Кристаллогидратная установка для обессоливания воды

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 06,22;78 (21) 2692227/23-26 фД 1 М. Кюв.з с присоединением заявки Йо В 01 Р 9/00 С 02 Г 1/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.Смирно в и фиэнко-химический институт АН Украинско 1 Заявител 54) КРИСТАЛЛОГИДРАТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОВЕССОЛИВАНИЯ ВОДИ 2 и регене Иэобретени нию морских.и в том числе и вод. с помощь цикла и может обессоливания низкопотенциа горячей воды, го в цехах пр кой,.химическ промышленност относится к минерализова омыыпенных ст кристаллогид быть испольэо воды путем ут ьного тепла,или пара, отр дприятий мета й и других оопресненых водочныхратноговано для илизации например, аботавше- ллургичес- раслях нн 15 2 2 сталло"браво Известна установка для опреснения воды путем образования кристаллогидратов, включающая кристаллизатор с теплообменником, сепаратор для отделения и промывки кристаллогидратов от рассола, плавитель кристаллогидратов и насосно-компрессорнде оборудование, работа которой основана на способности некоторых холодильных агентов образовывать с водой при охлаждении кристаллогидраты. Образование кристаллогидратов происходит в кристаллизаторе при контакте гидрато образующего холодильного агента с водой, откуда кристаллогидратная сус пензия поступает в сепарационно-промывочную колонну, Промытые кри гидраты плавят в плавителе с о ванием пресной. воды рированого хладогента 111,Недостатком известной установкиявляется снижение эффективности рабо"ты кристаллизатора при повышении сте"пени концентрирования раствора в такой одноступенчатой установке, а так-же высокие затраты электроэнергии напривод основного и вспомогатель огокомпрессоров, используемых для сжатия холодильного агента.Целью изобретения является интенсификация процесса обессоливания засчет использования тепла гидратообразования,Поставленная цель достигается тем,что в кристаллогидратной установке,включающей кристаллизатор с теплообменником, сепаратор для отделения ипромывки кристаллогидратов от рас-сола, плавитель кристаллогидратови вакуумирующее устройство, теплообменник кристаллизатора соединен свакуумирующим устройством, при этомвакуумирующее устройство выполненов виде эжектора,На чертеже показана схема установ.ки,Установка содержит кристаллиэатор1, на наружной поверхности которогосмонтированы теплообменник 2 с дроссельным вентилем 3, соединенным систочником исходной воды, Выход теплообменника соединен через насос 4с полостью кристаллизатора 1. Нижняячасть полости кристаллиэатора 1 связана насосом 5 с донной частью сепара"5тора б колонного типа, имеющего кольцевой карман 7, ограниченный от внутренней полости кристаллизатора 1 ичерез вентиль 8 со сливом рассола.В верхней части сепаратора б на уровне склиза 9, соединяющего сепараторб с плавителем 10, смонтирован скрепер 11. Плавитель 10, над которымсверху расположен паровой котел 12,а снизу - отстойник 13, окружен примыкающим к нему теплообменником 14,вход которого соединен с котлом 12,а выход - с насосом 15. При этом вкотле 12 смонтированы разбрыэгивате"ли 16 горячей воды, связанные с ееисточником через дросселирующий вентиль 17, а полость плавителя 10 сообщается отверстием 18 с отстойником13, Донная часть последнего связаначерез дроссельный вентиль. 19 с полостью кристаллиэатора 1, а его верхняя часть через вентиль 20 соединенас потребителем пресной воды и черезнасос 21 - с верхней частью сепаратора б, Установка содержит двухсту Опенчатый паровой эжектор. Полостьвсасывания его первой ступени 22 сое.динена с полостью теплообменника 2,Вход первой ступени через вентиль 23соединен с паровым котлом 12, а выход - с полостью всасывания второйступени 24, вход которой непосредственно связан с котлом 12, а выходс водоохлаждаемым конденсатором 25,связанным с потребителем пресной во Оды и вакуум-насосом 26,Установка работает следующим образом,Исходная соленая вода через дроссельный вентиль 3 поступает в полостьтеплообменника 2 кристаллиэатора 1,в которой с помощью парового эжектора, состоящего из двух ступеней 22и 24, поддерживают вакуум на уровне0,5-1 кПа, Испаряясь, исходная водаохлаждается до температуры 273 50278 К, при которой осуществляетсядальнейшее испарение исходной воды,в результате поглощения тепла гидратообразования из кристаллизатора через поверхность теплообменника. 55Исходный раствор, предварительносконцентрированный в теплообменнике2, смешивают при помощи насоса 4 срециркулирующим из кармана 7 рассолом и направляют в кристаллизатор 1,в котором контактируют с гидратообразующим агентом, Кристаллогидратнуюсуспенэию, полученную в кристаллиэаторе, подают насосом 5 в сепаратор бВ сепараторе рассол просачивается через фильтрационную решетку в карман 7, откуда его большую часть послепредварительного смешения с исходным раствором возвращают в кристаллизатор 1, а меньшую часть через вентиль 8 выводят из установки. Отделенные от рассола гидраты, поднимаясь выше фильтрационной решетки, промываются от поверхностной рассольной пленки пресной промывочной водой, поступающей из насоса 21 и фильтрующей через гидратный слой как через пористый поршеньПромытые кристаллы скрепером 11 сбрасывают по склиэу 9 в плавитель 10, В последнем при подводе в теплообменник 14 горячей воды кристаллогидраты плавятся с образованием жидкого агента и пресной воды, посту пающих через отверстие 18 в отстойник 13, Из нижней части последнего жидкий агент после дросселирования в вентиле 19 возвращают в кристалли" затор 1. Часть полученной пресной воды иэ верхней части отстойника 13 подают насосом 21 в верхнюю часть сепаратора 5, где ее используют для промывки кристаллогидратов, а другую часть через вентиль 20 направляют потребителю.В качестве источника рабочего пара, потребляемого первой и второй ступенями 22 и 24 парового эжектора, в установке используют горячую воду с температурой 333 К и выше, из которой в паровом котле 12 вырабатывают при помощи разбрызгивателей пар. Меньшую часть пара направляют в первую ступень 22 для отсоса водяного пара из теплообменника 2 и сжатия его до промежуточного давления, равного примерно 2 мкПа, а большую частьпара направляют во вторую ступень 24парового эжектора для сжатия паровойсмеси, выходящей из ступени 22, додавления конденсации в конденсаторе25, равного 2,5-3 кПа, в зависимости от температуры охлаждающей воды.Неконденсирующиеся газы удаляют иэконденсатора 25 при помощи вакуумнасоса 26. Горячую воду, охлажденнуюв котле 12 в результате частичногоиспарения, направляют в теплообмен"ник 14, откуда ее выводят с помощьюнасоса 15,В качестве примера работы рассматриваемой кристаллогидратной установки приводится следующий вариант,Исходная вода с солесодержанием9,26 БаС 1 и температурой 288 К через дроссельный вентиль 3 поступаетв количестве 20,05 т/ч в теплообменник 2. В последнем первая ступень 22парового эжектора создает вакуум,равный 0,72 кПа, под действием которого исходная вода закипает. Во время кипения 2,35 т/ч воды испаряется,что происходит при снижении ее темпе.ратуры до 276 К и поглощении ею части теплоты гидратообразования, имеющего место в кристаллизаторе 1 при температуре 281 К и давлении 445 кПа с использованием хлора в качестве гидратообразующего агента.Исходный раствор, предварительносконцентрированный в теплообменнике 2 до 11,43 БаС 1, смешивают при помо-. щи насоса 4.с частью рассола из кармана 7 в количестве 87,5 т/ч и с солесодержанием 26,2 ИаС 1. Полученнуюсмесь с солесодержанием 23,7 ИаС 3. подают на концентрирование гидратообраэованием в кристаллизатор 1, в. котором ее вводят в контакт, при пе 10 ремешивании с гидратообраэующим аген том. Кристаллогидратную суспензию, полученную в кристаллизаторе 1 и сос тавленную из кристаллогидратов, в количестве 15,63 т/ч и рассола в количестве 94,5 т/ч,.имеющего концент" рацию 26,3 БаС 1, подают насосом 5 в сепаратор б. В сепараторе рассол в количестве 95 т/ч и концентрацией 26,2 МаС 1 просачивается через фильт рационную решетку в карман 7, откуда его большую часть после предварительного смешения с исходным раствором возвращают в кристаллизатор 1, а меньшую часть в количестве 7,7 т/ч через вентиль 8 выводят из установки, Отделенные от рассола гидраты, поднимаясь выше фильтрационной решетки, ,промываются от поверхностной рассольной пленки пресной промывочной водой, поступающей из насоса 21, Промытые кристаллы скрепером 11 сбрасывают по 35склизу 9 в плавитель 10. В последнемпри подводе в теплообменник 14 водыюс температурой 50-60 С кристаллогидраты плавятся с образованием жидкого агента в количестве 4,89 т/ч и прес ной воды в количестве 10 т/ч, поступающих через отверстие 18 в отстойник 13, Из нижней части последнего жидкий агент после дросселирования в вентиле 19 возвращают в кристалли затор 1. Часть полученной пресной воды из верхней части отстойника 13 подают насосом 21 в верхнюю часть сепаратора б, где ее используют для промывки кристаллогидратов, а другую часть через вентиль 20 направляют потребителю.В качестве источника рабочего пара, потребляемого первой и второй ступенями 22 и 24 парового эжектора, в установке используют воду с температурой 333 К и выше, из которой в паровом котле 12 вырабатывают при помощи разбрйзгивателей 16 пар в количестве 13,57 т/ч, из которого 3,1 т/ч направляют в первую -ступень 22 для отсоса водяного пара в количестве 2,35 т/ч из теплообменника 2 и сжатия его до 1,4 кПа. Другую часть пара в количестве 10,47 т/ч направляют во вторую ступень 24 для сжатияпаровой смеси, выходящей иэ ступени22, до давления 2,8 кПа, Смесь рабочего и эжектируемого пара иэ ступени22 в количестве 15,92 т/ч направляктв конденсатор 25 для конденсации спомощью охлаждающей воды. Неконденси"рующиеся газы удаляют из конденсатора25 при помощи вакуум-насоса 26. Горячую воду, охлажденную в котле 12в результате частичного испарения,направляют в теплообменник 14, от"куда ее выводят с помощью насоса 15.Суммарное количество пресной воды,вырабатываемой в прессах испаренияи гидратообразования, составляет12,35 т/чПри работе той же установки в режиме опреснения, т,е, при сниженииконечной концентрации раствора, удельный расход рабочего пара уменьшаетсяв результате снижения необходимойстепени сжатия эжектируемого пара.Так, при снижении конечнойьконцентра.ции раствора в 2 раза с 26 ИаС 1 до13 удельный расход рабочего парауменьшится в 3-3,5 раза.Предлагаемая кристаллогидратнаяустановка дает возможность использовать тепло гидратообразования длячастичного испарения исходной водывод вакуумом в полости теплообменника кристаллизатора, повышает степеньконцентрирования раствора и соответственно выход пресной воды при тойже нагрузке на кристаллизатор. Приэтом утилизация низкопотенциальноготепла, например, горячей воды или пара, отработавшего в цехах предприятийс помощью вакуумирующего устройствакристаллогидратной установки, выполненного в виде эжектора, улучшаетэкономику процесса обессоливания минерализованных вод,Формула изобретения1, Кристаллогидратная установкадля обессоливания воды, включающаякристаллизатор с теплообменником, сепаратор для отделения и промывки кристаллогидратов от рассола, плавителькристаллогидратов и вакуумирующее устройство, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью интенсификации процесса обессоливания за счет использо"вания тепла гидратообраэования, вакуумирующее устройство соединено степлообменником.2. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что вакуумирующееустройство выполнено в виде эжектора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гельперин Н.И. Носов Г,А, Основы техники кристаллизации рааплавовХимия, .1975, с294-296,997715 Составитель А.РыбинскРедактор Н,Гунько Техред Т.фанта Корректор И.Ш каз 991 лиал ППП фПатент,. г,ужгород, ул.Проектная,Тира ИИПИ Государс по делам изоб 3035, Москва,б 86 венног етений Ж,Подписноекомитета СССРи открытийауюская наб д. 4/5