультрафиолетовым излучением. 1 ил.

Изобретение относится к способам опреснения воды, а именно к области опреснения морской воды.

Известен способ опреснения морской воды [1]. Для того, чтобы довести воду до кипения потребуется нагреть ее до ста градусов Цельсия при давлении в одну атмосферу. Это требует большого количества теплоты, которое потом будет рассеяно в окружающую среду. В конечном итоге это снижает энергоэффективность опреснительной установки.

Цель изобретения - уменьшение температуры кипения морской воды до температуры окружающей среды при создании пониженного атмосферного давления в опреснительной установке с одновременной дезинфекцией воды ультрафиолетовым излучением.

Это достигается тем, что конструкция опреснительной установки представляет собой две герметичные камеры с резервуарами для морской и пресной воды и электрическим воздушным насосом для откачивания воздуха. Кратковременное включение электрического воздушного насоса создает условия, при которых морская вода будет кипеть при температуре окружающей среды без дополнительных энергозатрат на нагрев. Это произойдет за счет более низкого атмосферного давления в опреснительной установке. При этом энергетические затраты на понижение атмосферного давления при помощи электрического воздушного насоса значительно меньше, чем энергетические затраты на нагрев морской воды до ста градусов Цельсия при обычном атмосферном давлении.

На фиг. 1 изображена конструкция опреснительной установки с полупроводниковым термоэлектрическим охлаждающим устройством, реализующая предлагаемый способ.

Работает опреснительная установка следующим образом. Морская вода 16 поступает через водяные электромагнитные клапаны 6 и 13 в резервуары 2 и 5, предназначенные для поочередной работы. По командам компьютера открывается водяной электромагнитный клапан 6, и морская вода заполняет резервуар 2. После закрытия водяного электромагнитного клапана 6 (водяные электромагнитные клапаны 8 и 9 также закрыты) включается электрический воздушный насос 1, и через открытые воздушные электромагнитные клапаны 7 и 11 воздух 18 будет откачан из резервуаров 2 и 3. В этот момент воздушные электромагнитные клапаны 10 и 12 должны быть закрыты. Полупроводниковое термоэлектрическое охлаждающее устройство с ультрафиолетовым излучением 21 позволяет на одних спаях понизить температуру, а на других спаях получить вместо нагрева, в соответствии с эффектом Пельтье, электромагнитное излучение, причем диапазон может достигать ультрафиолетового излучения [2]. Резервуары 2-5 изготавливаются с зеркальными стенками для многократных переотражений фотонов ультрафиолетового излучения. При охлаждении водяной пар будет конденсироваться на боковой поверхности полупроводникового термоэлектрического охлаждающего устройства 21, и по окончании процесса опреснения в резервуаре 2 останется концентрированный раствор морской воды, а в резервуаре 3 накопится пресная вода. Таким образом, при незначительных затратах электроэнергии можно эффективно опреснить морскую воду, одновременно проведя ее очистку ультрафиолетовым излучением. Излучение очистит воду от бактерий лучше, чем кипячение до ста градусов Цельсия.

Для еще большего повышения энергоэффективности опреснительной установки целесообразно перед тем, как начать откачку воздуха, начиная с одной атмосферы, из второй части опреснительной установки, состоящей из резервуаров 4 и 5, можно будет на несколько секунд перекрыть воздушные электромагнитные клапаны 10 и 11, и открыть воздушные электромагнитные клапаны 7 и 12. В результате давление во всех резервуарах 2-5 выровняется и станет равным половине атмосферного давления, что позволит в два раза уменьшить время и энергозатраты на откачку воздуха из резервуаров 4 и 5. После чего, воздушный электромагнитный клапан 12 будет закрыт, и после откачки воздуха в резервуаре 5 начнется кипение морской воды. Завершение процесса в резервуарах 2 и 3 предполагает открытие воздушных электромагнитных клапанов 7 и 10, а также электромагнитного клапана 8 для выпуска концентрированного раствора морской воды 20 из резервуара 2. При открывании водяного электромагнитного клапана 9 из резервуара 3 будет поступать пресная вода 19. При открывании воздушных электромагнитных клапанов 7 и 10, атмосферный воздух 17 поступит в резервуары 2 и 3 и выровняет давление до одной атмосферы для обеспечения беспрепятственного выхода концентрированного раствора морской воды из резервуара 2 и пресной воды из резервуара 3. Аналогично проходит работа в резервуарах 4 и 5, где водяной электромагнитный клапан 15 служит для выпуска концентрированного раствора морской воды 20 из резервуара 5, а водяной электромагнитный клапан 14 выпустит из резервуара 4 пресную воду 19.

Таким образом, способ опреснения морской воды при помощи опреснительной установки с полупроводниковым термоэлектрическим охлаждающим устройством позволяет при незначительных энергетических затратах на понижение давления осуществить получение чистой воды.

Конструкционные материалы опреснительной установки являются экологически безопасными.

Литература

1. Патент РФ №2225843. Термоэлектрический опреснитель / Исмаилов Т.А., Аминов Г.И., Евдулов О.В., Юсуфов Ш.А., Зарат Абделькадер.

2. Патент РФ №2405230. Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А.

Способ опреснения морской воды при помощи опреснительной установки с полупроводниковым термоэлектрическим охлаждающим устройством, включающий доведение морской воды до кипения с последующей конденсацией водяного пара на поверхности охлаждающего устройства и отводом пресной воды, отличающийся тем, что морскую воду доводят до кипения при температуре окружающей среды посредством искусственного понижения атмосферного давления, используют опреснительную установку, состоящую из двух герметичных камер с резервуарами для морской и пресной воды, выполненными с зеркальными стенками, с созданием пониженного давления в камерах поочередно, и используют при этом полупроводниковое термоэлектрическое охлаждающее устройство с ультрафиолетовым излучением.

Изобретение относится к области геологоразведочного бурения и может быть использовано для восстановления дебита гидрогеологических скважин, снизивших его вследствие выпадения на поверхности фильтра содержащихся в воде солей СаСО3, MgCO3, СаSO4.

Установка для опреснения морской воды и выработки электроэнергии // 2687922

Изобретение может быть использовано в теплоэнергетике и экологии. Установка для опреснения морской воды и выработки электроэнергии содержит газотурбинную установку 1 с компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной и электрогенератором 2, паропровод перегретого пара 3, паровую турбину 4 с регулируемыми отборами пара высокого и низкого давления, электрогенератор 5, паровой котел-утилизатор 6, деаэратор 7, конденсатор паровой турбины 8, трубопровод морской воды 9, трубопровод (систему) рециркуляции с насосом 10, трубопровод подпиточной химочищенной воды 15, двухступенчатый пароструйный эжектор, включающий пароструйный эжектор высокого давления 16 и пароструйный эжектор низкого давления 17, трубопроводы перепуска паровоздушной смеси 20, внешний теплообменник 21, трубопровод подогретой морской воды 22, двухходовые кожухотрубные конденсаторы вторичного пара 24 адиабатного многоступенчатого испарителя, сборные камеры дистиллята 25 адиабатного многоступенчатого испарителя, трубопровод дистиллята 27, трубы дроссельно-распылительного устройства 28 адиабатного многоступенчатого испарителя, приемники рассола 29 адиабатного многоступенчатого испарителя, химводоочистку 30, трубопровод сброса рассола 31.

Комплексная установка для опреснения морской воды и выработки электроэнергии // 2687914

Изобретение относится к теплоэнергетике и экологии и может быть использовано для опреснения морской воды и выработки электроэнергии. Комплексная установка для опреснения морской воды и выработки электроэнергии содержит трубопровод 9 холодной морской воды, адиабатный многоступенчатый испаритель, внешний теплообменник 20, трубопровод отвода дистиллята 30, трубопровод отвода рассола 32, газотурбинную установку 1, паровой котел-утилизатор 6, противодавленческую паровую турбину 4 с регулируемыми отборами пара высокого и низкого давления, деаэратор 7, паропровод 3 перегретого пара, химводоочистку 33, трубопровод конденсата 27, трубопроводы подпиточной 16 и подогретой 18 морской воды, теплообменник 22 предварительного подогрева морской воды, конденсатор 26 вторичного пара, пароструйную эжекторную установку 19.

Устройство и способ регулирования концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы // 2681014

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

Способ уменьшения количества твердых отложений в способе байера // 2679251

Изобретение может быть использовано в производстве глинозема. Способ уменьшения количества содержащих алюмосиликаты твердых отложений в способе Байера включает приведение в контакт поверхности технологического оборудования способа Байера с композицией, ингибирующей образование твердых отложений, взятой в количестве, эффективном для получения обработанной поверхности, которая является более устойчивой к образованию твердых отложений при последующем контакте с потоком способа Байера по сравнению с необработанной поверхностью.

Устойчивые к разрушению ингибиторы образования отложений // 2678837

Изобретение относится к способу снижения образования отложений в технологических процессах. Предложен способ снижения образования отложений, содержащих алюмосиликаты, в способе Байера, предусматривающий выявление поверхности оборудования, которая подвержена образованию на ней отложения при осуществлении способа Байера; приведение в контакт выявленной поверхности с некоторым количеством композиции, ингибирующей образование отложений, эффективным для получения обработанной поверхности, которая более устойчива к образованию на ней отложений при последующем контакте с технологическим потоком в способе Байера, чем сопоставимая в других отношениях необработанная поверхность; приведение в контакт обработанной поверхности с технологическим потоком в способе Байера; при этом композиция, ингибирующая образование отложений, содержит водный раствор одной или нескольких водорастворимых солей, содержащий по меньшей мере приблизительно 0,004% всех растворенных солей, и кремнийсодержащее соединение, содержащее одну или несколько –Si(OR)n-групп, где n равно 3, а R представляет собой С1-С20алкил, причем кремнийсодержащее соединение представляет собой продукт реакции полиэтиленимина, силана, выбранного из 3-хлорпропилтриметоксисилана и 5,6-эпоксигексилтриэтоксисилана, и реакционноспособного в отношении азота соединения, выбранного из 1-хлороктана, бензилхлорида, пропиленоксида, 1,2-эпоксиоктана, 1,2-эпоксидодекана и пропиленхлорида, при этом кремнийорганическое соединение устойчиво к разрушению в технологических потоках для извлечения глинозема при температурах технологического процесса от 100 до 265°С.

Способ очистки жесткой воды // 2666428

Изобретение может быть использовано для умягчения и очистки жесткой, питьевой воды от ряда неорганических и органических примесей как в домашних, так и в производственных условиях.

Низкомолекулярные сополимеры моноэтиленненасыщенных карбоновых кислот и их применение в качестве ингибиторов солеотложения в водооборотных системах // 2660651

Изобретение относится к способу получения водных растворов низкомолекулярных сополимеров моноэтиленненасыщенных карбоновых кислот с 3-4 атомами углерода и к их применению в качестве ингибиторов солеотложения в водооборотных системах и в теплоэнергетике.

Установка и способ нейтрализации кислорода, растворенного в сточных водах // 2657295

Группа изобретений может быть использована в области добычи нефти и газа, при обработке жидких отходов для нейтрализации растворенного кислорода для их использования в системе поддержания пластового давления.

Способ получения средства для стабилизационной обработки воды и способ обработки воды средством для стабилизационной обработки воды // 2656005

Изобретение относится к технологиям обработки воды для предотвращения образования накипных и солевых отложений. Способ получения средства для стабилизационной обработки воды включает обработку смолы анионита в хлор-форме водным раствором карбоната или гидрокарбоната натрия с концентрацией 4 мас.%.

Способ регулирования устройства для очистки жидкости // 2705966

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Способ регулирования устройства для очистки сточной воды содержит этапы, на которых в контрольном блоке (8) сохраняют предварительно заданное соотношение между рабочей скоростью N устройства (6) генерации потока и рабочим параметром Р устройства (6) генерации потока.

Система и способ удаления растворенного кремния из борированной воды на атомной электростанции (аэс) // 2705947

Изобретения могут быть использованы в области водно-химического управления на атомных электростанциях (АЭС). Система для удаления растворенного кремния в борсодержащей воде атомной электростанции содержит резервуар для хранения борной кислоты 1 для атомной электростанции, буферный резервуар для диализата 2, резервуар для первичной воды 3, систему первичной нанофильтрации 4 и 5, буферный резервуар вторичной воды 6 и систему вторичной нанофильтрации 7.

Способ извлечения нефти, включающий в себя улучшенное умягчение пластовой воды // 2705684

Изобретение относится к обработке пластовой воды, возникающей вследствие процесса извлечения нефти, и ее использованию для производства пара для извлечения нефти.

Устройство для очистки и приготовления питьевой воды // 2705355

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Устройство для очистки и приготовления питьевой воды состоит из струйного насоса - гидродинамического кавитатора 1, цилиндрического корпуса, озонирующего элемента.

Устройство для аэрации воды // 2705338

Изобретение относится к обеспечению охраны водной среды и может быть использовано при аэрации водоемов. Устройство для аэрации воды включает в себя понтон, снабженный водоподъемной трубой, опущенной в придонные слои водоема, и сбросной трубой.

Устройство для аэрации воды // 2705336

Способ приготовления питьевой воды "бобровый лог" // 2705271

Изобретение относится к пищевой промышленности, к безалкогольным напиткам, а именно к воде питьевой газироаванной. Вода изготовлена на основе артезианской воды из природного источника «Эмили» с уровнем минерализации 0,3 г/л с добавлением на 100 дал готового продукта: 42-45 л хвойной флорентинной кедровой воды, 1,5-2 кг лимонной кислоты и 3,5-4,0 кг двуокиси углерода.

Порошкообразная растворимая в воде катионогенная полимерная композиция // 2705060

Изобретение относится к порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции, используемой для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз.

Обработка пластовой воды, в частности, полученной в способе химического повышения нефтеотдачи с использованием полимеров для повышения вязкости // 2705055

Изобретение может быть использовано в нефтяной отрасли для обработки пластовой воды, применяемой для заводнения нефтяного пласта. Способ включает стадию получения пластовой воды, содержащей смесь нефть-вода, извлекаемой из нефтеносного пласта, причем пластовая вода содержит полимерные соединения, повышающие вязкость.

Способ оздоровления черного моря от сероводородного заражения // 2704683

Изобретение относится к экологии и энергетике, в частности к извлечению из глубинных вод Черного моря сероводорода, серы, водорода, цветных и редких металлов. Способ основан на природном процессе разложения сероводорода, растворенного в воде поступающим из атмосферы кислородом путем смешивания верхних слоев морской воды, содержащей кислород, с холодной сероводородсодержащей водой.

Системы и способы для извлечения целевых легких углеводородов из газообразных отходов рафинирования с использованием турбодетандера в оконечной части систем // 2703249

Изобретение относится к системам и способам для извлечения легких углеводородов из газообразных отходов рафинирования с использованием турбодетандера в оконечной части системы.