EA004324B1 - Система дистилляции воды - Google Patents

Система дистилляции воды Download PDF

Info

Publication number
EA004324B1
EA004324B1 EA200200816A EA200200816A EA004324B1 EA 004324 B1 EA004324 B1 EA 004324B1 EA 200200816 A EA200200816 A EA 200200816A EA 200200816 A EA200200816 A EA 200200816A EA 004324 B1 EA004324 B1 EA 004324B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
heat exchanger
heat
feed water
heat exchange
Prior art date
Application number
EA200200816A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200200816A1 (ru
Inventor
Грегори Марк Пакстон
Патрик Джозеф Глинн
Original Assignee
Аква Дайн, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to AUPQ5402A priority Critical patent/AUPQ540200A0/en
Application filed by Аква Дайн, Инк. filed Critical Аква Дайн, Инк.
Priority to PCT/AU2001/000095 priority patent/WO2001056934A1/en
Publication of EA200200816A1 publication Critical patent/EA200200816A1/ru
Publication of EA004324B1 publication Critical patent/EA004324B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/06Flash evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/16Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using waste heat from other processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S159/00Concentrating evaporators
    • Y10S159/901Promoting circulation

Abstract

Предлагается система (10) дистилляции воды, предназначенная для получения питьевой воды из морской воды или из какой-либо иной загрязненной воды, представляющей собой исходную воду для осуществления процесса. Эта система (10) содержит двигатель (12), вырабатывающий теплоту, который служит тепловой машиной, принцип действия которой основан на использовании цикла Карно и цикла Ранкина и которая снабжена теплообменниками (16 и 24), испарителем (26), обеспечивающим мгновенное испарение воды, и конденсатором (32). Газообразные продукты сгорания, выбрасываемые двигателем (12), к примеру, таким как воздушно-реактивный двигатель, направляются в канал (14), где располагаются теплообменники (16) и (24). Морская вода подается насосом в теплообменник (24), обеспечивающий предварительное ее нагревание за счет использования остаточного тепла, отбираемого из канала (14), а уже оттуда поступает в теплообменник (16), осуществляющий дополнительное ее нагревание. Рециркуляционный насос (20) обеспечивает повышение давления воды в теплообменнике (16), в результате чего температура точки кипения воды повышается примерно до 165°С. Нагретая вода подается в испаритель (26), где она превращается в пар, который затем конденсируется, образуя воду, когда попадает в конденсатор (32). Поток воздуха в виде струи используется для создания эффекта Вентури, чтобы поддерживать в испарителе (26) давление ниже атмосферного. Все твердые частицы, остающиеся в испарителе (26), где они выпадают в осадок, удаляются оттуда при помощи соответствующего механизма (50), осуществляющего перенос массы твердых частиц.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к получению питьевой воды из морской воды или из любого источника воды, загрязненных органическими или минеральными веществами, с использованием для этой цели источника тепла, выполненного в виде установки, вырабатывающей теплоту, например такой, как воздушнореактивный, газотурбинный двигатель. Кроме того, настоящее изобретение может быть также использовано для улавливания воды из воздуха, отработавшего в процессе нагревания и сгорания.
Предпосылки создания изобретения
Способы опреснения морской воды предлагались при разработке целого ряда различных технических решений. Здесь рассмотрены для примера два основных способа.
Способ дистилляции
Одна из разновидностей этого способа предусматривает повышение температуры морской воды при атмосферном давлении до уровня свыше 100°С, чтобы получить пар. Затем пар дистиллируют, используя окружающий воздух или воду в качестве охлаждающей среды, чтобы сконденсировать пар обратно в чистую воду. Этот способ имеет следующие преимущества:
1. Большинство бактерий погибает при нагревании воды до температуры свыше 65°С.
2. Работу этих систем легко проконтролировать, так как сразу же видно, что происходит кипение.
3. Принцип действия легко понять, и поэтому нужна лишь сравнительно небольшая подготовка обслуживающего персонала.
4. Общее количество растворенных твердых частиц, остающихся в дистиллированной воде, составляет менее 10 частей на млн.
Однако этот способ также имеет и целый ряд недостатков, в том числе
1. Очень неэффективен, поскольку в типичных случаях для нагревания морской воды используются косвенные методы.
2. При высоких температурах некоторые твердые частицы, содержащиеся в морской воде, будут коагулироваться. Коагулированные твердые частицы осаждаются на поверхности теплообменника, вызывая дальнейшее снижение производительности.
Другая разновидность этого способа дистилляции морской воды заключается в понижении температуры точки кипения воды за счет снижения давления в дистилляционной камере. Этому способу отдают предпочтение на судах благодаря низкому потреблению им энергии. Основной недостаток, характерный для этой системы, состоит в том, что температура дистилляции слишком низка для того, чтобы бактерии погибли, и поэтому для уничтожения бактерий, содержащихся в такой дистиллированной воде, обычно бывает нужен озон, вырабатывае мый лампой с ультрафиолетовым излучением. Кроме того, эта система также не пригодна для использования ее в крупномасштабных применениях из-за трудностей, связанных с поддерживанием в дистилляционной камере давления ниже атмосферного.
Обратный осмос
Обратный осмос представляет собой систему фильтрации, в которой применяется мембрана, обеспечивающая удаление ионных, органических и взвешенных частиц из подаваемой к ней воды. В отличие от обычной фильтрации, мембранная система разделяет подаваемую воду на два потока - поток проникающего вещества и поток концентрата. Поток проникающего вещества представляет собой воду, которая проходит сквозь полупроницаемую мембрану, тогда как поток концентрата представляет собой ту часть подаваемого потока, которая используется для смывания сконцентрированных твердых частиц из системы.
Для подачи воды к корпусам мембран в мембранной системе применяется насос. Направление потока воды обозначается стрелкой на каждом отдельном корпусе. Вода разделяется мембраной, находящейся внутри корпуса, и выходит из корпуса мембраны двумя потоками в виде проникающего вещества и концентрата.
Проникающее вещество собирается в соответствующем коллекторе для проникающего вещества, имеющемся в системах, где применяется по меньшей мере один мембранный корпус. Предусматривается по одному трубопроводу для проникающего вещества на каждый мембранный корпус. Для защиты системы от чрезмерного повышения давления потока проникающего вещества обычно устанавливается предохранительный клапан или контактный датчик давления. Затем проникающее вещество пропускается через расходомер и поступает к точке выпуска из установки.
Концентрат, выходя из корпуса последней мембраны, разделяется на два потока - поток концентрата и поток повторного цикла, причем каждый из них имеет свой собственный регулируемый распределительный клапан. Клапан для концентрата выполняет следующие три функции: регулирует давление, создаваемое внутри установки, регулирует количество концентрата, направляемого на слив, и участвует в регулировании процесса регенерации в системе. Клапан для повторного цикла направляет предварительно задаваемое количество концентрата к впускному отверстию насоса для того, чтобы обеспечить получение более турбулентного поперечного потока.
Мембрана будет вести себя по-разному при изменяющемся давлении и будет отражать одновалентные и многовалентные ионы с разной интенсивностью или эффективностью.
Этот способ очень во многом зависит от насосов, которые приводят всю систему обрат ного осмоса в действие, а насосы являются весьма неэффективными потребителями энергии.
Краткое описание изобретения
В одном из неограничивающих вариантов своего осуществления настоящее изобретение заключается в создании способа использования вырабатывающего теплоту двигателя, например, непригодного для дальнейшей полетной эксплуатации воздушно-реактивного газотурбинного двигателя, для получения в больших количествах дистиллированной питьевой воды при коэффициенте полезного действия, приближающемся к 90% по высшей теплотворной способности топлива, потребляемого в процессе работы газотурбинного двигателя при использовании его в качестве тепловой машины.
Данная технология предусматривает использование цикла Карно, который обеспечивает высокую эффективность работы тепловой машины и воплощен в конструкции воздушнореактивного газотурбинного двигателя, а также использование цикла Ранкина с целью эффективного проведения процесса дистилляции и предварительного нагревания исходной воды при осуществлении предлагаемого способа.
В одном из своих аспектов настоящее изобретение направлено на создание системы для дистилляции воды, содержащей водоснабжающие средства, предназначенные для подачи питательной воды в теплообменные средства, двигатель, вырабатывающий теплоту и предназначенный для подачи потока горячей текучей среды в теплообменные средства с целью нагревания питательной воды в теплообменных средствах, испаритель, обеспечивающий мгновенное испарение воды и предназначенный для приема подогретой питательной воды из теплообменных средств, и конденсатор, предназначенный для приема пара, образующегося из подогретой питательной воды в испарителе, и преобразования пара в воду.
Указанные теплообменные средства могут представлять собой соответствующий теплоизолированный канал, снабженный целым рядом оребренных трубок, выполненных из углеродистой стали и расположенных поперечно относительно этого канала. При этом предусматривается, чтобы поток горячей текучей среды проходил по указанному каналу, а питательная вода текла по указанным трубкам.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения указанный двигатель, вырабатывающий теплоту, представляет собой воздушно-реактивный двигатель, предназначенный для того, чтобы обеспечивать подачу потока горячей текучей среды в виде газа в теплообменные средства, и при этом газовый поток создает низкий вакуум в испарителе, обеспечивающем мгновенное испарение.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения двига тель, вырабатывающий теплоту, представляет собой газовую горелку, в которой сжигается топливный газ и которая снабжена соответствующим трактом регенеративного подогрева, предназначенным для прохождения по нему потока горячей текучей среды в виде топливного газа. В этом варианте осуществления настоящего изобретения горелка может иметь водяную рубашку.
Кроме того, предпочтительно, чтобы указанные теплообменные средства включали в себя первый теплообменник, расположенный по направлению движения потока сразу же за упомянутым двигателем, и второй теплообменник, расположенный по направлению движения потока сразу же за упомянутым первым теплообменником и предназначенный для отбора остаточного тепла, сохранившегося в горячей текучей среде, а также насос, предназначенный для повышения давления на входе в первый теплообменник с целью увеличения количества отводимой физической и скрытой теплоты при осуществлении теплоотвода в первом теплообменнике.
Далее, предпочтительно, чтобы испаритель имел соответствующие средства для переноса твердых частиц. Такие средства для их переноса могли бы работать в прерывистом режиме для того, чтобы сохранялся вакуум. Указанные средства для переноса частиц могли бы представлять собой вращающуюся камеру с обеспечением противотока осушивающего воздуха.
Вместо указанных средств для переноса твердых частиц может быть применен удаляющий воду шнек, установленный в цилиндрическом корпусе, который отжимает воду из пасты, собирающейся в цилиндрическом корпусе. В тех случаях, где это возможно, указанный двигатель приспосабливают к потреблению им углеводородного газа, который может добываться или иметься в наличии на месте установки двигателя, например это может быть метан, скапливающийся при проведении горнодобывающих работ, либо газ, отбираемый из газопровода, к примеру, такой как этилен, или же к потреблению жидкого углеводорода, например керосина. В некоторых применениях таким газом может быть водород, образующийся при разложении воды электрическим током. Двигатель, вырабатывающий теплоту, применяется в данном случае для того, чтобы с использованием цикла Карно обеспечить поступление необходимого количества тепла, и поэтому здесь применяются принципы, действующие для этого рабочего цикла. Таким образом, в данном случае может найти соответствующее применение обычная топка или котел, но, при необходимости обеспечить высокую производительность, предпочтение следует отдать отслужившему свой срок в авиации воздушно-реактивному двигателю, поскольку он способен обеспечить получение соответствующих количеств тепла и экономичен с точки зрения стоимости проводимых при его установке монтажных работ.
В тех случаях, где в качестве двигателя, вырабатывающего теплоту, предусматривается применение воздушно-реактивного газотурбинного двигателя, предпочтительно, чтобы этот двигатель был вентиляторного типа с большим процентным отношением перепускаемого воздуха. Горячие отработавшие газы, выходящие из воздушно-реактивного двигателя, направляются через теплоизолированный канал, снабженный целым рядом оребренных трубок, выполненных из углеродистой стали и расположенных поперечно относительно этого канала. Горячие отработавшие газы, имеющие температуру свыше 650°С, проходя через теплообменные средства, обеспечивают нагревание питательной воды, представленной в виде морской воды или же какой-нибудь иной исходной воды, которая проходит под давлением по указанным трубкам, до заданной температуры, превышающей температуру точки кипения исходной воды.
Нагретая вода затем выпускается через соответствующее сопло в испаритель, который выполнен в виде дистилляционной камеры, обеспечивающей мгновенное испарение воды. В этой дистилляционной камере, обеспечивающей мгновенное испарение воды, поддерживается соответствующее остаточное давление, под воздействием которого обеспечивается возможность мгновенного кипения питательной воды при температуре, равной 60°С.
Второй теплообменник используется для предварительного нагревания питательной воды перед поступлением ее в первый теплообменник, работающий при сравнительно высокой температуре. Для того чтобы избежать нарастания минеральных отложений на трубках теплообменника, может быть применен соответствующий насос, обеспечивающий рециркуляцию воды, движущейся с высокими скоростями через высокотемпературный теплообменник, благодаря чему повышение температуры воды не превышает 2°С каждый раз при очередном прохождении ее через теплообменник. В результате будет наблюдаться лишь минимальное отложение твердых частиц внутри водяных трубок теплообменника.
Питательная вода обычно всасывается в теплообменник при помощи насоса, который управляется при помощи цифровой системы управления (ЦСУ) с использованием передачи с плавным регулированием частоты (ППРЧ), что позволяет обеспечить динамическое регулирование температуры, расхода и давления при осуществлении процесса с применением пропорционального и интегрально-дифференцированного управления. Это позволяет провести полную автоматизацию всей системы в целом, которая будет работать совершенно без какоголибо вмешательства либо только лишь с незначительным вмешательством со стороны обслу живающего персонала, за исключением проведения технического обслуживания установки.
Поступающая питательная вода может быть направлена во второй теплообменник для предварительного ее нагревания перед тем, как она поступит в высокотемпературный первый теплообменник.
Кроме того, поступающая вода может быть также использована для охлаждения и конденсации водяного пара, поступающего из испарителя или же из вакуумной дистилляционной камеры, обеспечивающей мгновенное испарение, во второй теплообменник, в котором происходит перенос тепла, поглощаемого поступающей питательной водой.
Предлагаемая система будет вырабатывать тепло в больших количествах, и, следовательно, все ее высокотемпературные зоны могут быть изолированы с применением микропористой теплоизоляции. Для теплоизоляции низкотемпературных зон поверхности установки могут использоваться пенополистирол или алюминиевая фольга.
Предполагаемая производительность по питьевой воде для установки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, может быть подсчитана следующим образом.
При применении воздушно-реактивного двигателя, имеющего эквивалентную мощность в л.с. (ЭМ), равную 4442 л.с.:
ЭМ в пересчете на киловатты (кВт) = л.с. х 0,746;
кВт в пересчете на джоули (Дж) = кВт х 3600 х 1000.
Энергия, требующаяся для повышения температуры воды до температуры, равной 100°С = (Т2 (температура воды на выходе) - Т1 (температура воды на входе)) х вес воды = джоули.
Таким образом, количество энергии на выходе воздушно-реактивного двигателя составляет 4442 х 0,746 х 1000 х 3600 = 11929435200 Дж.
Количество воды, нагреваемой до температуры 100°С, с использованием этого количества энергии составляет кг воды х 4,2 х 1000 (удельная теплоемкость воды) х 30°С (предполагаемая разность температур между температурой воды на входе и температурой воды на выходе) = 126000 Дж.
К этой величине должно быть прибавлено количество тепла, требующегося для того, чтобы вода превратилась в пар, которое составляет 2089000 Дж.
Таким образом, поделив 11929435200 на 2215000, получаем 5385 кг дистиллированной воды в течение первого часа.
Стоимость топлива, израсходованного в расчете на 1 кг получаемой дистиллированной воды, равняется стоимости всего количества топлива, потребленного воздушно-реактивным двигателем, поделенной на количество полученной воды.
При сжигании керосина каждый литр его дает приблизительно 45000000 Дж, на эту величину поделим теперь количество энергии, получаемой на выходе воздушно-реактивного двигателя, которое составляет 11929435200 Дж, и в результате получим 265 л керосина в час. Эту величину помножим на цену, равную 0,22 долл. за литр керосина, а полученный результат поделим на 5385 кг полученной воды, что составит 265 х 0,22 : 5385 = 0,011 долл. на литр воды. Этот показатель соответствует случаю, когда отходящее тепло совсем не используется, то есть его потери составляют 100%; однако, если теперь мы учтем в расчетах, что коэффициент использования отходящего тепла составляет 95%, то тогда затраты на получение каждого литра дистиллированной воды составят /0,011 долл. : 100/ х 5 = 0,00055 цента на литр.
Краткое описание чертежей
Для того чтобы настоящее изобретение можно было ясно понять и осуществить его на практике, ниже следует его описание, которое ведется со ссылками на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения, но не накладывают на него каких-либо ограничений, и где фиг. 1 изображает схему системы, выполненной в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 - схема одного из вариантов исполнения пресса для обработки твердых частиц, предназначенного для применения его в системе, показанной на фиг. 1.
Подробное описание чертежей
В системе 10 для дистилляции воды, показанной на фиг. 1, в качестве двигателя 12, вырабатывающего теплоту, используется авиационный двигатель марки КВ 211, а в качестве топлива для этого двигателя 12 используется керосин. Когда эти двигатели уже вырабатывают рекомендованный для них изготовителем ресурс, выражаемый в летных часах, они все еще продолжают оставаться пригодными к использованию их в качестве тепловых машин при осуществлении крупномасштабных процессов дистилляции, а именно обеспечивающих производительность порядка 40-50 м3/ч. Предварительно такой двигатель регулируют для работы его в режиме тепловой машины, а не на создание реактивной тяги. При эксплуатации в установившихся условиях работы и при использовании керосина в качестве топлива для него на выходе такого двигателя может быть получена температура, равная 1150°С. Отработавшие газы выбрасываются в горизонтальный канал 14, где газообразные продукты сгорания, находящиеся при температуре примерно 650°С, наталкиваются на трубки первичного теплообменника 16, выполненные из нержавеющей стали и расположенные поперечно относительно этого канала. В эти трубки при помощи насоса 18 подается циркулирующая питательная вода. Рециркуля ционный насос 20 работает на повышение давления воды, обеспечивая тем самым соответствующее повышение температуры точки ее кипения. В результате, температура воды повышается примерно до 165°С.
Насос 18 постоянно подает питательную воду, забираемую из резервуара 22 с морской водой. Морская вода содержит твердые частицы в количестве, равном примерно 35 г/л. Эти твердые частицы остаются в растворе при нагревании питательной воды, находящейся на хранении в резервуаре при температуре окружающей среды, когда эта вода пропускается через вторичный теплообменник 24, который имеет оребренные трубки, выполненные из углеродистой стали и расположенные поперечно относительно канала, в котором они установлены.
Рециркуляционный насос 20 обеспечивает в первичном теплообменнике повышение давления питательной воды, которая постепенно выходит из этого теплообменника и впрыскивается в виде распыленной струи в вакуумный испаритель 26. Поток горячей воды регулируется при помощи клапана 28. В испарителе 26 поддерживается давление ниже атмосферного за счет подсоединения испарителя к трубке 30 Вентури, использующей воздушный поток двигателя 12. При впрыскивании горячей питательной воды в испаритель 26 происходит испарение воды с последующим адиабатическим ее расширением и охлаждением. При таком низком давлении, существующем в испарителе, обеспечивается кипение питательной воды при температуре примерно 60°С, так что испаритель 26 также действует и как распылительная сушилка, при этом твердые частицы выпадают из пара в осадок, скапливаясь на дне резервуара 26, где они попадают в секцию 50 обработки твердых частиц (см. фиг. 2).
Водяной пар из резервуара 26 попадает в конденсатор 32, который охлаждается поступающей к нему питательной водой, подводимой сюда по трубе 34 перед тем, как направить ее к вторичному теплообменнику 24. Дистиллированная вода сливается по трубе 36, выпускающей ее из резервуара 25.
Двигатель 12 и теплообменники 16 и 24 заключены в снабженный теплоизоляцией кожух 38. Клапаны 40 и 42 служат для регулирования подачи питательной воды в теплообменник 44, предназначенный для предварительного ее нагревания, откуда вода поступает во вторичный теплообменник 24. Клапан 36 регулирует поток охлаждающей жидкости, поступающий по трубе 34.
Выпавшие в осадок твердые частицы из испарителя 26 поступают в коллектор 52 в виде массы, имеющей пастообразную консистенцию. Эта пастообразная масса подается шнеком 54 внутрь горизонтального цилиндрического корпуса 56, имеющего диаметр 300 мм, который вращается на паре роликов 58. С того своего конца, откуда в него поступает пастообразная масса, корпус закрыт крышкой 60, в которой имеется канал 62, соединяющий внутреннюю полость корпуса с испарителем 26. С другого своего конца, откуда производится выпуск обработанной в нем пастообразной массы, корпус закрыт крышкой 64, через соответствующее отверстие в которой внутрь поступает осушающий встречный поток горячего воздуха от двигателя 12, подаваемый в указанный корпус через инжектор 66 с винтовыми нарезами в его канале, обеспечивающими завихрение потока в направлении, противоположном по отношению к направлению вращательного движения цилиндрического корпуса, совершаемого с частотой вращения, равной 4 об./мин. Предусматривается наличие продольных стержневых захватов 68, приваренных к цилиндрическому корпусу 56 и предназначенных для распределения пастообразной массы. Обработанная масса твердых частиц выходит из цилиндрического корпуса 55 через канал 70. Для проведения соответствующей обработки пастообразной массы с целью ее обезвоживания возможно применение также и других механических средств, эквивалентных рассмотренному здесь выше устройству.
Узел редукционной передачи 72 с электродвигателем, имеющим регулируемую скорость вращения своего вала, предназначается для привода шнека подающего устройства 54 во вращательное движение со скоростью вращения 3 об./мин. Другой узел редукционной передачи 74 с электродвигателем, имеющим регулируемую скорость вращения своего вала, предназначается для привода роликов 58 во вращательное движение, осуществляемое ими с частотой вращения 4 об./мин.
Выше приведены примеры, иллюстрирующие настоящее изобретение, которые допускают различные изменения и дополнения к нему, очевидные специалистам в данной области техники, но которые не выходят за пределы существа и объема изобретения, определенные в приведенном здесь выше описании.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Система дистилляции воды, содержащая средства подачи питательной воды в теплообменные средства, источник теплоты, приспособленный для подачи потока горячей текучей среды в теплообменные средства с целью нагревания в них питательной воды, испаритель, обеспечивающий мгновенное испарение воды и выполненный с возможностью приема нагретой питательной воды из теплообменных средств и ее испарения, конденсатор, выполненный с возможностью приема пара, образующегося из нагретой питательной воды в испарителе, и преобразования пара в воду, отличающаяся тем, что источник теплоты представляет собой воздушно-реактивный двигатель, приспособленный для подачи потока горячей текучей среды в виде газов в теплообменные средства, при этом система дополнительно содержит воздухоотводящие средства, обеспечивающие создание низкого вакуума в испарителе путем использования газового потока воздушно-реактивного двигателя.
  2. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства рециркуляции воды, выполненные с возможностью повышения давления в теплообменных средствах благодаря обеспечению рециркуляции в них воды, осуществляемой с заранее заданной величиной расхода.
  3. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что теплообменные средства включают первый теплообменник, расположенный по направлению движения потока за двигателем, и второй теплообменник, расположенный по направлению движения потока за первым теплообменником и обеспечивающий отбор остаточного тепла, сохранившегося в горячей текучей среде, а также средства рециркуляции воды, представляющие собой насос, повышающий давление на входе в первый теплообменник с целью увеличения количества отводимой физической и скрытой теплоты для осуществления теплоотвода в первом теплообменнике.
  4. 4. Система по п.3, отличающаяся тем, что второй теплообменник выполнен с возможностью предварительного нагревания питательной воды перед поступлением ее в первый теплообменник, работающий при сравнительно высокой температуре, при этом насос обеспечивает рециркуляцию воды, движущейся с высокими скоростями через высокотемпературный теплообменник так, что повышение температуры воды не превышает 2°С при очередном прохождении ее через указанный высокотемпературный теплообменник и уменьшается отложение твердых частиц в теплообменных средствах.
  5. 5. Система по п.3 или 4, отличающаяся тем, что поступающая питательная вода направляется во второй теплообменник для предварительного ее нагревания перед тем, как она поступит в первый теплообменник, причем поступающая вода используется для охлаждения и конденсации водяного пара внутри второго теплообменника, в котором происходит перенос тепла, поглощаемого поступающей питательной водой.
  6. 6. Система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что воздушно-реактивный двигатель включает газовую горелку, в которой сжигается топливный газ и которая снабжена соответствующим трактом регенеративного нагрева, приспособленным для прохождения по нему потока горячей текучей среды в виде топливного газа.
  7. 7. Система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что теплообменные средства включают теплоизолированный канал, снабженный множеством оребренных трубок, выполненных из углеродистой стали и расположенных поперечно относительно канала, причем поток горячей текучей среды проходит по каналу, а питательная вода проходит по трубкам.
  8. 8. Система по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства переноса твердых частиц, связанные с испарителем и выполненные с возможностью переноса от испарителя твердых частиц, выпадающих в осадок при испарении в нем нагретой питательной воды.
  9. 9. Система по п.8, отличающаяся тем, что средства переноса твердых частиц выполнены с возможностью работы в прерывистом режиме, поддерживая вакуум в испарителе.
  10. 10. Система по п.8 или 9, отличающаяся тем, что средства для переноса твердых частиц представляют собой вращающуюся камеру с обеспечением в ней противотока осушивающего воздуха.
  11. 11. Система по п.8 или 9, отличающаяся тем, что средства переноса твердых частиц представляют собой отжимающий воду шнек, установленный в цилиндрическом корпусе, который удаляет воду из пастообразной массы твердых частиц, которая скапливается в цилиндрическом корпусе.
  12. 12. Система по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что двигатель приспособлен к потреблению им углеводородного газа, включая метан, получаемый при проведении горнодобывающих работ, либо газа, отбираемого из газопровода, в том числе и этилена или жидкого углеводорода, или водорода, образующегося при разложении воды электрическим током.
  13. 13. Система по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что питательная вода всасывается в теплообменник при помощи насоса, при этом предусмотрены управляющие средства, обеспечивающие динамическое регулирование температуры, расхода и давления воды.
  14. 14. Система по п.1, отличающаяся тем, что воздушно-реактивный двигатель представляет собой воздушно-реактивный газотурбинный двигатель вентиляторного типа с большим процентным отношением перепускаемого воздуха, при этом горячие отработавшие газы, выходящие из воздушно-реактивного двигателя, направляются через теплоизолированный канал, снабженный теплообменными средствами и имеющий целый ряд оребренных трубок, выполненных из углеродистой стали и расположенных поперечно относительно канала, причем горячие отработавшие газы, имеющие температуру свыше 650°С, проходя через указанные теплообменные средства, обеспечивают нагревание исходной питательной воды, в качестве которой предпочтительно используется морская вода, проходящая под давлением по трубкам, до заданной температуры, превышающей температуру точки кипения питательной воды, при этом нагретая вода выпускается через соответствующее сопло в испаритель, который выполнен в виде дистилляционной камеры, обеспечивающей мгновенное испарение воды, в которой поддерживается соответствующее остаточное давление, под воздействием которого обеспечивается возможность мгновенного вскипания питательной воды при температуре, равной 60°С.
EA200200816A 2000-02-02 2001-02-02 Система дистилляции воды EA004324B1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPQ5402A AUPQ540200A0 (en) 2000-02-02 2000-02-02 Water distillation systems
PCT/AU2001/000095 WO2001056934A1 (en) 2000-02-02 2001-02-02 Water distillation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200200816A1 EA200200816A1 (ru) 2003-02-27
EA004324B1 true EA004324B1 (ru) 2004-04-29

Family

ID=3819525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200200816A EA004324B1 (ru) 2000-02-02 2001-02-02 Система дистилляции воды

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6936140B2 (ru)
EP (1) EP1252100B1 (ru)
JP (1) JP4156236B2 (ru)
CN (1) CN1184147C (ru)
AT (1) AT326427T (ru)
AU (1) AUPQ540200A0 (ru)
BR (1) BR0108051A (ru)
CA (1) CA2398625C (ru)
DE (1) DE60119691T2 (ru)
EA (1) EA004324B1 (ru)
ES (1) ES2264969T3 (ru)
PL (1) PL201684B1 (ru)
WO (1) WO2001056934A1 (ru)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8069676B2 (en) * 2002-11-13 2011-12-06 Deka Products Limited Partnership Water vapor distillation apparatus, method and system
US8511105B2 (en) * 2002-11-13 2013-08-20 Deka Products Limited Partnership Water vending apparatus
US7597784B2 (en) 2002-11-13 2009-10-06 Deka Products Limited Partnership Pressurized vapor cycle liquid distillation
EP1798202B1 (en) * 2004-09-02 2013-07-17 Aquasystems Inc. Single stage flash evaporation apparatus based on mechanical vapor compression method
BRPI0515309A (pt) * 2004-09-14 2008-07-15 Eestech Inc sistema de destilação de água
US20080105617A1 (en) * 2006-06-14 2008-05-08 Eli Oklejas Two pass reverse osmosis system
US8128821B2 (en) 2006-06-14 2012-03-06 Fluid Equipment Development Company, Llc Reverse osmosis system with control based on flow rates in the permeate and brine streams
US20080209759A1 (en) * 2007-01-26 2008-09-04 Shivvers Steve D Counter flow air cooling drier with fluid heating and integrated heat recovery
US8529761B2 (en) * 2007-02-13 2013-09-10 Fluid Equipment Development Company, Llc Central pumping and energy recovery in a reverse osmosis system
US8741100B2 (en) 2007-03-13 2014-06-03 Heartland Technology Partners Llc Liquid concentrator
US8790496B2 (en) 2007-03-13 2014-07-29 Heartland Technology Partners Llc Compact wastewater concentrator and pollutant scrubber
US10005678B2 (en) 2007-03-13 2018-06-26 Heartland Technology Partners Llc Method of cleaning a compact wastewater concentrator
US8801897B2 (en) 2007-03-13 2014-08-12 Heartland Technology Partners Llc Compact wastewater concentrator and contaminant scrubber
US8679291B2 (en) 2007-03-13 2014-03-25 Heartland Technology Partners Llc Compact wastewater concentrator using waste heat
WO2008130254A1 (en) 2007-04-24 2008-10-30 Equus Environmental Limited Distillation apparatus
WO2008137982A2 (en) * 2007-05-08 2008-11-13 Swenholt Heimer C Method and apparatus for treatment of impotable water
US8097128B1 (en) 2007-06-01 2012-01-17 Sherry Raymond C Method and apparatus for purifying water
US20080308403A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Maloney Gerald F Method and apparatus for vacuum or pressure distillation
US8808538B2 (en) * 2008-01-04 2014-08-19 Fluid Equipment Development Company, Llc Batch-operated reverse osmosis system
US7892429B2 (en) 2008-01-28 2011-02-22 Fluid Equipment Development Company, Llc Batch-operated reverse osmosis system with manual energization
US20090235664A1 (en) * 2008-03-24 2009-09-24 Total Separation Solutions, Llc Cavitation evaporator system for oil well fluids integrated with a Rankine cycle
US8361281B2 (en) 2008-08-13 2013-01-29 Lytesyde, Llc Desalinization apparatus and method
US8710406B2 (en) * 2008-09-19 2014-04-29 Conair Corporation Safety device and method for electric heating appliances
WO2010062359A1 (en) * 2008-10-31 2010-06-03 Shivvers Steve D High efficiency drier
CN102356046A (zh) 2009-02-12 2012-02-15 中心地带科技股份有限公司 利用废热的紧凑型废水浓缩器
US8496787B2 (en) * 2009-07-26 2013-07-30 Michael John Lord Method and apparatus for effluent free sea water desalination
AU2011317067A1 (en) 2010-10-20 2013-05-23 Bioformix, Inc. Synthesis of methylene malonates using rapid recovery in the presence of a heat transfer agent
US9828324B2 (en) 2010-10-20 2017-11-28 Sirrus, Inc. Methylene beta-diketone monomers, methods for making methylene beta-diketone monomers, polymerizable compositions and products formed therefrom
US10414839B2 (en) 2010-10-20 2019-09-17 Sirrus, Inc. Polymers including a methylene beta-ketoester and products formed therefrom
WO2012100074A2 (en) 2011-01-21 2012-07-26 Heartland Technology Partners Llc Condensation plume mitigation system for exhaust stacks
US9162158B2 (en) * 2011-03-16 2015-10-20 King Abdul Aziz City for Science and Technology (KACST) Method and apparatus for purifying water
US9296624B2 (en) 2011-10-11 2016-03-29 Heartland Technology Partners Llc Portable compact wastewater concentrator
EP3517523A1 (en) 2011-10-19 2019-07-31 Sirrus, Inc. Multifunctional monomers and methods for making them
US8808497B2 (en) 2012-03-23 2014-08-19 Heartland Technology Partners Llc Fluid evaporator for an open fluid reservoir
US10913875B2 (en) 2012-03-30 2021-02-09 Sirrus, Inc. Composite and laminate articles and polymerizable systems for producing the same
CA2869108A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Bioformix Inc. Methods for activating polymerizable compositions, polymerizable systems, and products formed thereby
CA2869115A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Bioformix Inc. Ink and coating formulations and polymerizable systems for producing the same
KR101853281B1 (ko) 2012-04-20 2018-04-30 플루이드 이큅먼트 디벨롭먼트 컴패니, 엘엘씨 에너지 회수장치를 갖춘 역삼투압 시스템
US10047192B2 (en) 2012-06-01 2018-08-14 Sirrus, Inc. Optical material and articles formed therefrom
US8741101B2 (en) 2012-07-13 2014-06-03 Heartland Technology Partners Llc Liquid concentrator
CN105008438B (zh) 2012-11-16 2019-10-22 拜奥福米克斯公司 塑料粘结体系及方法
US10607910B2 (en) 2012-11-30 2020-03-31 Sirrus, Inc. Composite compositions for electronics applications
US8623174B1 (en) * 2012-12-14 2014-01-07 Heartland Technology Partners Llc Liquid evaporation system with heated liquid
CN110204441A (zh) 2013-01-11 2019-09-06 瑟拉斯公司 经过双(羟甲基)丙二酸酯的途径获得亚甲基丙二酸酯的方法
US9199861B2 (en) 2013-02-07 2015-12-01 Heartland Technology Partners Llc Wastewater processing systems for power plants and other industrial sources
US8585869B1 (en) 2013-02-07 2013-11-19 Heartland Technology Partners Llc Multi-stage wastewater treatment system
WO2015014387A1 (fr) * 2013-07-29 2015-02-05 Francois-Mathieu Winandy Procedes et installations de dessalement d'eau par distillation a compression mecanique de vapeur
DE102013227061A1 (de) * 2013-12-23 2015-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Abtrennung von Wasser aus einem Wasser enthaltenden Fluidgemisch
US9279022B1 (en) 2014-09-08 2016-03-08 Sirrus, Inc. Solution polymers including one or more 1,1-disubstituted alkene compounds, solution polymerization methods, and polymer compositions
US9249265B1 (en) 2014-09-08 2016-02-02 Sirrus, Inc. Emulsion polymers including one or more 1,1-disubstituted alkene compounds, emulsion methods, and polymer compositions
US9315597B2 (en) 2014-09-08 2016-04-19 Sirrus, Inc. Compositions containing 1,1-disubstituted alkene compounds for preparing polymers having enhanced glass transition temperatures
US10501400B2 (en) 2015-02-04 2019-12-10 Sirrus, Inc. Heterogeneous catalytic transesterification of ester compounds with groups reactive under transesterification conditions
US9416091B1 (en) 2015-02-04 2016-08-16 Sirrus, Inc. Catalytic transesterification of ester compounds with groups reactive under transesterification conditions
US9334430B1 (en) 2015-05-29 2016-05-10 Sirrus, Inc. Encapsulated polymerization initiators, polymerization systems and methods using the same
US9217098B1 (en) 2015-06-01 2015-12-22 Sirrus, Inc. Electroinitiated polymerization of compositions having a 1,1-disubstituted alkene compound
US9301442B1 (en) * 2015-09-01 2016-04-05 Adel Abdulmuhsen Al-Wasis Irrigation system
CN105565408B (zh) * 2015-12-22 2018-03-06 江苏海事职业技术学院 海水淡化装置及其使用方法
US9518001B1 (en) 2016-05-13 2016-12-13 Sirrus, Inc. High purity 1,1-dicarbonyl substituted-1-alkenes and methods for their preparation
US9617377B1 (en) 2016-06-03 2017-04-11 Sirrus, Inc. Polyester macromers containing 1,1-dicarbonyl-substituted 1 alkenes
US10196481B2 (en) 2016-06-03 2019-02-05 Sirrus, Inc. Polymer and other compounds functionalized with terminal 1,1-disubstituted alkene monomer(s) and methods thereof
US10428177B2 (en) 2016-06-03 2019-10-01 Sirrus, Inc. Water absorbing or water soluble polymers, intermediate compounds, and methods thereof
US9567475B1 (en) 2016-06-03 2017-02-14 Sirrus, Inc. Coatings containing polyester macromers containing 1,1-dicarbonyl-substituted 1 alkenes
US9975089B2 (en) 2016-10-17 2018-05-22 Fluid Equipment Development Company, Llc Method and system for performing a batch reverse osmosis process using a tank with a movable partition
CN109442534A (zh) * 2018-09-26 2019-03-08 全球能源互联网研究院有限公司 一种高温相变固体储热一体式换热供热系统
US10927026B1 (en) * 2020-06-09 2021-02-23 Water Evaporation Systems, Llc Remotely controllable mobile wastewater evaporation system

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2389789A (en) * 1943-02-10 1945-11-27 Little Inc A Distillation method and apparatus
BE631152A (ru) * 1962-04-18
US3489652A (en) * 1966-04-18 1970-01-13 American Mach & Foundry Desalination process by multi-effect,multi-stage flash distillation combined with power generation
US3607668A (en) * 1968-11-12 1971-09-21 Amf Inc Concentrated brine-incoming feed vapor compression desalination system
GB1434010A (en) * 1972-04-21 1976-04-28 Atomic Energy Authority Uk Multistage evaporators
US4186058A (en) * 1976-04-28 1980-01-29 Fogel S J Method and apparatus for high volume distillation of liquids
US4267022A (en) 1977-04-27 1981-05-12 Pitcher Frederick L Energy efficient process and apparatus for desalinizing water
US4167022A (en) * 1977-05-25 1979-09-04 Rca Corporation Setup control unit for television cameras
US4420373A (en) * 1978-05-30 1983-12-13 Dan Egosi Energy conversion method and system
US4227373A (en) * 1978-11-27 1980-10-14 Biphase Energy Systems, Inc. Waste heat recovery cycle for producing power and fresh water
DE3429017C2 (ru) 1984-08-07 1987-06-04 Heinz Eisenstadt Burgenland At Lichtblau
DE3635707C2 (ru) * 1986-10-21 1992-10-29 Asea Brown Boveri Ag, 6800 Mannheim, De
US5198076A (en) * 1990-04-16 1993-03-30 Bowpec Incorporated Low-pressure desalinization device
US5248387A (en) * 1991-02-15 1993-09-28 Niro A/S Process for producing concentrated aqueous slurries and spray dried particulate products
US5853549A (en) 1995-03-14 1998-12-29 Sephton; Hugo H. Desalination of seawater by evaporation in a multi-stack array of vertical tube bundles, with waste heat.
US6350351B1 (en) * 1998-02-13 2002-02-26 Evgueni D. Petroukhine Plant for the vacuum distillation of a liquid product
US6740205B2 (en) * 2000-11-30 2004-05-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Processing of shipboard wastewater

Also Published As

Publication number Publication date
CN1184147C (zh) 2005-01-12
CA2398625C (en) 2012-08-21
EP1252100A1 (en) 2002-10-30
PL201684B1 (pl) 2009-04-30
EA200200816A1 (ru) 2003-02-27
WO2001056934A1 (en) 2001-08-09
AUPQ540200A0 (en) 2000-02-24
EP1252100A4 (en) 2005-02-23
DE60119691D1 (de) 2006-06-22
US20030089590A1 (en) 2003-05-15
ES2264969T3 (es) 2007-02-01
BR0108051A (pt) 2003-03-18
CN1396889A (zh) 2003-02-12
JP4156236B2 (ja) 2008-09-24
DE60119691T2 (de) 2007-05-16
JP2003521375A (ja) 2003-07-15
AT326427T (de) 2006-06-15
CA2398625A1 (en) 2001-08-09
US6936140B2 (en) 2005-08-30
EP1252100B1 (en) 2006-05-17
PL356249A1 (en) 2004-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA004324B1 (ru) Система дистилляции воды
CA2785533C (en) Waste heat driven desalination process
US8021519B2 (en) Water distillation system
JP2003521375A5 (ru)
CN102336450A (zh) 基于柴油机余热利用的蒸馏海水淡化装置及其淡化方法
CN102336448B (zh) 盐水处理系统及方法
CN202208652U (zh) 盐水处理系统
CN104310515B (zh) 一种机械蒸汽再压缩海水淡化方法
RU2373461C1 (ru) Система теплоснабжения
US20130186740A1 (en) Method and Apparatus for Water Distillation
CN204151099U (zh) 一种废热驱动mvr海水淡化装置
WO2012066579A2 (en) Process for utilization of low pressure, low temperature steam from steam turbine for desalination of sea water
RU2461772C1 (ru) Способ получения чистого пара с последующей конденсацией его с получением обессоленной воды
AU766985B2 (en) Water distillation system
AU2005284685B2 (en) Water distillation system
JPH0985059A (ja) 逆浸透膜海水淡水化装置
CN105174343B (zh) 一种利用柴油机余热的小型海水淡化装置及方法
CN207435085U (zh) 小型化正压蒸馏海水淡化系统
Adak et al. Mechanical vapour compression desalination plant at Trombay
BR112012015571B1 (pt) Processo para aprimorar a eficiência de uma usina de geração de energia de ciclo combinado e unidade de dessalinização
JPS57162689A (en) Brine desalinating device having heat recovering function

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM