Установка термической дистилляции


 


Владельцы патента RU 2588618:

Шпирный Виктор Демидович (RU)

Изобретение относится к устройствам для получения дистиллята и может быть использовано для выпаривания морской воды. Установка термической дистилляции содержит систему подвода соленой воды 3, испарительную камеру 1, распылитель 2, сепаратор 7 для отделения потока чистого пара от шлама, газодувку 10, компрессор 12, теплообменник-конденсатор 14. Испарительная камера 1 снабжена в нижней части диффузором 6. Распылитель 2 расположен в верхней части испарительной камеры 1. Вход распылителя соединен с системой подвода соленой воды 3. Сепаратор 7 соединен с верхней частью испарительной камеры 1 над распылителем 2 и снабжен выходом 8 для чистого пара и выходом 9 для шлама. Вход газодувки 10 соединен с выходом сепаратора для чистого пара. Газодувка 10 снабжена двумя выходами для пара. Вход компрессора 12 соединен с первым выходом газодувки 10. Верхний коллектор 13 теплообменника-конденсатора 14 соединен с выходом компрессора 12. Вход внешнего корпуса теплообменника-конденсатора 14 соединен со вторым выходом газодувки 10. Нижний коллектор 15 теплообменника-конденсатора 14 снабжен выходом 18 для дистиллята. Выход внешнего корпуса теплообменника-конденсатора 14 соединен со входом испарительной камеры 1. Изобретение позволяет обеспечить рекуперацию тепла и осуществить непрерывную продолжительную эксплуатацию. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для получения дистиллята путем термического выпаривания из морской воды.

Из уровня техники известен теплонасосный опреснитель соленой воды, описанный в патенте РФ №2363662, содержащий камеру испарения соленой воды, камеру конденсации паров пресной воды, замкнутый контур рабочего вещества, оснащенный компрессором и содержащий в камере испарения теплообменник «рабочее вещество - соленая вода» нагрева соленой воды, а также установленный в камере конденсации паров пресной воды теплообменник «рабочее вещество - пары пресной воды» конденсации паров пресной воды.

Известный опреснитель представляет собой достаточно сложную и дорогую конструкцию вследствие применения отдельного теплового насоса на углеводородах в качестве рабочего вещества, встроенного для переноса тепловой энергии из зоны конденсации в зону испарения и имеющего два теплообменника с передачей тепла через твердые стенки. Кроме того, подвод тепла для нагрева с последующим испарением соленой воды осуществляется через твердую поверхность, что приведет к загрязнению поверхности теплообмена осадком солей и органических примесей, содержащихся в исходном рассоле и ухудшит теплопередачу.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в обеспечении полной рекуперации тепла в рабочем процессе дистилляционного опреснения с одновременным обеспечением возможности осуществления непрерывной продолжительной эксплуатации без ухудшения тепло-массопереноса и без загрязнения рабочих поверхностей и элементов конструкции, а также в обеспечении простого входа в рабочий режим и его автоматического поддержания.

Установка термической дистилляции содержит систему подвода соленой воды и испарительную камеру, снабженную в нижней части диффузором конической формы для формирования переменной по высоте скорости потока горячего пара. В верхней части испарительной камеры расположен распылитель, вход которого соединен с системой подвода соленой воды. Верхняя часть испарительной камеры над распылителем соединена с сепаратором для отделения потока чистого пара от шлама, снабженным выходом для чистого пара и выходом для шлама. Установка также содержит газодувку, вход которой соединен с выходом сепаратора для чистого пара, снабженную двумя выходами для пара, и компрессор, вход которого соединен с первым выходом газодувки. Установка содержит также кожухотрубчатый теплообменник-конденсатор, состоящий из внешнего кожуха, имеющего вход и выход для пара, а также верхнего и нижнего коллекторов, соединенных трубками. Верхний коллектор теплообменника-конденсатора соединен с выходом компрессора, а вход кожуха соединен со вторым выходом газодувки. Нижний коллектор теплообменника-конденсатора снабжен выходом для дистиллята, а выход кожуха теплообменника-конденсатора соединен со входом испарительной камеры.

В соответствии с одним из вариантов реализации изобретения система подвода соленой воды может быть соединена со входом распылителя через деаэратор.

В соответствии с еще одним вариантом реализации изобретения выход сепаратора для шлама может быть соединен со шламосборником.

В соответствии с другим вариантом реализации изобретения выход нижнего коллектора теплообменника-конденсатора может быть соединен через дроссельный клапан с приемником дистиллята.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема установки термической дистилляции.

Установка термической дистилляции в соответствии с изобретением содержит испарительную камеру (1), в верхней части которой расположен распылитель (2). Вход распылителя (2) соединен с системой (3) подвода соленой воды. Система (3) подвода соленой воды может быть дополнительно снабжена деаэратором (4), служащим для удаления из воды растворенных в ней воздуха и других газов, наличие которых в потоке пара ухудшает тепло-массоперенос при испарении и конденсации водяного пара.

В нижней части испарительной камеры (1) расположен вход (5) для подвода горячего пара. Испарительная камера снабжена в нижней части диффузором конической формы (6) для формирования переменной по высоте скорости потока горячего пара, "кипящего слоя".

Верхняя часть испарительной камеры (1) над распылителем (2) соединена с сепаратором (7) для отделения потока чистого пара от шлама. Сепаратор (7) снабжен выходом (8) для шлама и выходом (9) для чистого пара. Выход (9) для чистого пара соединен со входом газодувки (10).

Газодувка (10) снабжена двумя выходами для пара; первый выход (11) соединен со входом компрессора (12). Выход компрессора (12) соединен с верхним коллектором (13) теплообменника-конденсатора (14). Верхний коллектор (13) соединен с нижним коллектором (15) трубками (16), расположенными внутри кожуха (17) теплообменника конденсатора (14). Нижний коллектор (15) теплообменника-конденсатора (14) имеет выход (18) для дистиллята, который может быть соединен через дроссельный клапан (19) с приемником дистиллята (20). Другой выход (21) газодувки (10) соединен со входом кожуха (22) теплообменника-конденсатора (14). Выход кожуха (23) теплообменника-конденсатора (14) соединен со входом (5) испарительной камеры (1).

Выход (8) сепаратора (7) для шлама может быть соединен со шламосборником (24).

Установка термической дистилляции работает следующим образом.

В испарительную камеру (1) через распылитель (2) подается в капельном виде исходный раствор из системы (3) подачи раствора через деаэратор (4). В нижней части корпуса испарительной камеры (1) расположен вход (5), через который подводится горячий пар, и диффузор конической формы (6) для формирования переменной по высоте скорости потока горячего пара с целью образования "кипящего слоя", в котором происходит испарение капель распыленного раствора; потоком пара остатки недоиспарившихся капель, с уменьшением размера в виде шлама увлекаются в верхнюю часть камеры (1). Посредством газодувки (10) в испарительной камере (1) создается восходящий поток пара с распределением скорости по высоте, обеспечивающем зависание капель в "кипящем слое" и выпаривание капель за счет тепла, переносимого потоком пара из теплообменника-конденсатора (13).

Верхняя часть испарительной камеры (1) над распылителем (2) соединена с сепаратором (7) для отделения потока чистого пара от шлама. Шлам из сепаратора (7) может сбрасываться через выход (8) в шламосборник (24), а чистый пар из сепаратора (7) через выход (9) по трубопроводу поступает на вход газодувки (10). На выходе из испарительной камеры (1) циркулирующий поток сепарируется так, что на вход газодувки (10) поступает только паровая фаза.

Таким образом в испарительной камере подвод тепла и испарение капель жидкости происходит через свободную границу жидкость-пар, нет твердой поверхности теплообмена, на которой обычно накапливается осадок, качество тепло-массопереноса в процессе длительной работы не ухудшается; за счет диспергирования эффективная поверхность тепло-массообмена в "кипящем слое" существенно увеличивается, что положительно влияет на производительность опреснительной установки в целом.

Часть потока пара из гозодувки (10) через выход (11) поступает на вход компрессора (12). Совместная работа всасывания газодувки (10) и компрессора (12) позволяют понизить давление в испарительной камере (1), что создает условия для вскипания воды при температурах ниже 80°C. После адиабатического сжатия на выходе компрессора (12) давление и температура пара повышаются, и этот пар поступает через верхний коллектор (13) в трубки теплообменника-конденсатора (16). Выход (18) из нижнего коллектора (15) теплообменника- конденсатора (14) может быть частично закрыт дроссельным клапаном (19) для того, чтобы обеспечить давление порядка 6 бар и температуру выше 130°C. Тепло из внутреннего объема трубок (16) теплообменника-конденсатора (14) через стенки трубок передается в межтрубное пространство в обдувающий трубки поток пара, при этом внутри трубок (16) конденсатора происходит фазовый переход из пара в жидкость, которая собирается в нижнем коллекторе (15) и через дроссельный клапан (19) сливается в приемник дистиллята (20).

Другая часть потока пара из газодувки (10) поступает на вход (22) кожуха (17) теплообменника-конденсатора (14), обдувает с внешней стороны трубки конденсатора, снимает с их поверхности тепло, при этом повышается температура, и горячий поток пара из межтрубного пространства поступает через выход (23) на вход (5) в испарительную камеру (1). Таким образом реализуется схема работы "теплового насоса" без дополнительной установки, где рабочим телом является чистый пар, который одновременно является "искомым продуктом".

В предложенной установке за счет работы, производимой компрессором (12) в режиме "теплового насоса", происходит перенос тепла из зоны "фазового перехода конденсации" в трубках (16) теплообменника-конденсатора (14) в зону "фазового перехода испарения" в "кипящем слое" испарительной камеры (1), что обеспечивает экологическую "чистоту", отсутствие затрат внешней энергии на испарение и сброс тепла в окружающую среду в процессе конденсации, т.е. тепловой цикл является замкнутым. Внешняя энергия потребляется газодувкой и компрессором для обеспечения перекачки рабочего пара в цикле "теплового насоса", но количество этой энергии существенно меньше тепловой энергии фазовых переходов испарения и конденсации.

1. Установка термической дистилляции, содержащая:
- систему подвода соленой воды,
- испарительную камеру, снабженную в нижней части диффузором для формирования переменной по высоте скорости потока горячего пара,
- распылитель, расположенный в верхней части испарительной камеры, вход которого соединен с системой подвода соленой воды,
- сепаратор для отделения потока чистого пара от шлама, соединенный с верхней частью испарительной камеры над распылителем и снабженный выходом для чистого пара и выходом для шлама,
- газодувку, вход которой соединен с выходом сепаратора для чистого пара, снабженную двумя выходами для пара,
- компрессор, вход которого соединен с первым выходом газодувки,
- теплообменник-конденсатор, верхний коллектор которого соединен с выходом компрессора, а вход внешнего корпуса соединен со вторым выходом газодувки, при этом нижний коллектор теплообменника-конденсатора снабжен выходом для дистиллята, а выход внешнего корпуса теплообменника-конденсатора соединен со входом испарительной камеры.

2. Установка по п. 1, в которой система подвода соленой воды соединена со входом распылителя через деаэратор.

3. Установка по п. 1, в которой выход сепаратора для шлама соединен со шламосборником.

4. Установка по п. 1, в которой выход теплообменника-конденсатора для дистиллята соединен через дроссельный клапан с приемником дистиллята.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологиям переработки алюмокремниевого сырья с получением алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, с получением сухого продукта. Осуществляют обработку нефелинового концентрата ((Na,K)2O·Al2O3·2SiO2) водным раствором серной кислоты, при этом берут 7-11% серную кислоту, производят перемешивание в течение 30-40 минут.

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Устройство включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью.

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод от ионов металлов сорбцией. Способ очистки сточных вод включает обработку воды напрягающим цементом, перемешивание и отделение осадка.

Изобретение может быть использовано для очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сероводорода, ионов сульфидов и гидросульфидов. Способ включает обработку исходной воды соединениями железа с последующей их регенерацией кислотой.

Изобретение относится к вариантам способа обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Один из вариантов включает: введение исходного потока во впуск резервуара, содержащего композитную среду, состоящую из однофазных частиц однородной формы, причем каждая частица включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера; и контакт исходного потока с композитной средой для получения обработанного потока, причем обработанный поток содержит заданную целевую концентрацию углеводородной жидкости.

Изобретение относится к водоочистным установкам, а именно к оборудованию, применяемому в технологиях подготовки питьевой воды с применением химических реагентов.
Изобретение относится к области химических технологий и может быть использовано для очистки щелочных растворов от сульфидов и меркаптидов на предприятиях нефтяной, нефтеперабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной и кожевенной промышленности.

Изобретение относится к магнитному сепаратору, выполненному с возможностью сепарации частиц из потока текучей среды, и может быть использовано для сепарации частиц из воды систем центрального отопления.
Изобретение относится к гидротермическому окислению отходов, содержащихся в сточных водах, и может быть использовано в агропищевой, бумажной, химической, фармацевтической, нефтяной, нефтеперерабатывающей, машиностроительной, металлургической, авиационной и атомной промышленности.

Настоящее изобретение относится к способу синтеза адсорбционного материала, состоящего из однофазного четырехвалентного марганцевого фероксигита (δ-Fe(1-x)MnxOOH), в котором 0,05-25% железа изоморфно замещено атомами марганца.

Изобретение относится к способу удаления циклического сложного диэфира 2-гидроксиалкановой кислоты из пара, содержащего указанный сложный диэфир, в котором пар приводят в контакт с водным раствором, так что сложный диэфир растворяется в указанном растворе.

Изобретение предназначено для контактного взаимодействия газа и жидкости, в частности для охлаждения и конденсации паров, проведения химических реакций, мокрой очистки газов от твердых, жидких и газообразных примесей, а также для осуществления процессов абсорбции, ректификации.

Изобретение относится к способу получения ароматической дикарбоновой кислоты в оборудовании для производства ароматической дикарбоновой кислоты, в котором вода образуется в качестве побочного продукта и/или добавлена в окислительный аппарат, включающему (a) окисление ароматического соединения в по меньшей мере одном окислительном аппарате указанного производственного оборудования для получения тем самым отходящего газа окислительного аппарата и продукта окислительного аппарата, содержащего ароматическую дикарбоновую кислоту; и (b) вентилирование указанной воды в виде пара из производственного оборудования в окружающую внешнюю среду, где количество воды, выпущенной в виде пара из указанного производственного оборудования в окружающую внешнюю среду, по меньшей мере 0,3 кг/кг ароматического соединения, подаваемого в указанный окислительный аппарат.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ получения органических соединений.

Изобретение относится к области газовой промышленности и является усовершенствованным способом промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей. Способ деэтанизации нестабильного газового конденсата (НГК) включает разделение НГК на два потока.

Изобретение относится к способам получения обессоленной воды, а также воды с низким (менее 1 г/л) содержанием солей. Более конкретно изобретение относится к способам очистки воды методом дистилляции с использованием тепла конденсации, за счет сжатия пара.

Группа изобретений относится к способу сепарации жидкости от газа и к устройству для его осуществления, например, перед процессом осушки газа от влаги или процессом его компримирования.

Изобретение относится к области разделения смесей жидкостей с различной температурой кипения, составляющих многокомпонентную смесь. Наиболее предпочтительная область применения - получение пресной воды из водного солевого раствора, например, морских и минерализованных вод и промышленных стоков.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам и оборудованию для опреснения морской воды, и может найти применение при проектировании и создании устройств для получения очищенной пресной воды и использования ее в сельском хозяйстве и других областях народного хозяйства.

Изобретение предназначено для распределения текучей среды. Устройство для ввода и распределения текучей среды во внутреннее пространство (4) емкости (3) включает впускной канал (5) и распределительный канал (6).

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для распределения потока жидкости в обменных колоннах для процессов тепло- или массопереноса в процессах криогенного разделения воздуха. Устройство включает в себя коллектор (61) для сбора потока жидкости; смеситель (64) ниже коллектора (61) для приема и перемешивания собранной жидкости; первый трубопровод (66) для приема и передачи части жидкости из первого сектора коллектора (61) в первую зону смесителя (64) и второй трубопровод (68) для приема и передачи вниз части жидкости из второго сектора коллектора (61) во вторую зону смесителя (64). Геометрический центр первого сектора коллектора (61) смещен по окружности относительно геометрического центра первой зоны смесителя (64) и/или геометрический центр второго сектора коллектора (61) смещен по окружности относительно геометрического центра второй зоны смесителя (64). Первый и второй секторы представляют собой геометрические части площади верхней поверхности коллектора (61), а первая и вторая зоны представляют собой геометрические части объема смесителя (64). Изобретение позволяет достичь высокой эффективности разделения. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 25 ил., 2 пр.
Наверх