Способ обессоливания воды

 

Изобретение относится к способам термического обессоливания воды, может быть использовано в системах городского и промышленного водоснабжения, позволяет снизить скорость коррозии и увеличить срок службы оборудования. Воду подвергают вакуумной деаэрации, нагреванию в многоступенчатом тракте регенеративного подогрева и дистилляции в ступенях испарения. Перед каждой ступенью регенеративного тракта подают диоксид углерода. Подачу осуществляют периодически: прекращают при толщине накипи на поверхности тракта 0,02 - 0,05 мм и возобновляют при толщине 0,1 - 0,15 м. Толщину накипи определяют по изменению коэффициента теплопередачи. Диоксид углерода вводят в количестве, обеспечивающем значение водородного показателя на 0,2 - 0,8 единиц рН меньше равновесного значения. Способ позволяет снизить скорость коррозии теплообменных труб в 3 - 4 раза и увеличить срок службы регенеративного тракта в 2, - 2,5 раза. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к способам обессоливания природных вод и промышленных стоков, содержащих соли жесткости и бикарбонатные соединения в дистилляционных опреснительных установках, и может быть использовано в системах городского и промышленного водоснабжения, в энергетической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - уменьшение скорости коррозии и увеличение срока службы тракта регенеративного подогрева. Для осуществления способа воду подвергают вакуумной деаэрации, нагреванию в многоступенчатом тракте регенеративного подогрева и дистилляции в ступенях испарения. Перед каждой ступенью регенеративного тракта подают диоксид углерода. Подачу диоксида осуществляют периодически. При прекращении подачи на поверхности регенеративного тракта образуется слой карбонатной накипи, толщину которого можно оценить по изменению коэффициента теплопередачи δ = λ (К^-1-К₀^-1), м. где λ - коэффициент теплопроводности накипи, кВт/м˙К; К₀, К - соответственно начальное и текущее значения коэффициентов теплопередачи в данной ступени регенеративного тракта, кВи, м² ˙К. При толщине накипи 0,1-0,15 мм подачу диоксида углерода возобновляют, благодаря чему слой накипи начинает растворяться. При толщине накипи 0,02-0,05 мм подачу диоксида углерода вновь прекращают. Процесс введения диоксида углерода осуществляют при обеспечении значения водородного показателя нагреваемой воды на 0,2-0,8 ед. меньше равновесного значения. Значение водородного показателя выбирают расчетным путем так, что обеспечивается растворение накипи в регулируемой ступени, при этом оказывается минимальное влияние на процесс образования накипи в следующей ступени регенеративного тракта. Для этого рассчитывают изменение температуры нагреваемой воды на одну ступень регенеративного тракта, соответствующее изменению равновесного значения водородного показателя, затем к полученному значению добавляют 0,1 ед. рН. Уменьшив равновесное значение водородного показателя воды на входе в данную ступень тракта на полученную величину снижения, получим необходимое значение рН при растворении накипи. Таким образом, величина снижения рН нагреваемой воды по сравнению с равновесным для современных многокорпусных дистилляционных установок находится в пределах 0,2-0,8 ед. рН. Минимальная и максимальная толщины накипи обусловлены тем, что осаждаемая и затем растворяемая накипь на поверхности теплообменного оборудования должна удовлетворять двум условиям: обеспечить защиту металла теплообменников от агрессивного воздействия нагреваемой среды и при этом не создавать высокое термическое сопротивление передаче тепла, при меньшей толщине слоя накипи могут образоваться незащищенные участки металла. П р и м е р. Обессоливание воды осуществляют в десятикорпусной опреснительной установке. Морскую воду пропускают через вакуумный деаэратор, нагревают в регенеративном тракте от 40 до 100^оС и направляют в первую ступень испарения, работающую при 103-104^оС. Подавая последовательно из корпуса опреснительной установки морскую воду, ее упаривают до солесодержания 40-50 г/л и сбрасывают в отводный канал. Пар, образующийся при кипении морской воды в ступенях испарения, конденсируют в греющих камерах последующих ступеней испарения, пар десятого корпуса - в основном конденсаторе, представляющем собой теплообменник поверхностного типа. Полученный дистиллятор подают потребителю. В нагреваемую воду перед каждым из регенеративных подогревателей водоструйным эжектором или компрессором подают диоксид углерода. Подачу осуществляют периодически: прекращают при толщине накипи 0,02-0,05 мм и возобновляют при толщине 0,1-0,15 мм. Толщину пленки карбонатной накипи определяют по падению коэффициента теплопередачи δ = λ·(К^-1- К₀^-1) м. Равновесное значение водородного показателя нагреваемой воды рассчитывают по формуле рН= С_о+С₁t+C₂t²+C₃t³, где С_о= 9,756; С₁= -7,55х10^-2; С₂= 0,788х10^-3; С₃= -3,06х10^-6 t - температура нагрева воды перед соответствующей ступенью подогрева ^оС. Температура перед четвертым регенеративным подогревателем десятикорпусной опреснительной установки равна 61,6^оС, после подогревателя 68,3^оС. Равновесное значение водородного показателя равно рН_61,6^о_С= 9,756-7,55х10^-2+ +0,788х61,6²х10^-3 -3,06х10^-6х61,63= 7,4 рН _68,3^о_С= 9,756-7,55х68,3х10^-2+ + 0,788х68,3²х10^-3-3,06х10^-6х68,3³= 7,3. Величина снижения Δ рН= рН_68,5-
- рН _61,6+0,1= 7,4-7,3+0,1= 7,4-
- 7,3+0,1= 0,2. Таким образом, содержание диоксида углерода в процессе его подачи должно обеспечить значение рН 7,4-0,2= 7,2. Подобным образом рассчитывают значение водородного показателя для каждой ступени тракта регенеративного подогрева. Способ осуществляют с помощью автоматизированной системы управления технологическим процессом дистилляционной опреснительной установки. Расчет коэффициентов теплопередачи, значений водородного показателя воды, управления подачей диоксида углерода в каждой ступени осуществляют в автоматическом режиме. Использование предлагаемого способа обессоливания воды позволяет обеспечить коррозионно-безопасный режим эксплуатации регенеративного тракта, уменьшить скорость коррозии теплообменных труб в 3-4 раза благодаря постоянному присутствию на их поверхности тонкой защитной пленки карбонатной накипи и увеличить срок службы регенеративного тракта в 2-2,5 раза. (56) Авторское свидетельство СССР N 1287476, кл. С 02 F 5/00, 1984.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ, включающий вакуумную деаэрацию, нагревание в многоступенчатом тракте регенеративного подогрева, подачу диоксида углерода перед каждой ступенью регенеративного тракта и последующую дистилляцию в ступенях испарения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения скорости коррозии и увеличения срока службы тракта регенеративного подогрева, подачу диоксида углерода осуществляют периодически: подачу прекращают при толщине слоя накипи на поверхности тракта 0,02 - 0,05 мм и возобновляют при толщине слоя накипи 0,1 - 0,15 мм, подачу диоксида углерода осуществляют при обеспечении значения водородного показателя нагреваемой воды на 0,2 - 0,8 ед. рН меньше равновесного значения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщину слоя накипи определяют по изменению коэффициента теплопередачи.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---