PL111885B1 - Method of multi-expansion water desalting - Google Patents

Description

***^*r+******w^*^imr^^m^^^f*m^r^w*^*w!*+—Eeifm^^EF*^^ Twórca wynalazku: Giorgio Pagni * Uprawniony z patentu: Snamprogetti S,p.A., Mediolan (Wlochy) Sposób wieloekspansyjn#go oddalania wody Przedmiotem wynalazku jest sposób wieloekspansyjnego odsalania wody, zwlaszcza umozliwiajacy latwa regulacje procesu.Sposób odsalania wody odnosi sie do wieloekspansyjoego albo nazywanego inaczej wielokrotnego rozprezania, który jest równoczesnie podatny na regulacje procesu -odsalania. W sposobie wedlug wynalazku prowadzi sie w urzadzeniu regulacje poziomu roztworu wody brakicznej lub kondensatu w stopniach odparowujacych wieloekspan- syjnego procesu odsalania.Wieloekspansyjne, termiczne procesy odsalania znane sa zasadniczo jako skladajace sie z serii rozprezen, w okre¬ slonej ilosci kolejnych stopni, strumienia wody brakicznej, przy Zmniejszajacym sie stopniowo dóaieniu w zakresie temperatur zawartych zwykle pomiedzy 125 °C a 25 9C.Opary wciagane do kazdego pojedynczego stopnia odparo¬ wania tdegaja kondensacji na powierzchni chlodzonej przez strumien zimnej wody brakiczaej, która, ogrzewa sie, zas otrzymany kondensat jest docelowym produktem — slodka woda.Jedna z powazniejszych niedogodnosci tego rodzaju instalacji jest problem transportu wody brakicznej i wody kondensacyjnej z jednego stopnia do nastepnego, lub ich opróznianie, bez wywolania bardzo duzego gromadzenia sie roztworu w poszczególnych stopniach. Przemieszczanie roztworu z jednego stopnia do nastepnego dokonuje sie zazwyczaj za pomoca przelewu zatopionego.Przy rozprezaniu nastepuje rozproszenie sie energii cisnienia statycznego roztworu i mozliwej do uzyskania 10 15 20 30 wwokosej feydraultezaej. W takim przypadku, oo latwo mozna zauwazyc, mak* zmiany nateatnia przeplywu cieczy wywob» znaczne mimy poziomu cieczywpoazczejoiaydi stopniach, c*fgo rewjkaum jeat bardzo duse nagnomadtenie «i* rourworu lub, przeciwni*, czesciowe oprózauok sie stopnia z przeplywem oparów da stopnia nastepnego.Wklad staje m aiestaJHJoy i trudny do regulacji Z tego wzgledu d**y si* de tego, aby instalacje takje pracowaly pod rygorystycznie stalym obciazeniem, a poazemetae stopnie odparowywania zaopatruje sin w nwikniter ot¬ wory, pozwalajace na regulacje poziomu roztworu wadza**ego z zewnatrz, Podczas ekspansji plynu w zalanym przejawie, woda brakiczna i wyrworzepa para tworza mieszanine ciecz-para, co powoduje obnizenie sie PtfffrtTFi wlasciwego roztworu i dalsze jiiruriwifnje w sterowaniu procesem destyliteji.Cekm wynalazku jest podanie sposobu, który eliminuje niestabilnosc dzialania znanych instalacji, czyniac je po~ . damymi na regulacje przez umo^iwienie latwefo i bez¬ piecznego sterowania poziomem roztworu w stopnjacji odparowywania instalacji wj^efcspansyjnej.Cel wynalazku osiagnieto przez opracowanie spoeotoi wieloekspansyjnego odsajania wody, w którym wstepny stopien odparowania prowadzi sie w urzadzeniu npda^i poziomu wody brakicznej albo kondensatu, WJilfyy* wymiary odpowiadajace wymiarom plyty rozdzielajacej oba kolejne stopnie i wielkosci dna stopnia i majacego w górnej swojej czesci szczeliny, korzystnie prostokatne, pozwalajace na wieksze od nominalnego natezenia przeply¬ wu, a w komorze wstepnej prowadzi sie proces ciagly, 111 885msfs w warunkach odparowywania, podczas pracy instalacji pod obciazeniem nominalnym lub mniejszym.. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawiaja fragment instalacji wielostopniowego odparowywania, w któ¬ rej przy wejsciu do kazdego pojedynczego stopnia umiesz¬ czono urzadzenie do automatycznej regulacji, zarówno dla strumienia wody brakicznej jak i kondensatu, schematycznie fig. 3 i 4 — urzadzenie stanowiace wstepny stopien od¬ parowania. Schematycznie wstepny stopien 1 odparowy¬ wania majacy scisle okreslona wielkosc i przylegajacy z jednej strony do rozdzielajacej plyty 2, pomiedzy danym stopniem odparowywania i nastepnym, a z drugiej do dna 3 tego stopnia. W górnej czesci komory wstepnego stopnia 1 odparowania sa usytuowane szczeliny 4, korzystnie o prze¬ kroju poprzecznym prostokatnym. Szczeliny 1 maja wy¬ miary pozwalajace na wieksze od nominalnego natezenie przeplywu, przykladowo od 20 do 30%, przy spadku cisnienia A? równym sumie róznicy cisnien PiP0, gdzie Pt i P0 sa cisnieniamipanujacymi w dwóch kolejnych stopniach, i równowaznej róznicy wysokosci hydraulicznej yAH0 gdzie y jest wlasciwym ciezarem roztworu, a JHq jest róz¬ nica poziomów w dwóch kolejnych stopniach.Powierzchnia przekroju poprzecznego przelotu w dolnej, zamknietej czesci 5 jest duza tak, ze spadek cisnienia roztwo¬ ru jest pomijalnie maly. W tych warunkach urzadzenie dziala jak uwidoczniono na fig. 3. Spadek cisnienia jest zlokalizowany na szczelinach, a odparowanie zachodzi u ich wylotu. Przy zmniejszeniu obciazenia do wartosci nominalnej lub mniejszej, komora od strony doplywu opróznia sie, a wysokosc hydrauliczna staje sie ujemna.Umozliwia cieczy wypelnienie szczelin wylotowych ciecza tylko kosztem jej energii cisnieniowej, przechodzac w ten • sposób w stan przesycenia, co powoduje powstanie pary.Powstala para, dzieki swojej wiekszej objetosci wlasciwej w stosunku do roztworu, zajmie czesc przekroju szczelin i przejmie szczeliny przeznaczone dla cieczy. Uklad zmierza do samoregulacji, zapobiegajac opróznieniu stopnia, a jednoczesnie jest hamowany przeplyw oparów z komory do nastepnej, jak równiez hamowane sa towarzy¬ szace objawy niestabilnosci.Na fig. 4 uwidoczniono poziom roztworu w trakcie normalnej pracy, w wstepnym stopniu odparowywania roztwór wznosi sie na wysokosc wynikajaca z wlasnego cisnienia parcialnego, przy czym wysokosc ta jest wyzsza niz poczatkowa oraz powoduje wyplyw oparów. Zajmuje czesc przekroju poprzecznego przeznaczonego dla doplywu cieczy i ustala poziom roztworu dzialajac jak zawór regula¬ cyjny.Jak opisano, szczeliny maja wymiary umozliwiajace wiekszy od nominalnego przeplyw objetosci cieczy, a komora wstepna pracuje stale w warunkach odparowywania, pod¬ czas pracy pod obciazeniem nominalnym lub nizszym.Przyklad I. Majac dane nastepujace warunki po* miedzy dwoma kolejnymi etapami: temperature tj = = 83°C i t2 = 80°C natezenie przeplywu cieczy L = 67000 kg/h 66,614 kg/h natezenie przeplywu pary wodnej V = 0 V = 386 kg/h róznica cisnien pomiedzy dwoma etapami 2fH = 458 mm H20. Obliczenie etapu odparowy¬ wania nitowego: 25 30 35 40 45 50 55 €0 Qj-82,% kcal/kg 03=79,95 kcal/kg Q =3,01 kcal/kg temperaturze 80°C H3 = 0,0055 kg. 10 15 20 Entalpia HaO w temperaturze 83 °C EntalpiaH20 w temperaturze 80 °C Róznica entalpii Cieplo parowania wody w =551,2 kcal/kg Ilosc wytworzonej pary wodnej = 3,01/551,2 paryH30/kgHaO Calkowita ilosc wytworzonej pary wodnej = 67000x x 0,0055 = 386 kg/h.Przyjmujac jako poziom zerowy cieczy poziom szczelin* przy wymienionych warunkach stwierdzono eksperymen¬ talnie, ze wspólczynnik wyplywu !P ma wartosc 0,75 tak, ze calkowita powierzchnia przekroju poprzecznego szczelia jest wyliczona jak nastepuje: Predkosc wyplywu V = J^2 g AU m/s Natezenie przeplywu q = Poniewaz gestosc wody w temperaturze 83°C wynosi y = = 970 kg/m3, calkowita powierzchnia S przekroju poprzecz¬ nego szczelin równa sie; S = 67000 . fagAH y3600 0,75-19,62.0,458.970.3600 = 0,00853 m2.Calkowita powierzchnia przekroju poprzecznego szczelin ma 8530 mm2. Wykonane jest 29 szczelin majacych kazda wysokosc 98 mm i szerokosc 3 mm.Przyklad II. Wprzypadku, gdynatezenie przeplywu cieczy zwieksza sie do 75000 kg/h oraz róznica cisnien, pomiedzy dwoma etapami ma stala wartosc 458 mm H20 jak poprzednio, przy stalym przekroju poprzecznym szczelin wspólczynnik wyplywu W jak stwierdzono doswiad¬ czalnie, ma wartosc 0,758. Róznica poziomów cieczy w ko¬ morze, w której cisnienie ma wyzsza wartosc jest: y/AH=—=2 75000 ¥ s/2jy s-3600 0,758.19,62.970.3600.0,00853 stad ^AH = 0,7499 i AH = 0,563 m.Jak przedstawiono to w przykladzie I wzrost róznicy poziomów cieczy jest 0,563 — 0,458 = 0,105 m.Nalezy zaznaczyc, ze warunki pracy jak temperatura i cisnienie sa stale w procesie odsalania, niezaleznie od zmian natezenia przeplywuplynu.Zastrzezenie patentowe Sposób wieloekspansyjnego odsalania wody, zwlaszcza umozliwiajacy latwa regulacje procesu, znamienny tym, ze wstepny stopien odparowania prowadzi sie w urzadzeniu regulacji poziomu wody brakicznej albo kondensatu, majacego wymiary odpowiadajace wymiarom plyty rozdzie¬ lajacej oba kolejne stopnie i wielkosci dna tego samego stopnia i majacego w górnej swojej czesci szczeliny, ko¬ rzystnie prostokatne, pozwalajace na wieksze od nominalne¬ go natezenie przeplywu, a w komorze wstepnej prowadzi sie proces ciagly, w warunkach odparowywania, podczas pracy instalacji pod obciazeniem nominalnym lub mniej¬ szym.111 885 Hg.1 / / Wl%4'/ --^ 3K / • / M F_eg._2111885 Fig.3 5 ^ ^-2 Ti- —i Fig.4 LDD Z-cl 2, z. 6GS/1400/S1, n. 115+20 egz.Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wieloekspansyjnego odsalania wody, zwlaszcza umozliwiajacy latwa regulacje procesu, znamienny tym, ze wstepny stopien odparowania prowadzi sie w urzadzeniu regulacji poziomu wody brakicznej albo kondensatu, majacego wymiary odpowiadajace wymiarom plyty rozdzie¬ lajacej oba kolejne stopnie i wielkosci dna tego samego stopnia i majacego w górnej swojej czesci szczeliny, ko¬ rzystnie prostokatne, pozwalajace na wieksze od nominalne¬ go natezenie przeplywu, a w komorze wstepnej prowadzi sie proces ciagly, w warunkach odparowywania, podczas pracy instalacji pod obciazeniem nominalnym lub mniej¬ szym.111 885 Hg.1 / / Wl%4'/ --^ 3K / • / M F_eg._2111885 Fig.3 5 ^ ^-2 Ti- —i Fig.4 LDD Z-cl 2, z. 6GS/1400/S1, n. 115+20 egz. Cena 45 zl PL