Дистилляционная установка для получения пресной воды

(51)М, Кд, С 02 Р 1/Отт а 05 О 27/Оо государственный комитет ио делам изобретений н открытийДата опубликования описания 070282 г, -;ГВ.М, Шляховецкий(5 тт) ДИСТИЛЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСНОЙ ВОДЫИзобретение относится к коипрессорным холодильным машинам с поршневым компрессором и может быть использовано в неФтяной промышленности.Известна опреснительная установка, 5 в которой последовательно установлены испаритель хладагента, компрессор, конденсатор и дросселирующий вентиль, причем в контуре осуществляется холодильный цикл, а получение пресной воды достигается вымораживанием воды на охлаждающей поверхности испарителя (льдогенератора), с последующим удалением слоя льда с поверхности теплообмена 1 1 1. Однако метод опреснения с косвенным замораживанием характеризуют боль. шой расход электроэнергии, металлоемкость и ухудшение условий эксплуатации из-за нарастания слоя льда на теплопередающей поверхности и снижения величины теплового потока. 2Наиболее близкой к предлагаемой является достилляционная установка, в которой последовательно установле" ны в контуре дистиллята кипятильник с поверхностью нагрева крепкого раст" вора и охладитель дистиллята с поверх ностью охлаждения паров дистиллята для их конденсации, а также устройство для отвода из парового пространства охладителя дистиллята неконденси" рующихся газов и создания в нем дав" ления ниже атмосФерного (вакуума), которая работает следующим образом. Слабый раствор поступает в кипятильник, куда в поверхность нагрева подается, например, греющий пар. Греющий пар, отдав свое тепло раствору, конденсируется и отводится в схему энергетического использования (или охлажденные горячие газы выбрасываются в атмосФеру), а образовавшийся водяной пар поступает в охладитель дистиллята, куда в поверхность охлаждения подается холодная забортная вода3 9032 (слабый раствор). Полученный в охла" дителе дистиллят поступает в расходные емкости, крепкий раствор из кипятильника выводится и откачивается в сток. Для обеспецения отвода не" конденсирующихся газов и создания необходимого вакуума используют вакумм-компрессор водокольцевого или эжекторного типа. Для автоматизации его пуска и останова широко применя ют датчики уровня жидкого дистиллята в охладителе и давления паров в его паровом пространстве, воздействующих на исполнительный механизм, управляющий включением и остановкой 15компрессора 2 1.Недостатками предлагаемой установки являются зависимость производительности установки по пресной воде от колебания расхода и параметров 20 греющего источника (по давлению и температуре) колебаний расхода и температуры охлаждающей среды, невозможность поддержания стабильного значения вакуума в паровом пространстао, особенно в переходных режимах эксплуатации, из-за знацительной инерционности и нестабильной производительности водокольцевых или эжекторных вакуум-компрессоров, знацительный ЗО расход энергии на привод насоЬов подачи охлаждающей среды в поверхность охлаждения дистиллята и на привод вакуум-компрессора из-за их низкой обьемной производительности,Цель изобретения - повышение экономичности путем снижения энергозатрат на получение дистиллята.Поставленная цель достигается тем, что в установке охлаждающий элемент, один из цилиндров компрессора и нагревательный элемент соединены замкнутым циркуляционным контуром для хлад- агента, а между нагревательным и охладающими элементами дополнительно установлен дросселирующий вентиль, на всасывающем и нагнетательном трубопроводах одного из цилиндров компрессора дополнительно установлены управляемые трехходовые вентили, при этом ф вентиль на всасывающем трубопроводе компрессора подключен к циркуляцион" ному контуру хладагента и к паровому пространству охладителя дистиллята, а вентиль на нагнетательном трубопро- И воде - к циркуляционному контуру хладагента и к дополнительно установленному воздухоохладителю, связанному с циркуляционным контуром хладагента,а один из выходов исполнительногомеханизма соединен с управляемымитрехходовыми вентилями,На чертеже представлена принципиальная схема установки.Дистилляционная установка представляет собой двухконтурную систему - по дистилляту и по хладагенту.В дистилляционном контуре последовательно размещены регенеративныетеплообменники 1 и .2, кипятильник 3и охладитель 1 дистиллята, связанныетрубопроводами слабого раствора 5,крепкого раствора 6, паров дистил"лята 7 и жидкого дистиллята (преснойводы) 8, на которых установленысоответствующие вентили 9- 11. На охладителе установлены датчик уровня.12 жидкого дистиллята, датчик давления 13 в паровом пространстве охладителя ч, и соленоидный вентиль 11,которые линией связи 15 подсоединенык исполнительному механизму 16. Трубопровод 17 связывает паровое пространство охладителя 1 по меньшей мерес одним из цилиндров 13 компрессора19. В замкнутом циркуляционном контуре хладагента последовательноразмещены охлаждающий элемент 20в охладителе дистиллята , по меньшей мере один из цилиндров 21 компрессора 19, нагревательный элемент 22 в кипятильнике 3, дросселирующий вентиль 23, Всасывающий трубопровод 21 связывает элемент 20 с цилиндрами 18 и 21 компрессора 19, нагнетательный трубопровод 25 связывает цилиндры 18 и 21 компрессора 19 с элементом 22. Один из цилиндров 18 компрессора 19 оснащен трухходовыми всасывающим26 и нагнетательным 27 вен" тилями, причем всасывающий вентиль 2 б подсоединен к трубопроводам 17 и 2 ч, а нагнетательный 27 - к трубопроводу 25 и к воздухоотделителю 28. Последний трубопроводом 29 сообщает"ся с атмосферой, а трубопроводом 30 через дроссель-вентиль 31 со всасывающим трубопроводом 24. Вентили 26 и 27 имеют линию связи 32 с исполнительным механизмом 16.Дистилляционная установка работаетследующим образом.Слабый раствор по трубопроводу5 подается последовательно через теплообменники 1 и 2, где подогревается обратными потоками крепкого раствораФормула изобретения Дистилллционная установка для Получения пресной воды, содержащая киплтильник с размещенным внутри нагревательным элеиентои, охлади-. тель дистиллята с разиещенкым внутри Охлаждающим элементом, регенеративные теплообменники, установленные на линиях крепкого и слабого раствора, паров и жидкого дистиллята, поране" 5 90329и дистиллята, и при открытом вентиле9 поступает в кипятильник 3, Компрессор 19 включается в работу, причемцилиндр 21 работает в режиме отводапаров хладагента церез трубопровод21 из поверхности охлаждения 20,при этом температура в паровом пространстве охладителя ц понижается, Одновременно цилиндр 18 через вентиль26 и трубопровод 17 производит отвод Онеконденсируащихся газов из паровогопространства охладителя 1.и черезтрубопровод 7 - из парового пространства кипятильника 3, понижая в нихдавление ниже атмосферного. Соленоидный вентиль при этом будет закрытВоздух и другие неконденсируюыиеслгазы через вентиль 27 нагнетаются ввоздухоотделитель 28, откуда черезтрубопровод 29 выводятся в атиосйеру. 20При достижении в паровом пространстве охладителя ц заданного разряжения датчик давления 13 по линиисвязи 15 подает сигнал на исполнительный механизм 16, который по ли- г 5нии связи 32 переключает вентили 26и 27, подключая их к трубопроводам2 М и 25 и вводят цилиндр 18 в работуна циркуляционный контур хладагента,Парься хладагента после цилиндров ком- ипрессора 19 по трубопроводу 25 поступают в элемент 22 и теплом конденсации нагревают слабый раствор, из которого испаряют дистиллят (воду),пары которого поступают под действием разности давлений в аппаратах3 и Ь по трубопроводу 7 в охладитель Ь, где конденсируютсл наохлаждающей поверхности 20, отдавалтепло конденсации кипящему хладаген -ту. При накоплении в охладителеопределенной массы дистиллята датчик уровня 12 по линии связи 1 э подает сигнал на исполнительный механизм16. Последний дает сигнал на открытие соленоидного вентиля 1 ц и сообщение парового пространства охладителя с атмосферой, и дистилллт приоткрытом вентиле 11 по трубопроводу8 выводится в емкость для потребле 50ния, Йо мере увеличения концентрации раствора в кипятильнике 3 производлт его замену на свежий раствор,а крепкий раствор через вентиль 10по трубопроводу 6 проходит последо 55вательно через теплообменники 1 и 2,подогревают слабый раствор и дистиллят выводится из установки, Послевывода дистиллята из охладителяпо8 6сигналу датчика 12 исполнительныймеханизм 16 закрывает соленоидныйвентиль 1. и по линии связи 32 переключает вентили 26 и 27 на понижение давления в паровом пространст"ве охладителя ч, Последовательностьработы установки повторяется. По мЕре накопленил в воздухоотделителе 28хладагент перепускают в циркуллцион"ный контур хладагента по трубопроводу 30 через вентиль 31, путем отсо- .са паров хладагента цилиндром 21 компрессора 19.Использование предлагаемой дистилллционной установки в качестве ИстоиНИКа ТЕПЛа Н ХОЛОДа ЗаМКНУтОГОциркуллц Онного контура хладагентас комбинированным использованиемПОРШНЕВОГО ИИОГОЦИЛИКДРОВОГО КОМПРЕСсора гозеоллет Обеспечить низкуютемпературу кипения воды из растворав кипя тильи ке н низкую температуруконденсации паров в охладителе вусловиях стабильного вакуума и отсутствия в;.,Их аппаратах неконденсирую" цихсл газов, цта практически устра" няет накипеобразованил на поверхнос" тях теплсобмена. Практически равныепо велиц 1 не знацен:;я коэФФициента теплоотдсцд со стороны паров и конденсата воы соответственно, паров и конденсата хладагента обеспециваютмаксимальные значения коэФфициента теплоперецаци в кипятильнике и охладителе и уиеньиают величину перепада температур между средами в аппа"ратах., Малый парепад температур, а сле.=ователько и давлений конденсации и кипен 1 я в цикле хпадагента обуслав"1 илат наэ ацительную степень сжатияв компрессоре, цтс суественно сокрац.-"-т затраты энергий на привод компрессОра и Осуществление комбинировэн кого еплохпадоцикла. Отсутствуют затраты энергии ка подвод охлажда" кцей среды для конденсации паров дистилллта.903298 вой компрессор с числом цилиндров не менее двух, подключенный всасывающим трубопроводом к паровому пространству охладителя дистиллята, датчики уровня жидкости и давления 5 пара, а также соленоидный вентиль для сообщения парового пространства охладителя с атмосферой, соединенные с исполнительным механизмом, о т л и ч а ю щ.а я с я тем, что,1 О с целью повышения экономичности установки путем снижения энергозатрат на получение дистиллята, охлаждающий элемент, один из цилиндров компрессора и нагревательный элемент соединены замкнутым циркуляционным контуром для хладагента, а между нагревательным и охлаждающими элементами дополнительно установлен дросселирующии вентиль, а всасывающем и 20 нагнетательном трубопроводах одного из цилиндров компрессора дополнительно установлены управляемые трехходовые вентили, при этом вентиль навсасывающем трубопроводе компрессораподключен к циркуляционному контурухладагента и к паровому пространству охладителя дистиллята, а вентильна нагнетательном трубопроводе - кциркуляционному контуру хладагентаи к дополнительно установленному воздухоохладителю, связанному с циркуляционным контуром хладагента, а одиниз выходов исполнительного механизма соединен с управляемыми трехходовыми вентилями,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеГесанов П.И. Опреснение соленых вод вымораживанием, сб, "Водоснабжение и сантехника", У 11, 1963,2, Лукин ГЯ, и др, Опреснительныеустановки промыслового флота, М"Пищевая промышленность", 1970,с 318 рис 86 ВНИИПИ Заказ 5/2Тираж 979 Подписное Филиал ППП "Патент",я Мг.ужгород, ул,Проектная,