Способ опреснения морской воды

Изобретение относится к способам автономного получения чистой пресной воды, путем испарения морской воды и конденсации паровоздушной смеси. Способ состоит в насыщении атмосферного воздуха водяными парами в испарителях, формировании паровоздушного потока нагнетателями, подаче насыщенного водяными парами нагретого воздуха в конденсаторы и отборе влаги. Насыщение атмосферного воздуха водяными парами в испарителях осуществляют за счет солнечной энергии. Нагнетатели питают солнечной энергией внутреннюю поверхность конденсаторов, находящихся под уровнем моря. Внутреннюю поверхность выполняют гидрофобной для создания капельной конденсации влаги, обеспечивающей повышение коэффициента теплоотдачи стенок конденсаторов и увеличения количества сконденсированной влаги. Внутри конденсаторов устанавливают турбулизаторы потока паровоздушной смеси для перемешивания паровоздушного потока и притока его к холодным стенкам конденсаторов. Стенки конденсаторов выполняют наклонными к горизонту для обеспечения беспрепятственного стока капель влаги в накопительные емкости отбора влаги. Для предотвращения осаждения морской соли в испарителях обеспечивают циркуляцию морской воды, путем использования тепловой энергии насыщенного водяными парами нагретого атмосферного воздуха для конвективного движения морской воды в испарители. Избыток морской воды в испарителях отводят самотеком через отверстия за их пределы. Атмосферный воздух, используемый для образования паровоздушной смеси, перемещают в замкнутом цикле для обеспечения чистоты получаемой пресной воды. Для предотвращения обрастания конденсаторов биоматериалом, снижающим его теплоотводящие свойства, конденсаторы выполняют из меди и устанавливают на них излучатели ультразвука, питающиеся солнечной энергией. Для придания устойчивой вертикальной плавучести конденсаторов к нижней части конденсаторов прикрепляют груз. Обеспечивается повышение производительности. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды, путем испарения морской воды и конденсации паровоздушной смеси. Изобретение может быть использовано для питьевого водоснабжения, а также для бытовых и хозяйственных нужд.

Известен способ извлечения воды из паровоздушной смеси, заключающийся в том, что формируют поток воздуха, содержащего пары воды, осуществляют искусственное охлаждение потока воздуха, конденсируют пары воды и получаемую при этом пресную воду-конденсат подают в емкость для сбора воды (патент РФ №2081256, МПК Е03В 3/28, опубл. 10.06.1997). Недостатком способа является необходимость использования внешней подводимой энергии для формирования потока паровоздушной смеси, направляемой в конденсатор для осаждения влаги, которая не является возобновляемой.

Наиболее близким техническим решением к заявленному способу по совокупности признаков является способ получения пресной воды, заключающийся в том, что формируют поток воздуха, содержащего водяные пары, охлаждают его до температуры ниже точки росы, конденсируют водяные пары в воду, а обезвоженный воздух выбрасывают в атмосферу (патент США №5203989, МПК Е03В 3/28, опубл. 20.04.1987). При прокачке потока атмосферного воздуха, содержащего пары воды, происходит их конденсация на охлаждающем элементе холодильной машины и одновременное охлаждение потока воздуха, который выбрасывается в атмосферу. Для прокачки потока атмосферного воздуха необходим нагнетатель, требующий затрат внешней не возобновляемой энергии. Известный способ, предполагающий также использование внешней подводимой энергии для работы холодильной машины, характеризуются низкой экономичностью использования холодопроизводительности машины, так как только незначительная часть потребляемой холодильной машиной энергии используется для конденсации паров воды. При этом большая часть холодопроизводительности расходуется на охлаждение обезвоженного воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является создание несложного способа получения чистой, пресной воды с использованием возобновляемой энергии солнца, позволяющего с низкой себестоимостью получать чистую пресную воду из соленой морской воды.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение производительности способа по пресной воде за счет принудительного насыщения воздуха влагой при повышенной температуре, путем предварительного подогрева морской воды и ее испарения в испарителях без отложения солей, с использованием лучистой энергии солнца, с последующей конденсацией влаги в эффективных конденсаторах с высоким коэффициентом теплоотдачи, расположенных под уровнем моря и защищенных от биообрастания.

Согласно изобретению техническая задача решается, а технический результат достигается следующим образом. Способ опреснения морской воды, включающий формирование потока паровоздушной смеси, осаждение водяных паров в конденсаторах и отбор пресной воды. Формируют поток подогретой энергией солнца паровоздушной смеси внутри теплоизолированных емкостей (испарителей) с положительной плавучестью, в которых находится испаряющаяся морская вода. Нагревают воду в теплоизолированных емкостях (испарителях), также, лучистой энергией солнца. Для предотвращения отложения морских солей в теплоизолированных емкостях (испарителях) создают слабую циркуляцию морской воды в них, обеспечивающую предотвращение достижения раствором морских солей в воде насыщенного состояния. Для обеспечения циркуляции морской воды в теплоизолированных емкостях (испарителях) с положительной плавучестью используют тепловую энергию нагретой паровоздушной смеси. Нагретую паровоздушную смесь принудительно отводят из емкостей в конденсаторы, используя нагнетатели с приводом от возобновляемой энергии солнца. Внутреннюю поверхность конденсаторов выполняют гидрофобной и наклонной к горизонту для обеспечения капельной конденсации влаги и ее стока, что существенно повышает коэффициент теплоотдачи и производительность способа по чистой пресной воде. Для перемешивания паровоздушной смеси в конденсаторах устанавливают турбулизаторы потока. Осушенный в конденсаторах воздух подают обратно в теплоизолированные емкости (испарители) для повторного насыщения влагой. Для предотвращения обрастания конденсаторов, находящихся под уровнем морской воды, биологическим материалом (ракушками), снижающим теплоотводящие свойства конденсаторов и ухудшающим их положительную плавучесть, последние выполняют из меди. Известно, что медные поверхности слабо подвержены обрастанию ракушками. Для предотвращения обрастания конденсаторов ракушками возможна, также, установка на поверхности конденсаторов генераторов ультразвуковой частоты, питающихся солнечной энергией и отпугивающих живой биоматериал.

Изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 указана схема опреснения морской воды.

На фигуре обозначены следующие позиции:

1 - теплоизолированная емкость с положительной плавучестью (испаритель); 2 - светопроницаемая поверхность плавучей емкости; 3 - конденсатор влаги; 4 - сбор конденсата; 5 - отбор пресной воды; 6 - турбулизаторы паровоздушного потока; 7 - нагнетатель паровоздушной смеси; 8 - водовод-теплообменник; 9 - водоотводящие трубки; 10 - возврата осушенного воздуха; 11 - солнечные батареи; 12 - поплавки, регулирующие плавучесть агрегата; 13 - пригруз для регулирования плавучести и устойчивости агрегата; 14 - трос для подвешивания пригруза; 15 - ультразвуковые излучатели.

Способ опреснения морской воды (см. фигура 1) реализуется следующим образом. Испарение морской воды для формирования паровоздушного потока осуществляют энергией солнца из (испарителей) теплоизолированных емкостей (1) с положительной плавучестью и светопроницаемой верхней поверхностью (2). Осаждение водяных паров осуществляют в конденсаторах (3), находящихся под уровнем моря, с гидрофобной внутренней поверхностью, имеющей наклон к горизонту для лучшего стока воды, с последующим отбором пресной воды (4) через патрубок (5). Гидрофобное напыление на внутренней поверхности конденсаторов (3) необходимо для создания капельной конденсации влаги, обеспечивающей повышение коэффициента теплоотдачи стенок конденсаторов и производительности способа по пресной воде. Внутри конденсаторов (3) устанавливают турбулизаторы потока паровоздушной смеси (6) для его перемешивания и притока всего его объема к холодным стенкам конденсаторов (3). Нагретую солнцем паровоздушную смесь принудительно отводят из емкостей (1) в конденсаторы (3) по трубопроводу (5), используя нагнетатели (7) с приводом от возобновляемой энергии солнца. Внутри трубопроводов (5) располагают водоводы (теплообменники) (8) с морской водой, которая нагреваясь теплом паровоздушной смеси, за счет конвекции, поднимается вверх в емкости (1), разбавляет имеющуюся там морскую воду, предотвращая осаждение солей на дне емкостей (1), при испарении в емкостях морской воды. Излишек морской воды из емкостей (1) сбрасывается самотеком за их пределы через отверстия (9) в емкостях. Таким образом, осуществляется слабая циркуляция морской воды в емкостях (1), не требующая больших дополнительных затрат тепловой энергии на нагрев циркулирующей воды в емкостях (1) и достаточная для предотвращения отложения морских солей. Осушенный в конденсаторах (3) воздух подают обратно по воздуховодам (10) в теплоизолированные емкости (1) для формирования нового паровоздушного потока. Наличие замкнутого цикла движения воздуха при реализации способа не требует его очистки и дает возможность получать чистую пресную воду при конденсации паровоздушной смеси. Солнечные батареи (11) устанавливают по периметру теплоизолированных емкостей (испарителей), находящихся над поверхностью моря, не занимая площади светопроницаемой поверхности испарителей. Для регулирования плавучести и придания устойчивого вертикального положения агрегатам для получения пресной воды в акватории моря, последние снабжают поплавками (12) и пригрузами (13), подвешенными на тросах (14). Для предотвращения обрастания конденсаторов, находящихся под уровнем морской воды, ракушками, снижающего теплоотводящие свойства конденсаторов и ухудшающего их положительную плавучесть, последние выполняют из меди. Для предотвращения обрастания конденсаторов возможна, также, установка на поверхности конденсаторов генераторов ультразвуковой частоты (15), питающихся солнечной энергией и отпугивающих живой биоматериал.

Заявленное техническое решение позволяет преобразовывать даровую энергию солнца в тепловую энергию, для насыщения атмосферного воздуха испаряющейся влагой и в электрическую энергию солнечных батарей, питающих нагнетатели принудительного отвода нагретой паровоздушной смеси в конденсаторы и генераторы ультразвуковой частоты. Электрический привод нагнетателей от солнечных батарей используется без аккумуляторов электрической энергии, так как такой привод работает только тогда, когда образуется паровоздушная смесь в емкостях и есть необходимость ее отвода в конденсаторы влаги, т.е. в солнечный день. Поэтому в аккумуляторах электрической энергии нет необходимости. Это обстоятельство существенно снижает стоимость агрегатов для реализации способа. Чем выше мощность солнечного излучения, тем больше влаги будет содержаться в паровоздушной смеси при испарении морской воды в теплоизолированных емкостях (испарителях) и выше производительность нагнетателей, питаемых солнечной энергией, по паровоздушной смеси. В конечном итоге, чем выше мощность солнечного излучения, тем более высокая производительность агрегатов, реализующих способ, по чистой пресной воде. Заявленное техническое решение позволяет снизить затраты на опреснение морской воды.

Способ опреснения морской воды, включающий насыщение атмосферного воздуха водяными парами в испарителях, формирование паровоздушного потока нагнетателями, подачу насыщенного водяными парами нагретого воздуха в конденсаторы и отбор влаги, отличающийся тем, что насыщение атмосферного воздуха водяными парами в испарителях осуществляют за счет солнечной энергии, нагнетатели питают солнечной энергией внутреннюю поверхность конденсаторов, находящихся под уровнем моря, выполненную гидрофобной для создания капельной конденсации влаги, обеспечивающей повышение коэффициента теплоотдачи стенок конденсаторов и увеличения количества сконденсированной влаги, внутри конденсаторов устанавливают турбулизаторы потока паровоздушной смеси для перемешивания паровоздушного потока и притока его к холодным стенкам конденсаторов, стенки конденсаторов выполняют наклонными к горизонту для обеспечения беспрепятственного стока капель влаги в накопительные емкости отбора влаги, для предотвращения осаждения морской соли в испарителях обеспечивают циркуляцию морской воды, путем использования тепловой энергии насыщенного водяными парами нагретого атмосферного воздуха для конвективного движения морской воды в испарители, избыток морской воды в испарителях отводят самотеком через отверстия за их пределы, атмосферный воздух, используемый для образования паровоздушной смеси, перемещают в замкнутом цикле для обеспечения чистоты получаемой пресной воды, для предотвращения обрастания конденсаторов биоматериалом, снижающим его теплоотводящие свойства, конденсаторы выполняют из меди и устанавливают на них излучатели ультразвука, питающиеся солнечной энергией, для придания устойчивой вертикальной плавучести конденсаторов к нижней части конденсаторов прикрепляют груз.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам получения пресной воды из атмосферного воздуха с использованием возобновляемых источников энергии. Установка содержит корпус с окнами ввода и вывода воздуха, с размещенными внутри корпуса тепловым контуром с курсирующим хладагентом, конденсатором и испарителем, на котором конденсируется влага, водосборником.

Устройство предназначено для получения пресной воды из атмосферного воздуха. Устройство для производства воды из воздуха содержит источник сжатого воздуха, подключенный через регулирующий вентиль к входу вихревой трубы Ранка-Хирша.

Изобретение относится к установкам получения пресной воды из атмосферного воздуха с использованием возобновляемых источников энергии. Установка получения пресной воды из атмосферного воздуха морского базирования снабжена тепловыми трубами с капиллярной структурой и хладагентом внутри них, при этом верхние части тепловых труб с испарительной зоной расположены в конденсационной камере и на них закреплены пластины из теплопроводного материала для охлаждения атмосферного воздуха до точки росы и конденсации на них влаги за счет кипения в испарительной зоне тепловых труб хладагента, а нижние части тепловых труб, вмонтированные в трубы большего диаметра из устойчивого к морской воде материала, которые являются сваями для установки на них камеры конденсации, а также защищают тепловые трубы от воздействия морской воды и механических повреждений, зарыты в грунт на морском дне с более низкой температурой относительно поступающего в конденсационную камеру атмосферного воздуха.

Изобретение относится к области получения пресной воды из атмосферного воздуха. Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха предусматривает подачу атмосферного воздуха в генераторы энергии сжатого воздуха, подохлаждение потока сжатого и сконцентрированного потока воздуха с осаждением и отбором влаги.

Изобретение относится к области получения пресной воды из атмосферного воздуха. Устройство включает в себя подачу атмосферного воздуха в генераторы энергии сжатого воздуха, подохлаждение потока сжатого и сконцентрированного потока воздуха с осаждением и отбором влаги.

Изобретение относится к способам автономного получения чистой пресной воды из воздуха, путем испарения воды и конденсации паровоздушной смеси. Осуществляют формирование потока паровоздушной смеси и осаждение водяных паров в конденсаторах с отбором пресной воды.

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано для получения воды в засушливых районах для обеспечения населения питьевой водой и водой для бытовых нужд.

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды путем испарения морской воды и конденсации паровоздушной смеси и может быть использовано для питьевого водоснабжения, а также для бытовых и хозяйственных нужд.

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды путем испарения морской воды и конденсации паровоздушной смеси и может быть использовано для питьевого водоснабжения, а также для бытовых и хозяйственных нужд.

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды питьевого качества из влаги окружающего, морского, атмосферного воздуха. Способ включает забор и подачу атмосферного воздуха в генераторы энергии сжатого воздуха (1), охлаждение потока сжатого воздуха после генераторов (1) в конденсаторах (9) с осаждением и отбором влаги.

Изобретение относится к водоочистке. Способ очистки загрязненных грунтовых вод включает введение суспензии наноразмерного нуль-валентного железа в пробуренную скважину 1 под повышенным давлением, превышающим давление очищаемого горизонта.

Изобретение предназначено для очистки питьевой воды и может быть использовано для улучшения качества очистки питьевой воды в бытовых фильтрах кувшинного типа. Фильтрующий модуль гравитационного фильтра содержит систему фиксации фильтрующего модуля в воронке фильтра, включающую отверстие для входа очищаемой воды и выхода воздуха, фильтрующий элемент в виде полого вертикального сосуда, корпус которого выполнен из пористого блочного материала, с пористым или герметично закрытым дном, либо диска, выполненного из пористого блочного материала.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к альгицидам на основе органических кислот - метаболитов водных растений, применяемых для обработки искусственных водных экосистем - аквариумов, бассейнов для аквакультуры, с целью избирательного подавления цветения, вызываемого цианобактериями и зелеными водорослями и поддержания развития экосистемы.

Изобретение имеет отношение к вариантам дезинфицирующей системы. Дезинфицирующая система содержит подающий узел, включающий множество держателей; множество муфт, причем каждая из множества муфт выполнена с возможностью зацепления с одним из множества держателей; множество стоматологических инструментов, выполненных с возможностью принимать текучую среду, с возможностью зацепления с по меньшей мере одной из множества муфт; множество отдельных линий для текучей среды, причем каждая из множества отдельных линий для текучей среды соединена с одной из множества муфт; коллектор в сообщении по текучей среде с каждой из множества отдельных линий для текучей среды, причем коллектор принимает текучую среду от главной линии подачи текучей среды, и дезинфицирующее устройство, включающее источник УФ излучения.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Детоксикацию 1,1-диметилгидразина и продуктов его трансформации в водных средах осуществляют обработкой углеродными сорбентами на основе естественно окисленных углей вскрышных пластов угледобывающих предприятий Кузбасса.

Изобретение может быть использовано в очистке воды для удаления ионов марганца и железа из природных вод с исходным содержанием марганца, не превышающим 20 ПДК. Процесс очистки воды состоит из двух этапов.

Изобретение относится к водоочистке и может быть использовано в качестве компактного сооружения для отделения ила и доочистки сточных вод поселков, небольших городов, отдельных канализационных объектов до нормативных требований.

Изобретение предназначено для очистки и умягчения или минерализации питьевой воды и может быть использовано для улучшения качества очистки питьевой воды в бытовых фильтрах кувшинного типа.

Изобретение предназначено для умягчения и очистки питьевой воды и может быть использовано для улучшения качества очистки питьевой воды в бытовых фильтрах кувшинного типа.

Изобретение относится к водоочистке и может быть использовано для очистки природной воды и хозяйственно-бытовых сточных вод. Способ магнитно-реагентной очистки сточных вод включает проведение магнитной обработки с помощью импульсного магнитного поля частотой 10-30 Гц, направленного вдоль потока обрабатываемой сточной воды, совместно с вводом реагентов.

Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей и моющих растворов от посторонних органических примесей, а также для удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов рек, озер, морей, океанов. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей содержит плавающее маслосборное средство в виде ленточного конвейера, состоящее из бесконечной перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на трех пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, а другие - ведомыми, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме. Между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой или заполненной герметичной емкости прямоугольного поперечного сечения, прикрепленного к подвижной раме с возможностью качания вместе с перфорированной по бокам лентой и ведущими барабанами относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом. Устройство содержит сливную систему, выполненную в виде двух сливных лотков, играющих также роль скребков с возможностью соприкосновения их с бесконечной лентой в месте установки на подвижной раме и в поперечном сечении имеют зеркальное отображение профиля ленты. Перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно, синусоидально с двух сторон, как показано на фиг. 4. Поплавок в продольном сечении представляет собой сегмент в продольном сечении конвейера, снабженного дополнительной емкостью-поплавком в виде герметичного пустотелого барабана с возможностью качания с помощью пружины и водила, прикрепленного к подвижной раме конвейера. Ведущий и ведомый барабаны выполнены, как показано на фиг. 4, 6 с целью свободного попадания поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей на внутреннюю и внешнюю поверхности ленты и уменьшения поверхностей выдавливания нефти над вершинами синусоиды ведущим барабаном. Кольца барабана имеют прерывистые поверхности, а выступы и впадины колец смещены друг против друга в осевом направлении. Повышается производительность и качество удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. 8 ил.

Изобретение относится к способам автономного получения чистой пресной воды, путем испарения морской воды и конденсации паровоздушной смеси. Способ состоит в насыщении атмосферного воздуха водяными парами в испарителях, формировании паровоздушного потока нагнетателями, подаче насыщенного водяными парами нагретого воздуха в конденсаторы и отборе влаги. Насыщение атмосферного воздуха водяными парами в испарителях осуществляют за счет солнечной энергии. Нагнетатели питают солнечной энергией внутреннюю поверхность конденсаторов, находящихся под уровнем моря. Внутреннюю поверхность выполняют гидрофобной для создания капельной конденсации влаги, обеспечивающей повышение коэффициента теплоотдачи стенок конденсаторов и увеличения количества сконденсированной влаги. Внутри конденсаторов устанавливают турбулизаторы потока паровоздушной смеси для перемешивания паровоздушного потока и притока его к холодным стенкам конденсаторов. Стенки конденсаторов выполняют наклонными к горизонту для обеспечения беспрепятственного стока капель влаги в накопительные емкости отбора влаги. Для предотвращения осаждения морской соли в испарителях обеспечивают циркуляцию морской воды, путем использования тепловой энергии насыщенного водяными парами нагретого атмосферного воздуха для конвективного движения морской воды в испарители. Избыток морской воды в испарителях отводят самотеком через отверстия за их пределы. Атмосферный воздух, используемый для образования паровоздушной смеси, перемещают в замкнутом цикле для обеспечения чистоты получаемой пресной воды. Для предотвращения обрастания конденсаторов биоматериалом, снижающим его теплоотводящие свойства, конденсаторы выполняют из меди и устанавливают на них излучатели ультразвука, питающиеся солнечной энергией. Для придания устойчивой вертикальной плавучести конденсаторов к нижней части конденсаторов прикрепляют груз. Обеспечивается повышение производительности. 1 ил.

Наверх