Способ опреснения минерализованной воды

 

<„,710966

Союз Соаетсинк

Сощнапнстнчесинз

Реснубяни (6! ) Дополнительное и asf. санд-ву (22)ЗаЯвлеио02 06 8 (21) 2623387/2g 26 с присоединением заявки УЙ (51)M. Кл.

С 02 В 5/00

Ьсудау ствзни :й кюмитвт

СВАР (23) Приоритет

ИО двязн кэ05ретвний и «тирнтнП

0пуб l ковано 25.01.80. Бюллетень "@ 3

Дата опубликования описания 28 01.80 (53) УДК663.632..7(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Корсбанов н Э, М. Мнткевич (71) Заявитель (54) СПОСОБ OIlPECHEHNH МИНЕРЛПИЗОВАННОЙ

ВОЛЫ

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 отраслях промышленности.

Известен способ опреснения минерализованных вод, в котором для снижеср ния сульфатного накипеобразования в обрабатываемую воду перед выпариванием вводят зернистые присадки, так называемую затравку, в состав которой входит гипсовый компонент (11.

Однако известный способ, снижая сутьфатное накипеобразование, не позволяет проводить проне-"c выпаривания при темо пературак выше 120-130 С и степенях

Ю выпаривания исходной воды больше 5-10..

Такое вынужденное ограничение параметров процесса ухудшает его экономические показатели, снижает производитель:-;oc".ü,.còsíoâoê, увеличивает потери теплаит. д.

Наиболее близкщм к предлагаемому технической сущности и достигаемому результату является способ заключающийся в том, что исходную воду обрабатывают серной или другой минеральной кис-".";ой для предотвращения образования карбонатной и магнезиальной накипи при вьптарнванни. В обработанную воду вводят затравс п.ые кристаллы безводного сульфата кальция в количестве 10-40 г/л.

Размер кристаллов 5-20 мкм (2).

Полученный раствор с затравкой выпаривают B многокорпусной установке поверхностного 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 з

Этот способ снижает интенсивность образования сульфатной накипи, которая при работе установки опреснения морской воды не образуется в течение 900 ч.

Однако способ также ограничивает

5 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.

11елью 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 первом о корпусе ведут при 130-180 С при степени выпаривания в процессе 5-50, предпочтительно затравочные кристаллы вводить в количестве 0,5-5,0 г/л. го

Затравочные кристаллы безводного сульфата кальция с размером частиц 0,015,0 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 соз дается развитая (100-10 м /л) поверху ность подкладки, которая принимает на

30 себя криствллизуюшийся поток накипеобразуюшего вещества и не допускает образования накипи на теплопередаюшей поверхности, выполняя роль защитного экрана. з

Введенная высокодисперсная затравка способствует образованию новых высокодисперсных частиц (зародышей) кристаллизуюшегося вещества. Таким образом, наряду с ростом введенных затравочных 40 кристаллов и снижением зв 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 /r, что

Ы связано с появлением сулъфатного накипеобразования нв теплоцередающих поверхностях установки опреснения, а частицы с размером. меньше 0,01 мкм практически получить нельзя.

Введение процесса выпаривания в предельных температурных (130-180 С) и условиях концентрации (степень выпаривания 5-50) позволяет выкристаллизовывать практически весь сульфат каль66 1 ция, содержащийся в исходной воде, бл«годвря чему в процессе идет его накопление, в том числе и активной высокодисперсной фракции, что в свою очередь способствует интенсификации процесса.

Увеличение температуры кипения рвсто вора свыше 180 С с одновременным снижением степени выпаривания менее 5 нецелесообразно.

Способ осуществляется следующим об- разом.

Исходную минервлизоввнную воду обрабатывают минеральной кислотой для устранения кврбонатной и мвгнезивльной накипи, подогревают в теплообменниквх 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. Полученный раствор выпаривают в многокорпусной выпарной установке поверхностного типа с температурой кипения в первом корпусе 130о

180 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 затрввочных кристаллов наиболее дисперсной фракции 0,01-5,0мкм 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 гвллургического сырья.

Пример. 1000 т/ч соленой воды, содержащей 1,5% NQ<<0,15 оСа504, 0,02% примеси бикврбонатных и щелочных соединений, обрабатывают 10%-ной серной кислотой до нейтральной реакции для предупреждения карбонатной и магнезиальной накипи. В обработанную воду, после ее нагрева в теплообменниках до 130 С о с достижением насыщенного состояния по сульфату кальция, вводят пульпу звтравочных кристаллов безводного сульфата кальция в количестве 84 т/ч, в том числе твердой фазы 4,0 т/ч с размером частиц

0,01-5,0 мкм.

7109

11олучецный раствор в количестве

1084 т/ч полают на выпаривание в 10ти ступенчатую вакуум-выпарную установку.

Температура кипения раствора в первом о корпу=е 175 С. Первый корпус обогревается паром давлением 14 ата в количестве 106 т/ч. Последний корпус работает под вакуумом при поддержании абсолютного давления 0,1 ата.

Вторичные водяные пары конденсируют о и получают 936 т/ч дистиллята-пресной воды.

Упаренный концентрированный рассол в количестве 142 т/ч с содержанием

24%йаС6 б 0,5% СО5О<в жидкой фазе и 5,2 т/ч Сс1ЯО4 в твердой фазе выводят в гидроциклон, где подвергают гид66 6 равлической классификации твердую фазу.

100 т/ч пульпы, содержащей 4 т/ч затравочных кристаллов с размером частиц

0,01-5,0 мкм из гидроциклона дополнительно сгущают в отстойнике и 84 т/ч сгущенной пульпы возвращают на введение в обработанную воду.

62 т/ч упаренно о рассола и 1,2т/ч кристаллов сульфата кальция с размером частиц больше 5,0 мкм выводят из процесса.

При таком ведении процесса сульфатная накипь на тецлопередающих поверхностях выпарной установки образуется в течение 2000 ч с толщиной 0,1 мкм.

Сравнительные данные известного и предлагаемого способов по работе установки сведены в таблицу..

710966

О е <Ч е

I д е0

О

Q3 о о о о (4

Я ееъ е» е и 1 е2 Ц ц е ф о а j)8 е о

1 г е

31 ед (Ч

О д ООО

62 ео

О ео ге

О O

l) ее» о с4 о еЯ

g о ея Д (ц . j „". ее

IO е

О Ф

IO юЕ о з ео «4 еее 7 сЧ (4 ей Ф

710

Как видно из таблицы опреснение. минерализованной воды с вводом в нее незначительных количеств высокодисперсных кристаллов безводного сульфата кальция протекает с минимальным образова5 нием сульфатной накипи, что в свою очередь, обеспечивает повышение производительности установки. По известному способу толшина накипи в сопоставимых условиях составляет 2,0-0,7 мм и произ- о водительность установки снижается в

1,3-1,7 раза.

Таким образом, технико-экономические преимушества предлагаемого способа состоят в резком снижении скорости 15 сульфатного накипеобразования на теплопередаюших поверхностях установок опреснения (время работы установки без сульфатного накипеобразования или с толшиной его меньше 0,1 мм — 2000 ч против рц

900 ч по известному способу); интенсификации процесса за счет повышения температурных условий и условий концентрации; повышение экономичности установки за счет увеличения ее производительности 25 и возможности получения концентрированных рассолов с их использованием в качестве галлургического сырья.

966 10

Экономический эффект от внедрения предполагаемого изобретения на установке производительностью 1000 т/ч пресной воды составляет 3,0 млн. руб/год

Формула изобретения

1. Способ опреснения минерализованной воды, включакиций введение минеральной кислоты и затравочных кристаллов безводного сульфата кальция и обработку полученного раствора в многокорпусной выпарной установке, о т л и ч а ю ш ийс я тем. что, с целью снижения накипеобразования, вводят затравочные кристаллы с размером частиц .0,01-5 мкм и обработку раствора. в первом корпусе ведут при 130-180 С при степени выпаривания в процессе 5-50.

2.Способпоп. 1, отличаюш и и с я тем,.что затравочные кристаллы вводят в количестве 0,5-5,0 r/ë.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1, Дыхно А. Ю. Использование морской воды на тепловых электростанциях, М, Энергия, 1974, с. 82-102.

2. иЖМг аС азад В р юе,егпа

СМР ВЫ1Л963,чоК 4 33.

Заказ 8585/11 Тираж 1020

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Ю. Федькушов

Редактор N. Недолуженко Техред 3. Фанта Корректор