Опреснитель морской воды

(2 рисоединением заявки М иоритет Государственный комитет оавта Министров СССР(43) Опубликовано 30.05.78. Бюллетень(45) Дата опубликования описания 10.05.7 о делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Л, ф. Смирнов и В. В, Клименко Институт технической теплофизики АН Украинской СС(54) ОПРЕСНИТЕЛЬ МОРСКОЙ ВОДЫ Изобретение относится к конструкциям кристаллогидратных опреснителей морской воды.Известен опреснитель морской воды по авт. св.355068, содержащий подводный тепло- передающий трубопровод-кристаллизатор, в котором происходит образование кристаллогидратной суспензии, сепаратор типа промывочной колонны для отделения кристаллогидратов и промывки их от рассола, плавитель для плавления кристаллов гидрата, теплообменник для нагрева пресной воды, используемой в качестве теплоносителя, в теплых поверхностных слоях моря, теплообменник для охлаждения гидратообразующего агента перед его подачей в кристаллизатор, компрессор для сжатия агента и дегазаторы для извлечения агента из пресной воды и рассола. Кроме того, в опреснителе имеется три насоса: один для перемещения кристаллогидратной суспензии в сепаратор, другой для подачи пресной воды в плавитель и третий для откачивания продуктовой воды. Для плавления кристаллогидратов в этом опреснителе в качестве теплоносителя используется вода 11.Вследствие высокой теплоты плавления кристаллогидратов и малой теплоемкости воды, подводящей это тепло (вода охлаждается всего на 3 - 5 С), через теплообменник и плавитель приходится прокачивать значительное количество воды, что обусловливает большие размеры этих аппаратов, необходимость использования насоса большой мощности и значительный расход электроэнергии на транспортировку теплоносителя.5 Целью изобретения является снижениеэнергозатрат опреснителя.Это достигается тем, что плавптель кристаллогидратного устройства снабжен отстойной камерой, в днище которой выполнено вы пускное отверстие, а теплообменник выполнен в виде тепловой трубы, подсоединенной к выпускному отверстию.Это усовершенствование позволяет использовать в качестве теплоносителя вещества, 15 способные передавать теплоту поверхностныхслоев моря, аккумулированную в них ие только в виде теплоты нагрева, но и, главным образом, в виде скрытой теплоты парообразования, В качестве таких веществ можно использовать фреоны (например, фреон), которые помимо того можно использовать и в качестве гидратообразующих агентов, Такой теплоноситель может обеспечить возможность передачи больших удельных количеств тепла, предназначенных для плавления кристаллогидратов. Транспортировка теплоносителя благодаря предлагаемой конструкции опреснителя осуществляется за счет энергии нагрева морской водой. Все это способствует зна- ЗО чительному уменьшению энергозатрат иа про50 55 60 изводство пресной воды и упрощению конструкции установки,На чертеже изображена схема кристаллогидратного опреснителя,Опреснитель содержит трубопровод-кристаллизатор 1 с оребренными металлическими теплопередающими стенками, погруженный в море на грубину 40 - 100 м, Над трубопроводом-кристаллизатором 1 установлен сепаратор 2 типа промывочной колонны для отделения кристаллогидратов и промывки их от рассола. В средней части сепаратора 2 установлена фильтрационная решетка 3, с которой соединена труба 4 для сброса рассола из опреснителя. Между трубопроводом-кристаллизатором 1 и сепаратором 2 установлен насос 5 для передачи кристаллогидратной суспензии из трубопровода-кристаллизатора 1 в сепаратор 2, В верхней части сепаратора 2 закреплен нож-скрепер б для сбрасывания гидратов в соединенный с сепаратором 2 плавитель 7 кристаллогидратов. В нижней части плавителя 7 имеется отстойная камера (отстойник) 8 и наклонная перегородка 9. Над перегородкой 9 размещена труба 10 для вывода из него пресной воды. В днище отстойника 8 выполнено выпускное отверстие 11 жидкого гидратообразующего агента. Полость плавителя 7 в ее нижней части сообщена с полостью теплообменника 12, выполненного в виде тепловой трубы, нижний конец которой погружен в тепловые поверхностные слои моря. Плавитель 7 через трубопровод 13 и насос 14 соединен с сепаратором 2, а через трубопровод 15, связанный с данной частью плавителя 7 - с трубопроводом-кристаллизатором 1. Фильтрационная решетка 3 через трубопровод 16 соединена с кристаллизатором 1. Кроме того, опреснитель имеет дегазаторы (на чертеже не показаны) для извлечения фреона из пресной воды и рассола.Устройство работает следующим образом, Исходная холодная морская вода поступает в нижнюю часть трубопровода-кристаллизатора 1 и смешивается в нем с жидким гидратообразующим агентом фреоном, подаваемым из отстойника 8. Здесь при температуре около 12 С и давлении около 5 бар образуются кристаллогидраты. Теплота образования гидратов поглощается исходной холодной водой, нагревающейся в процессе гидратообразования от 8 до 12 С, и частично отводится через теплопередающую поверхность трубопроводакристаллизатора 1, Полученная кристаллогидратная суспензия (смесь 10 - 15 твердых гидратов и маточного рассола) насосом 5 перекачивается в сепаратор 2, в котором с помощью фильтрационной решетки 3 гидраты отделяются от рассола и промываются от поверхностной рассольной пленки противоточной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4фильтрацией пресной промывочной воды через движущийся вверх гидратный слой, как через пористый поршень, Часть рассола по трубопроводу 16 направляется в трубопроводкристаллизатор 1 на рециркуляцию, а другая после предварительной дегазации через трубу 4 сбрасывается из установки, Отмытые от рассола гидраты ножом-скрепером б направляются в плавитель 7, в котором они пронизываются поднимающимися из теплообменника 12 парами фреона. Фреон конденсируется, а кристаллы плавятся при температуре около 18 С и давлении 6 бар с выделением воды и жидкого фреона. жидкий фреон и вода разделяются в отстойнике 8 вследствие значительной разницы плотностей. Часть жидкого фреона, находящегося под перегородкой 9, через выпускное отверстие 11 стекает в теплообменник 12, а другая под действием перепада давления, создаваемого насосом 5, направляется на рециркуляцию. В нижней части теплообменника 12 фреон выкипает и его пары снова поднимаются в плавитель 7, перенося, таким образом, теплоту поверхностных слоев моря, необходимую для плавления гидратов. Из верхней части отстойника 8 часть пресной воды при помощи насоса 14 подается в сепаратор 2 для промывки, а другая часть после извлечения в дегазаторе растворенного в ней фреона выводится из установки в качестве продукта.Применение в качестве теплообменника тепловой трубы (что позволяет использовать фреон не только в качестве гидратообразующего агента, но и для передачи кристаллогидратам необходимой теплоты плавления) вместо сложного теплообменного устройства с целой системой соединительных трубопроводов и мощным насосом (для транспортировки в плавитель используемой в качестве теплоносителя воды) обеспечивает значительное упрощение установки, повышение надежности ее работы и обусловливает снижение стоимости опреснителя на 10 - 15/О и уменьшение расхода электроэнергии в 1,5 - 2 раза. Формула изобретенияОпреснитель морской воды по авт. св. Ко 355068, отл ич ающий ся тем, что, с целью снижения энергозатрат, плавитель кристаллогидратного устройства снабжен отстойной камерой, в днище которой выполнено выпускное отверстие, а теплообменник выполнен в виде тепловой трубы, подсоединенной к выпускному отверстию.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мо 355068, кл, В 63,1 1/00, 1972.Корректор О. Тюрина Редактор 3. Ходакова Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 689/5 Изд.436 Тираж 1122 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5