Установка для опреснения соленой воды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУЬЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3 а) С 02 5/02 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3234888/23-26(22) 12.01.81(46) 15.04.83, Бюл. М 14 (72) Э, А, Бакум, Л. Ф. Смирнов, В. К, Дяченко, Ф. С. Желязко, В. А, Горшков; В. И. федосеев н Л. С. Шутов (71) Одесский технологический институт холодильной промышленносгн н Всесова ный научно-исследомгельскнй н проектно-конструкгорскнй ннстнтуг охраны окру жающей природной среды в угольной промышленности(56) 1, Гельпернн Н, ИНосов Г, А. Основы техннкн крнсгаллнэацнн расщавов, фХимияф, 1975, с 294-296.(54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕС.ь НЕНИЯ СОЛЕНОЙ ВОДЫ, включающая последомгельно соединенные между собой крнсгаллнэатор, отстойник, промымтель н плавнгель кристаллов, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уведи чення степени извлечения пресной воды за счет получення крупных н однородных кристаллов, огстойннк выполнен в вине двух коакснально установленных труб, внугрення нз которых выполнена нэ последомгельно соеднненных крайних и центральной секций н снабжен насосом, соеднняющнм наружную трубу огстойннка с центральной секцией, прн агом кра 3-. нне секцнн выполнены перфорнрованнымн.2. Усгановкапоп. 1, отл нчающ а я с я тем, что центральная секцня : отсгойннка выполнена в вице змеевика.Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов опреснения морской,.соленой, а также минерализованнойсточной воды с помощью вымораживающего и кристаллогидратного методов и может быть использовано в вымораживаюшихи гаэгидратных опреснителях,Известна установка для опреснения соленой воды, включающая последовательносоединенные между собой кристаллизатор,отстойник, лромыватель и плавителькристаллов 1,1 . Недостатком известной установки явля.ется ннзкий коэффициент извлечения пресной воды,Цель изобретения - увеличение степениизвлечения пресной воды за счет получения крупных и однородных кристаллов.Поставленная цель достигается тем, 20что в установке цля опреснения соленойводы, включающей последовательно соединенные между собой кристаллизатор,отстойник, промыватель и плавитель кристаллов, отстойник выполнен в вице двух 25коаксиально установленных труб, внутренняя иэ которых выполнена иэ последовательно соединенных крайних и центральнойсекций и снабжен насосом, соединяющимнаружную трубу отстойника с центральной зОсекцией, при этом крайние секции выполнены перфорированными, а также тем, чтоцентральная секция отстойника выполненав виде змеевика,оНа чертеже показана схема предлагаемой установки для опреснения соленойводы,Установка включает последовательносоединенные между собой кристаллизатор 1, отстойник 2, выполненный в виде 4 Одвух коаксиально установленных труб 3и 4, при этом внутренняя груба 4 выпвэнена из последовательно соединенныхкрайних и центральных секций 5 - 7, асам отстойник снабжен насосом 8, соединяюшим трубопроводом 9 наружнуютрубу 3 с центральной секцией 7. Крайние секции 5 и 6 выполнены перфорированными, секция 7 - в.виде змеевика.Кристаллизатор 1 соединен с крайнейсекцией 5 отстойника 2 с помощью насоса 10 и трубопровода 11, Отстойник 2через крайнюю секцию 6 соединен с нижней частью промывочной колонны 12,средняя часть которой имеет карман 13,выполняющий роль сборника сдренирован 55ной через фильтровую сетку 14 жидкости.Карман 13 соединен трубопроводом 15с межтрубным пространством отстойника 2. Верхняя часть промывочной колонныимеет скрепер 16 и соединена с плавителем-конденсатором 17 трубопроводом 18.Из нижней части плавителя-конденсатора 17, который одновременно служитотстойником, производящим разделениежидкого агента и очищенной воды, выведены два трубопровода: трубопровод 19для жидкого агента, который через дроссельный вентиль 20 соединен с кристаллизатором 1 и трубопровод 21 для одрененной воды, который, в свою очередь,разветвляется на цва трубопровода: трубопровод 22 для вывода пресной воды изустановки через дополнительный конденсатор 23 и трубопровод 24, в разрыв.которого установлен насос 25 для подачи пресной воды в верхнюю часть промывочной колонны. Дополнительный конденсатор 23 соединен с кристаллизатором 1 трубопроводом 26 с дроссельнымвентилем 27. Установка имеет два компрессора 28 и 29 цля сжатия газообразного хладагента, служащим одновременнои гидратообразуюшим агентом при работепо крисгаллогидратному циклу. Для ввоца. исходного раствора в установку предназначен трубопровод 30.С верхней части отстойника 2 выведен трубопровод 31 с фильтром 32 длявывода установки рассола высокой концентрации через дополнительный конденсатор 23,Установка работает следующим образом.Исходный раствор поступает по трубо-проводу 30 в кристаллизатор 1, в котором он контактирует с агентом, например, фреоном 12, фреоном 114 и др.,подаваемым из плавителя-конденсатора 17и из дополнительного конденсатора 23через дроссельные вентили 20 и 27.При перемешивании и охлаждении вследствие кипения части хладагента образуютсягидраты газа, которые в составе суспензии (жидкий агент, рассол высокой концентрации с солесодержанием 157 о и,выше и гидраты газа) насосом 10 пода".от в секци 1 о 5; отстойника 2 нижеуровня раздела жидкий агент-рассол(плотностисоставляюших суспензии соответственно равны ДжА =1400 кг/м,Урс)с =1200 кг/м 5,9 гидратов = 1070 кг/м,В секции 5 происходит замещение вседствие разности плотностей основной части рассола жицким агентом в спокойномламинарном режиме и классификациякристаллов гидратов газа по размерам,3 10115Мелкие кристаллы гицратов газа, имеющиеплотность меньше, чем жидкий агент, выносятся рассолом иэ перфорированноготрубопровода, а крупные задерживаются втрубопроводе и цвижутся вместе с жицкимагентом к секции 7, в которой созааетсятурбулентный режим движения суспенэии(жидкий агент, крупные кристаллы гицратов газа и пленка рассола на поверхности ристаппов гидратов газа) путем 10 уменьшения проходного сечения трубопровода (дпясокращения цпины, выполненного в объеме змеевика), рециркупяцией жидкого агента насосом 8 по трубопроводу 9 либо другим турбупиэирующим 15 . устройством, В секции 7 смывается рассольная пленка жидким агентом с поверхности кристаллов гидратов газа, темсамым создаются условия дпя максимального удаления рассола высокой концентрации иэ суспенэии через перфорациютрубопровода секции 6, выполненной ирасположенной аналогично секции 5 на выходе иэ отстойника 2. Основная частьвысококонцентрированного рассола с при З месью жицкого агента (дпя осуществления циркуляции агента) и кристаллы гидратов газа малых размеров по трубопроводу 11 возвращаются в кристаппизатор 1 на рециркупяцию и цпя дополнительногороста кристаллов гицратов газа, а меньшая часть его рассола по трубопровоцу 31 с фильтром 32, задерживающим гиаратыгаза, через дополнительный конденсатор 23сбрасывается иэ установки.Однородные по размерам . гпцраты газа вместе с жидким агентом и оставшимся на них рассолом по трубе 4 поц цавпе нием 560 - 570 кйа подают в нижнюю . часть промывочной колонны 12, в которой пон действием перепада давлений по высоте движутся вверк.В средней части колонны 12 происходит осушение гицратов газа вследствие дренажа жицкости через сепарационную сетку 14, которая попадает в карман 13, Жидкость по трубопроводу 15 воэвращаеэ ся в отстойник 2. В верхнюю часть колонны 12 по трубопровоцу 24 насосом 25 подают пресную промывочную воду под давлением 520 кПа,которая вытесняет жидкий агент и рассол, производя отмыв ку гицратов газа от рассола.Небольшая часть опресненной воды (5- 0%) теряется при промывке, а основнаясть вместе с гиаратами газа, разрых,И пенными скрепером 16 по трубопроводу 18, , поступают в ппавитепь конденсатор 17, где эа счет теплоты конденсации хопо дипьного агента гиараты газа разлагаются на пресную вону и жидкий агент 14 С и цавпении поряцка 480 кПа. Жиакий агент по трубопроводу 19 через дроссепьный вентиль 20 возвращают в пикп.Опресненную воду по трубопроводу 21 вывоаят из ппавитепя-конценсатора и разделяют на цва потока, оцин из которых по трубопроводу 24 насосом 25 поаают в промывочную колонну 12 цпя промывки гицратов газа, а аругой по трубопрово ду 22 через дополнительный конденсатор 23 выводят из установки.Теплота гиаратообразования отводится за счет кипения части хопоципьного агента, пары которого огсасываются компрессором 28, который нагнетает их в ппавитепь-конденсатор 17, гце они конценсиру ются, отдавая тепло дпя разложения гиаратов. Несконценсировавшиеся пары агента сжимаются дополнительным компрессором, 29 и нагнетаются в дополнительный конденсатор 23, гце конденсируются вследствие теппообмена с потоками опрес. ненной воды и рассола, вывоцимыми иэ установки, Жидкий агент из"дополнительного конденсатора по трубопроводу 26 через цроссепьный вентиль 27 возвраща ют в кристаппизатор 1.Предложенная установка цпя опресне ния соленой воды с прототипом имеет следующие преимущества: снижение нагрузки промывочной колонны цо количествву концентрированного рассола, в которых количество гидратов в гиараторассольной суспензия перец промывочной колонной увепичиваегся цо 38%, а цпя более благоприятного проточного режима ожидается цо 60%. Снижение количества рассола в гицратах переа их промывкой означает возможность повышения концентрации этого рассола, т.е. увеличения коэффициента извлечения установ ки. Это означает также, что возможно получить максимальное концентрирование рассола (цо 20 - 26% солей) в одной ступени опреснителя и тем самым, примерно на 1/3, снизить капитальные затраты на опреснитель; классификация кристаллов по размерам и направпение в промывочную копонну,топько крупных и однородных кристаллов, размеры которых гарантированы не ниже определенной . величины задаваемой размерами ячеек перфорированной трубы. Это об стоятепьство позволяет облегчить работу промывочной колонны и тем самым повысить коэффициент извлечения пресной воды.Составитель Н. Рыбинскаяактор А. Химчук Техред М,Тепер Корректор Л. Боз 2670/25 Тираж 939 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ж, Раушская наб., д. 4/5иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,