Способ получения пресной воды и установка для ее получения

 

Использование: для получения пресной воды. Сущность изобретения: способ получения пресной воды включает испарение и конденсацию в едином столбе жидкометаллического теплоносителя. Исходную воду диспергируют в среднюю часть жидкометаллического столба. Испарение и экстракцию цветных и благородных металлов ведут в слое жидкометаллического теплоносителя-экстрагента. Полученный пар над слоем теплоносителя диспергируют под нижний слой столба теплоносителя с большим давлением, а сконденсированный дистиллят отводят из средней части теплоносителя. Тепло дистиллята используют на предварительный нагрев исходной воды. Теплоноситель греют в средней части жидкометаллического столба. Насыщенный экстрагируемыми металлами теплоноситель-экстрагент заменяют на ненасыщенный. Испаритель и конденсатор установки выполнены в виде единой вертикальной трубы, заполненной гидрофобным жидкометаллическим теплоносителем-экстрагентом. Верхняя половина трубы является испарителем, нижняя - конденсатором. В центре трубы расположены воронкообразный сборник конденсата с проточными зазорами на нижнем торце и нагревателем теплоносителя. Выходной патрубок теплоносителя в верхней части испарителя соединен вертикальной трубой с входным патрубком конденсатора. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым опреснительным установкам.

Известен способ получения пресной воды в судовой опреснительной установке, включающий подачу питательной воды в испаритель путем диспергирования в слой теплоносителя, нагрев ее и испарение в циркулирующем теплоносителе с исключением контакта воды со стенками испарителя и конденсацию пара [1] Недостаток способа большой расход тепла.

Известна судовая опреснительная установка, содержащая корпус, испаритель, конденсатор, распределительное устройство исходной воды (а. с. СССР N 1562236, кл. В 63 J 1/00, 1990).

Недостаток установки большой расход тепла.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ получения пресной воды, включающий пердварительный нагрев исходной воды теплом конденсата, охлаждение пара путем перекачивания и диспергирования его под слой жидкого металла в конденсаторе, и установка, реализующая этот способ, содержащая испаритель, конденсатор, распределительные устройства теплоносителя и пара, нагреватель теплоносителя, теплообменник исходной воды и компрессор пара [2] Недостатки способа и устройства большой расход энергии на перекачивание жидкометаллического теплоносителя и осаждение накипи на стенках испарителя.

Цель изобретения упрощение способа и конструкции установки, а также расширение технологических возможностей.

Цель достигается тем, что в способе получения пресной воды, включающем предварительный нагрев исходной воды теплом конденсата, охлаждение пара путем перекачивания и диспергирования его под слой жидкого металла в конденсаторе, используют единый столб гидрофобного жидкометаллического теплоносителя-экстрагента, а подогретую исходную воду диспергируют в среднюю часть жидкометаллического столба. Испарение дисперсных частиц воды и экстракцию цветных и благородных металлов ведут в слое жидкометаллического теплоносителя-экстрагента. Полученный пар диспергируют в этот же теплоноситель под нижний слой столба. Сконденсирвоанный в нижнем слое дистиллят отводят из средней части этого жидкометаллического столба теплоносителя. Нагрев теплоносителя осуществляют между вводом исходной воды и отводом конденсата в средней части столба жидкометаллического теплоносителя.

В установке для получения пресной воды, содержащей испаритель, конденсатор, распределительные устройства теплоносителя и пара, нагреватель теплоносителя, теплообменник исходной воды и компрессор пара, испаритель и конденсатор выполнены в виде единой вертикальной трубы, заполненной гидрофобным жидкометаллическим теплоносителем-экстрагентом. Верхняя половина трубы является испарителем, нижняя конденсатором. В центре трубы выполнен воронкообразный сборник конденсата с проточными зазорами на нижнем торце и установлен нагреватель теплоносителя. Выходной патрубок теплоносителя в верхней части испарителя соединен вертикаьной трубой с входным патрубком конденсатора.

На чертеже представлена схема установки для получения пресной воды.

Установка содержит корпус 1 в виде вертикальной трубы, заполненной жидкометаллическим теплоносителем-экстрагентом (например, сплавом Вуда). Верхняя половина корпуса служит испарителем 2, содержащим в основании распределительное устройство 3 исходной воды, в верхней части патрубок отвода шлама 4, остаточного рассола и паровое пространство 5. Нижняя половина корпуса служит конденсатором 6, в основании которого расположено распределительное устройство 7 пара. В верхней части конденсатора выполнен сборник 8 конденсата, имеющий коническую стенку, нижний торец которого образует с корпусом установки проточные зазоры 9 жидкометаллического теплоносителя. Выходной патрубок сборника конденсата соединен с корпусом теплообменника 10, имеющего патрубок 11 отвода конденсата и входной патрубок 12 исходной воды. На линии трубопровода пара из испарителя в конденсатор установлен компрессор 13 пара. В средней части корпуса между сборником конденсата и распределительным устройством исходной воды установлен нагреватель 14 теплоносителя. Линия трубопровода 15 теплоносителя соединяет верхнюю часть испарителя с нижней частью конденсатора.

Способ получения пресной воды реализуется следующим образом. Исходную воду подогревают в теплообменнике 10 до температуры 50 60^оС и диспергируют в слой жидкометаллического теплоносителя (сплав Вуда) высотой 1750 мм с температурой 130^оС и давлением 0,3 МПа.

Дисперсные частицы воды нагревают и испаряют, экстрагируя из них благородные и цветные металлы (Аg, Au, Pt и др.) жидкометаллическим теплоносителем-экстрагентом. Отвод теплоносителя из испарителя в конденсатор осуществляют с температурой 100^оС. Собирающийся над теплоносителем пар компрессором 13 доводят до давления 0,6 МПа и диспергируют под слой теплоносителя 4000 мм с температурой 100^оС. Частицы пара, поднимаясь в слое теплоносителя от 4000 до 2100 мм и снижая давление до 0,25 МПа, конденсируются в воду, отдавая тепло теплоносителю, нагревая его до 120^оС, не достигая температуры насыщения. Сконденсированный дистиллят собирают под конусообразный сборник 8 и отводят в теплообменник 10, теплом дистиллята греют исходную воду до 50 60^оС, используя остаточное тепло дистиллята. Гидрофобный теплоноситель догревают до температуры 130^оС нагревателем 14.

Установка работает следующим образом. Исходная вода подается через патрубок 12 в теплообменник 10, где она нагревается от полученного дистиллята. Подогретую исходную воду диспергируют в слой гидрофобного теплоносителя-экстрагента в испарителе 2. Дисперсные частицы воды, всплывая в теплоносителе, догреваются до температуры насыщения и испаряются. При этом жидкометаллический теплоноситель экстрагирует из дисперсных частиц благородные и цветные металлы. На поверхность теплоносителя всплывают частицы пара, остаточный рассол и выпавшая накипь. Рассол и накипь отводят, пар компрессором 13 перекачивают и диспергируют под нижний слой теплоносителя в конденсатор 6 через распределительное устройство 7. Частицы пара, всплывая в теплоносителе, конденсируются. Полученный дистиллят собирается в сборник 8, отводится в теплообменник 10 и через патрубок 11 потребителю. Циркуляция теплоносителя из испарителя в конденсатор и из конденсатора в испаритель осуществляется эрлифтом испаряющейся воды и конденсирующегося пара. Охлаждающийся в испарителе теплоноситель нагревается в конденсаторе и догревается подогревателем 14. Насыщенный экстрагируемыми металлами теплоноситель заменяется на ненасыщенный.

Формула изобретения

1. Способ получения пресной воды, включающий предварительный нагрев исходной воды теплом конденсата, охлаждение пара путем перекачивания и диспергирования пара под слой жидкого металла в конденсаторе, отличающийся тем, что используют единый столб гидрофобного жидкометаллического теплоносителя-экстрагента, а подогретую исходную воду диспергируют в среднюю часть жидкометаллического столба, причем испарение дисперсных частиц воды и экстракцию цветных и благородных металлов ведут в слое жидкометаллического теплоносителя-экстрагента, а полученный пар диспергируют в этот же теплоноситель под нижний слой столба, при этом сконденсированный в нижнем слое дистиллят отводят из средней части этого жидкометаллического столба теплоносителя, а нагрев теплоносителя осуществляют между вводом исходной воды и отводом конденсата в средней части столба жидкометаллического теплоносителя.

2. Установка для получения пресной воды, содержащая испаритель, конденсатор, распределительные устройства теплоносителя и пара, нагреватель теплоносителя, теплообменник исходной воды и компрессор пара, отличающаяся тем, что испаритель и конденсатор выполнены в виде единой вертикальной трубы, заполненной гидрофобным жидкометаллическим теплоносителем-экстрагентом, причем верхняя половина трубы является испарителем, нижняя конденсатором, а в центре ее выполнен воронкообразный сборник конденсата с проточными зазорами на нижнем торце и установлен нагреватель теплоносителя, при этом выходной патрубок теплоносителя в верхней части испарителя соединен вертикальной трубой с входным патрубком конденсатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1