JP5778031B2 - 大規模な浄水および脱塩 - Google Patents
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Description
例えば図1Aおよび図1Bに示されるような好ましい実施形態において、浄水及び脱塩システムは、蒸発室(ボイラ、沸騰室、または沸騰タンクとしても知られる)1、3、5および凝縮器(凝縮室としても知られる)2、4、6の垂直に積層された配列から成る。この場合、熱源が積層体の底部に設けられ、予熱器(予熱室としても知られる)7が積層体の上端に設けられ、揮発性有機化合物を流入水から除去するために脱気装置8がシステムの上端に設けられ、各蒸発室から汚染されたミスト粒子を除去するために複数のデミスタ(霜取り装置としても知られる)9が設けられ、各凝縮器から熱を回収してそのような熱を上側の蒸発室へ伝えるために複数のヒートパイプ10が設けられ、また、水質汚染物質を除去して排出させるために廃棄物流排出口11が設けられる。当業者であれば、例えば、蒸発室、凝縮器、および予熱器などの側方配列など、垂直積層構造に代わる様々な構成が考えられる。
この議論は図20を参照することにより助けられる。主電源スイッチが給電されると、制御回路は、起動手続きを決定し、その後に連続動作を決定する。最初に、水を一定の流量でシステム全体に供給し始める吸い込みポンプに電力が供給される。ユーザ入力は、「スタート」、「ポーズ/ホールド」、およびメンテナンスモードを含み、また、ユーザ状態は、ディスプレイ、遠隔端末を介して、あるいは、インターネットを介して、動作モードおよびセンサ状態を示すことができる。上側蒸発室の温度センサは、水の沸点よりも低い温度を検出し、全ての凝縮器の出力を排水管へそらすソレノイドバルブを作動させる。センサ入力は、蒸発室温度、脱気装置温度、デミスタ温度、注入水濁度(総溶解固形分)、排出水濁度(総溶解固形分)、および水オーバーフローのうちの1つ以上を含む。同時に、同じ温度センサは、ヒータ室にエネルギを入力させるエネルギ入力スイッチを作動させる。ヒータシステムが電気、ガス、油、または廃熱によって動作するかどうかに応じて、入力スイッチは、電気コイルへの給電をONにし、燃料供給源をONにし、バーナーを点火し、あるいは、廃熱供給源をONに切り換える。
Claims (17)
- 複数の蒸発室と、1つ以上の凝縮器が、垂直に積層された配列からなる、浄水及び脱塩システムであって、
塩水、汚染水、または海水の注入水を注入する注入口と、注入水をヒートパイプによって予熱する予熱器と、有機化合物を注入水から除去する脱気装置と、ボイラ、沸騰室、または沸騰タンクとして知られる複数の蒸発室と、清浄な蒸気を汚染物質を含むミストから分離する1つ以上のデミスタと、凝縮器からの熱を回収して上側の蒸発室へ伝えるための複数のヒートパイプと、生成物を冷却して凝縮するための生成物凝縮器と、廃棄物排出口と、複数の生成物排出口と、蒸発室を加熱するための加熱室と、制御システムとを備え、
制御システムが、ユーザの介入または洗浄を必要とすることなく、浄水および脱塩の連続動作を可能にするように構成されており、そして
蒸発室は、少なくとも1つのヒートパイプを備え、各ヒートパイプを取り囲む多孔円筒体内に、封入された複数の粒子を備える、浄水及び脱塩システム。 - 浄水及び脱塩システムが、更に、注入水から堆積物を除去できる自浄堆積物トラップから構成され、当該堆積物トラップは、交互サンドフィルタまたは回転スクリーンを有し、当該回転スクリーンの新しいスクリーンへの切り換えが、装置にかかる水圧差によって行うことができ、当該回転スクリーンが、蓄積堆積物に関して特定の飽和点に達すると、当該スクリーンが堆積物により汚染されていないスクリーンに切り換えられる、請求項1に記載のシステム。
- 制御システムが、蒸発室内の温度センサ、凝縮器フロート、および氾濫検出器のうちの少なくとも1つからのフィードバックに基づいて注入口を制御する、請求項1に記載のシステム。
- 制御システムが、浄化システムからのフィードバックに基づいてスイッチを制御する、請求項1に記載のシステム。
- フィードバックが、生産水容器内の水の量、生成物排出口を通る生産水の流れ、水流の時間、水流がない時間、蒸発室内の水の量、漏れの検出、蒸発室圧力、排出口水質(総溶解固形分)、蒸発室内の圧力差、および蒸発室越流堰フロートを横切る水の移動から成るグループから選択される少なくとも1つの特性に基づいている、請求項4に記載のシステム。
- 予熱器から出る水の温度が少なくとも96℃である、請求項1に記載のシステム。
- 蒸発室が、下側の凝縮器から伝えられる熱を供給する複数のヒートパイプを含む、請求項1に記載のシステム。
- 蒸発室が、更に、複数の略球状の粒子から構成される自浄媒体を含む、請求項1に記載のシステム。
- 粒子が、蒸発室内での水の沸騰による粒子の略連続的な攪拌を可能にする特性を備える、請求項8に記載のシステム。
- 特性が、比重、サイズ、形態、個体数、および組成から成るグループから選択される、請求項9に記載のシステム。
- 粒子が選択された硬度を有し、硬度が、粒子または蒸発室を実質的に腐食させることなく粒子による蒸発室の汚れ落としを可能にする、請求項8に記載のシステム。
- 粒子が、セラミック、金属、ガラス、または石から構成される、請求項8に記載のシステム。
- 粒子が1.0よりも大きく且つ8.0よりも小さい比重を有する、請求項8に記載のシステム。
- 粒子が2.0〜5.0の比重を有する、請求項12に記載のシステム。
- 複数の蒸発室と、1つ以上の凝縮器が、垂直に積層された配列からなる、浄水及び脱塩システムを用いて、塩水、汚染水、または海水の注入水を浄化して脱塩する方法であって、
第1の濃度の少なくとも1つの汚染物質を含む注入水を注入するステップと、
予熱器に注入水を通過させ、注入水の温度を90℃を超えるまでヒートパイプによって上昇させるステップと、
脱気装置内で、蒸気の流れに抗して注入水を流し、ほぼ全ての有機物、揮発性物質、およびガスを、注入水から取り除くステップと、
蒸気の形成を可能にする条件下で、注入水を蒸発室内に10〜90分或いはそれ以上の平均滞留時間にわたって維持するステップと、
蒸発室は、少なくとも1つのヒートパイプを備え、各ヒートパイプを取り囲む多孔円筒体内に、封入された複数の粒子を備え、当該複数の粒子が、沸騰水により攪拌され、蒸発室に堆積したスケールと衝突し、これを除去することにより自浄されるステップと、
蒸発室で発生した蒸気を、清浄な蒸気を汚染物質を含むミストから分離するデミスタへ排出するステップと、
複数のヒートパイプで、凝縮器からの熱を回収して上側の蒸発室へ伝えるステップと、
清浄な蒸気の発生量が、デミスタからの廃棄物の発生量の少なくとも4倍となるように、デミスタ内で汚染物質を含む廃棄物から清浄な蒸気を分離するステップと、
清浄な蒸気を凝縮させて、第1の濃度よりも低い第2の濃度の、少なくとも1つの汚染物質を含む浄水を発生させるステップと、
回収される熱の量が凝縮熱の少なくとも50%になるように、凝縮器から熱を回収して上側蒸発室または予熱器へ伝えるステップと、
を含む方法。 - 前記浄水及び脱塩システムが、自浄堆積物トラップを更に含み、当該自浄堆積物トラップは、交互サンドフィルタまたは回転スクリーンを有し、新しいスクリーンへの切り換えが、装置にかかる水圧差によって行うことができ、当該回転スクリーンが、蓄積堆積物に関して特定の飽和点に達すると、当該スクリーンが堆積物により汚染されていないスクリーンに切り換えられるステップを有する、請求項15に記載の方法。
- 第1の濃度が第2の濃度の少なくとも25倍である、請求項15に記載の方法。
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