Устройство для опреснения воды

Авторы патента:

Касимов Алмаз Мунирович (RU)

Альмохаммед Омар Абдулхади Мустафа (RU)

Тимербаев Наиль Фарилович (RU)

C02F9/10 - термическая обработка

C02F9/00 - Многоступенчатая обработка воды, промышленных или бытовых сточных вод

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)

B01D3/10 - вакуумная перегонка (B01D 3/12 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2723858:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (RU)

Изобретение относится к области очистки морской воды и грунтовых вод путем дистилляции для обеспечения питьевой водой сельского, коммунального хозяйства и на морских судах, в которых наблюдается дефицит пресной питьевой воды. Устройство для опреснения воды содержит емкости для исходной воды, для охлаждения водяного пара и для очищенной воды, первый тепловой насос, состоящий из компрессора, конденсатора хладагента R-134a, дросселирующего устройства, испарителя и хладагента R-134a, и второй тепловой насос, включающий емкости для исходной воды, для водяного пара и дистиллированной воды, вакуумный насос и теплообменник с воздушным охлаждением. При этом тепловые насосы работают совместно. Устройство обеспечивает за счет кипения и конденсации воды при низком давлении и температуре повышение производительности опреснительной установки. 1 ил.

Известен опреснитель воды, использующий технологию распыления жидкости за счет создания водовоздушной эмульсии в испарительной камере (патент на полезную модель РФ №2617489, МПК C02F 1/04, C02F 1/14, 15.06.2016), содержащее емкости для исходной воды и опресненной воды, испарительную камеру, снабженную солнечным коллектором и водоэмульсионным спринклером, конденсатор в виде змеевика, теплообменник, запорный клапан, вакуумный насос, два комбинированных датчика уровня/солености жидкости, датчик давления и температуры, подключенный к контроллеру.

Недостатком данного изобретения является зависимость эффективной работы установки от погодных условий, сложность конструкции, низкая удельная производительность и высокая стоимость системы.

Известно устройство для получения дистиллированной воды (патент на полезную модель РФ №2543879, МПК C02F 1/04, 09.09.2013). Устройство содержит теплоизолированный бак-испаритель с исходной жидкостью, сосуд для сбора конденсата, насос для подачи исходной жидкости в соединенный с баком-испарителем бак-накопитель, пароотводяшую трубу, изготовленную из материала с высокой теплопроводностью, через которые в направлении, противоположном движению пара и конденсата в бак-накопитель поступает исходная жидкость, проходя через автоматический воздухоотводчик и регулятор уровня в баке-накопителе.

Недостатком данного изобретения является ограниченные возможности регулирования параметров опреснительного процесса и низкая производительность устройства.

Наиболее близким по конструкции является устройство для опреснения морской воды (патент на полезную модель РФ №2309125, МПК C02F 1/04, B01D 3/10, 31.10.2005), содержащее два герметичных бака, соединенных паропроводом. Герметичные баки соединены устройством для нагрева воды и конденсации ее паров, представляющим собой холодильник, трубопровод в первом баке, с нагретым хладагентом которого находится ниже уровня воды, а трубопровод с охлажденным хладагентом находится во втором баке.

Недостатком данного изобретения является низкая удельная производительность опреснительной установки, низкая скорость конденсации паров воды на трубопроводе с холодным хладагентом.

Техническая задача изобретения заключается в том, что повышается производительность опреснительной установки, за счет кипения и конденсации воды при низком давлении и температуре.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для опреснения воды, состоящем из трех герметичных емкостей для исходной воды, для охлаждения водяного пара и для очищенной воды, в первой емкости установлен конденсатор хладагента R-134a, датчик концентрации соли, вакуумметр и подключены трубопроводы для подачи исходной воды, водяного пара, регулирования уровня воды и конденсатора хладагента R-134а, во второй емкости установлен испаритель хладагента R-134аи подключены трубопроводы для приема и подачи водяного пара, к третьей емкости подключен теплообменник с воздушным охлаждением и клапаны для отвода дистиллированной воды и регулирование давления;, первый тепловой насос состоит компрессора, конденсатора хладагента R-134a, дросселирующего устройства и испарителя хладагента R-134a, второй тепловой насос состоит из емкости для исходной воды, емкости для водяного пара, емкости дистиллированной воды, вакуумного насоса и теплообменникас воздушным охлаждением, согласно предлагаемому изобретению, тепловые насосы работают совместно, где первый тепловой насос передает тепло от конденсатора хладагента R-134a в исходную очищаемую воду, способствуя образованию водяного пара, второй насос позволяет конденсировать водяной пар после выхода из емкости с испарителем хладагента R-134a и подает дистиллированную воду в теплообменник с воздушным охлаждением, при этом процесс конденсации водяного пара ускоряется за счет работы вакуумного насоса.

Нагревание и интенсивное парообразование воды происходит за счет работы компрессора и вакуумного насоса при циркуляции хладагента R-134а в конденсаторе и в испарителе хладагента R-134a с последующей дистилляцией паров воды.

На фиг. 1 представлена схема устройства для опреснения воды, где

T1, Р1 - температура и давление фреона до компрессора;

Т2, Р2 - температура и давление фреона после компрессора;

Т3, Р3 - температура и давление фреона после конденсатора;

Т4, Р4 - температура и давление фреона до испарителя;

Т5, Р5 - температура и давление водяного пара до вакуумного насоса;

Т6, Р6 - температура и давление водяного пара после вакуумного насоса.

Устройство состоит из компрессора 1, конденсатора 2, дросселя 3, испарителя 4, вакуумного насоса 5, емкости для водяного пара 6, емкости для дистиллированной воды 7, клапана отвода дистиллированной воды 8, клапана для регулирования давления 9, теплообменника с воздушным охлаждением 10, емкости для исходной воды 11, датчика концентрации соли 12, клапана для отвода исходной воды с высокой концентрацией соли 13, вакуумметра 14, клапана для подачи исходной воды 15.

Устройство для опреснения воды работает следующим образом.

Исходная неочищенная вода через клапан 15 подается в емкость 11 до предельной отметки, затем включается компрессор 1 и создает давление в конденсаторе 2, который представляет собой медную трубку, где хладагент R-134a начинает сжиматься и переходить в жидкое состояние с выделением теплоты. После этого жидкий хладагент R-134a через дроссель 3 поступает в испаритель 4. Через некоторое время газифицированный хладагент R-134a в испарителе 4 при низком давлении начинает охлаждать емкость 6 и возвращается в компрессор 1, для последующей рециркуляции. Образующийся водяной пар из емкости 11 подается в емкость 6 с помощью вакуумного насоса 5 и поступает в теплообменник с воздушным охлаждением 10, где происходит охлаждение дистиллированной воды, и собирается в емкости 7.

Устройство для опреснения воды, состоящее из трех герметичных емкостей: для исходной воды, для охлаждения водяного пара и для очищенной воды, в первой емкости установлен конденсатор хладагента R-134а, датчик концентрации соли, вакуумметр и подключены трубопроводы для подачи исходной воды, водяного пара, регулирования уровня воды и конденсатора хладагента R-134a, во второй емкости установлен испаритель хладагента R-134a и подключены трубопроводы для приема и подачи водяного пара, к третьей емкости подключен теплообменник с воздушным охлаждением и клапаны для отвода дистиллированной воды и регулирования давления, первый тепловой насос состоит компрессора, конденсатора хладагента R-134a, дросселирующего устройства и испарителя хладагента R-134а, второй тепловой насос состоит из емкости для исходной воды, емкости для водяного пара, емкости дистиллированной воды, вакуумного насоса и теплообменника с воздушным охлаждением, отличающееся тем, что тепловые насосы выполнены с возможностью совместной работы, где первый тепловой насос предназначен для передачи тепла от конденсатора хладагента R-134a в исходную очищаемую воду, способствуя образованию водяного пара, второй насос для конденсации водяного пара после выхода из емкости с испарителем хладагента R-134a и подачи дистиллированной воды в теплообменник с воздушным охлаждением.

Изобретение относится к технологии утилизации гальванических растворов, содержащих ионы шестивалентного хрома, и может быть использовано в машиностроительной, радиоэлектронной, электротехнической промышленности, приборостроении, гальванотехнике.

Система и способ очистки воды // 2703632

Группа изобретений относится к водоочистке. Система очистки воды включает бак для воды высокой температуры 102, беспламенный источник нагрева 112, цилиндрический сосуд 118 (гнездо гидроциклона), первый насос 148, счетчик образования водяного пара 150, а также конденсатор водяного пара и теплообменник 152.

Способ очистки концентрированных органических стоков и устройство для его осуществления // 2699118

Изобретение относится к области экологии и охраны окружающей среды и может быть использовано для глубокой очистки концентрированных стоков предприятий пищевой промышленности, жидких отходов сельскохозяйственных предприятий, отходов химических, лесохимических, целлюлозно-бумажных производств, иловых осадков сточных вод, а также при утилизации органической составляющей твердых бытовых отходов при получения из них прокачиваемой насосами водяной пульпы.

Способ очистки технологической воды и устройство для его осуществления // 2696694

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.

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.

Способ комплексной переработки сточных вод гальванических производств // 2674206

Изобретение может быть использовано на гальванических производствах в процессах хромирования, химического оксидирования, электрохимической полировки, травления и пассивации металлов и сплавов.

Способ удаления натрия из хлоридных растворов // 2658532

Изобретение относится к способу удаления натрия из технологического потока гидрометаллургического процесса, содержащего хлорид аммония, хлорид никеля, хлорид меди, хлорид кобальта и/или хлорид магния.

Устройство и способ обессоливания воды // 2623256

Изобретение относится к обессоливанию воды. Способ включает стадии, в которых пропускают подаваемый поток солевого раствора 2' в первую стадию обессоливания через обратноосмотическую мембранную опреснительную установку 3', включающую по меньшей мере один обратноосмотический опреснительный блок 4' с образованием потока 5' первого водного продукта, имеющего сниженную концентрацию соли относительно концентрации подаваемого потока солевого раствора 2', и потока 6' первого побочного продукта, имеющего повышенную концентрацию соли относительно концентрации подаваемого потока солевого раствора 2'.

Способ безотходной биологической очистки сточных вод с переработкой выделенных осадков // 2570546

Изобретение относится к области очистки сточных вод. Предложен способ биологической очистки сточных вод с переработкой выделенных осадков.

Гидродинамическая установка обработки жидких стоков животноводческих ферм и промышленных предприятий // 2723392

Изобретение может быть использовано для очистки стоков, загрязненность которых по химической и бактериологической потребности кислорода ПЗ=(ХПК+БПК) превышает 2 г/л.