Способ опреснения минерализованной воды

(23) Приоритет ив деязн и 30 оретений и тирытнй0 публковано 25,01.80. Бюллетень И 3 Дата опубликования описання 28.01.80(54) СПОСОБ ОПРЕСНЕНИЯ МИНЕРЛПИЗОВАННОЙВОЛЫ Изобретение относится к способам опреснения минералиэованнык вод, в частности морской воды, и может найти применение в области хозяйственно-бытового и промышленного водоснабжения, в теплоэнергетике, в химической, металлургической и других отрасляк промышленности.Известен способ опреснения минерализованных вод, в котором для снижефр ния сульфатного накипеобразования в обрабатываемую воду перед выпариванием вводят зернистые присадки, так называемую затравку, в состав которой входитгипсовый компонент 11,15 Однако известный способ, снижая сульфатное накипеобразование, не позволяет проводить процесс выпаривания при темопературак выше 120-130 С и степеняхЮ выпаривания исходной воды больше 5-10. Такое вынужденное ограничение параметров процесса ухудшает его экономические показатели, снижает производитель:;ость у.становок, увеличивает потери тепла и т. дНаиболее близкщм к предлагаемому ч-, технической сущности и достигаемому результату является способ заключающийся в том, что исходную воду обрабатывают серной нли другой минеральной кис.в .о;ой для предотвращения образования карбонатной и магнезизльной накипи при вьптарнванни, В обработанную воду вводят затравс и:ые кристаллы безводного сульфата кальция в количестве 10-40 г/л, Размер кристаллов 5-20 мкм 21,Полученный раствор с затравкой выпаривают в многокорпусной установке повеохностного типа при температуре кипения раствора в первом корпусе не выше 120-130 С. Образующиеся при выпаривании пары чистой воды конденсируют ,", получением дистиллята, а упаренный раствор выводят в отстойник, отделяют кристаллы сульфата кальпия и возвращают их ча обработку исходной воды.7109 10 3Этот способ снижает интенсивность образования сульфатной накипи, которая при работе установки опреснения морской воды не образуется в течение 900 ч.Однако способ также ограничивает5 условия проведения процесса (температура кипения в первом корпусе не выше 120-130 С, степень выпаривания 3-4), что, в свою очередь, отражается на экономических показателях установки.Белью изобретения является снижение накипео бразования.Бель достигается тем, что затравочные кристаллы безводного сульфата кальция вводят с размерами частиц 0,01- 5,0 мкм и обработку раствора в первомокорпусе ведут при 130-180 С при степени выпаривания в процессе 5-50, предпочтительно затравочные кристаллы вводить в количестве 0,5-5,0 г/л. гоЗатравочные кристаллы безводного сульфата кальция с размером частиц 0,01- 5,0 мкм обладают высокоразвитой удельной поверхностью и высокой физико-хи.5 мической активностью.Благодаря вводу столь дисперсных и активных затравочных кристаллов в указанных количествах,в объеме раствора создается развитая (ф"100-10 м /л) поверх 2 ность подкладки, которая принимает на30 себя кристаллизующийся поток накипеобразуюшего вещества и не допускает образования накипи на теплопередаюшей поверхности, выполняя роль защитного экрана.35Введенная высокодисперсная затравка способствует образованию новых высоко- дисперсных частиц (зародьсцей) кристаллизующегося вещества. Таким образом, наряду с ростом введенных затравочных 40 кристаллов и снижением за счет этого их эффективности происходит образование новых высокоактивных центров кристаллизации, противодействующих снижению эффективйости введенной затравки.Применение затравочных кристаллов с размером частиц больше 5,0 мкм снижает удельную поверхность до 2-3 м /г, чтоЫ связано с появлением сулъфатного накипеобразования на теплонередающих поверхностях установки опреснения, а частицы с размером. меньше 0,01 мкм практическиполучить нельзя.Введение процесса выпаривания в предельных температурных (130-180 С) и условиях концентрации (степень выпаривания 5-50) позволяет выкристаллизовывать практически весь сульфат каль 66 1ция, содержащийся в исходной воде, бл- годаря чему в процессе идет его накопление, в том числе и активной высокодисперсной фракции, что в свою очередь способствует интенсификации процесса,Увеличение температуры кипения растовора свыше 180 С с одновременным снижением степени выпаривания менее 5 нецелесообразно.Способ осуществляется следующим об-разом.Исходную минерализованную воду обрабатывают минеральной кислотой для устранения карбонатной и магнезиальной накипи, подогревают в теплообменниках до температуры, при которой она достигает насыщения по сульфату кальция, после чего в нее вводят затравочные кристаллы безводного сульфата кальция в количестве 0,5-5 г/л, с размером кристаллов 0,01-5,0 мкм. Подученный раствор выпаривают в многокорпусной выпарной установке поверхностного типа с температурой кипения в первом корпусе 130 о180 С. Последний корпус установки работает под вакуумом. Вторичные водяные пары конденсируют с получением дистиллята - пресной воды. Упаренный концентрированный раствор со степенью упаривания 5-50 подают в гидроциклсц и отстойник, в которых его подвергают гидравлической классификации и отстаиванию с целью выделения затравочных кристаллов наиболее дисперсной фракции 0,01-5,0 мкм возвращаемой на обработку исходной воды. Кристаллы с размером частиц более 5,0 мкм выводят из процесса, либо направляют на диспергирование и обработку исходной воды при обеднении ее высокодисперсными кристаллами. Концентрированный раствор, .после отделения кристаллов используют для технологических нужд, например, в качестве галлургического сырья. П р и м е р. 1000 т/ч соленойводы, содержащей 1,5% МС 1 И 0,15%СО 604,0,02% примеси бикарбонатных и щелочныхсоединений, обрабатывают 10%-ной сернойкислотой до нейтральной реакции для предупреждения карбонатной и магнезиальнойнакипи. В обработанную воду, после еенагрева в теплообменниках до 130 Сос достижением насыщенного состояния посульфату кальция, вводят пульпу затравочных кристаллов безводного сульфата кальция в количестве 84 т/ч, в том числетвердой фазы 4,0 т/ч с размером частиц0,01-5,0 мкм,710 9Как видно из таблицы опреснение,минерализованной воды с вводом в неенезначительных количеств высокодисперсных кристаллов безводного сульфата кальция протекает с минимальным образова 5нием сульфатной накипи, что в своюочередь, обеспечивает повышение производительности установки. По известномуспособу толщина накипи в сопоставимыхусловиях составляет 2,0-0,7 мм и производительность установки снижается в1,3-1,7 раза,Таким образом, технико-экономические преимушества предлагаемого способасостоят в резком снижении скорости 15сульфатного накипеобразования на теплопередающих поверхностях установок опреснения (время работы установки без сульфатного накипеобразования или с толщиной его меньше 0,1 мм - 2000 ч против р 0900 ч по известному способу); интенсификации процесса за счет повышения температурных условий и условий концентрации; повышение экономичности установкиза счет увеличения ее производительности 25и возможности получения концентрированных рассолов с их использованием в качестве галлургического сырья. 966 10Экономический эффект от внедренияпредполагаемого изобретения на установкепроизводительностью 1000 т/ч преснойводы составляет 3,0 млн, руб/год формула изобретения1. Способ опреснения минералиэованной воды, включакций введение минеральной кислоты и эатравочных кристалловбезводного сульфата кальция и обработкуполученного раствора в многокорпуснойвыпарной установке, о т л и ч а ю щ ийс я тем, что, с целью снижения накипеобразования, вводят затравочные кристаллы с размером частиц .0,01-5мкм и обработку раствора,в первом корпусе ведутпри 130-180 С при степени выпариванияв процессе 5-50,2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и й с я тем,.что затравочные кристаллы вводят в количестве 0,5-5,0 г/л.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1, Дыхно А. Ю. Использование морской воды на тепловых электростанциях,М., "Энергия, 1974, с. 82-102.2.3 ИЙЦЬМОС а 11 д ЕЬРЮЕ,Е" 11 аСИЕщьЫЛ 9 ЬЬ,чоЕ ЗЗПодписное Заказ 8585/11 Тираж 1020ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Ю. ФедькушовРедактор М. Недолуженко Техред 3, Фанта Корректор М Пожо