Urzadzenie do odsalania wody morskiej Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do odsalania morskiej wody za pomoca obróbki cieplnej.Znane sa dwa zasadnicze sposoby odsalania wody morskiej za pomoca ciepla, a mianowicie proces zwany procesem odparowywania wielorzutowego oraz proces zwany procesem destylacji wielokrotnej.Proces odparowywania wielorzutowego polega zasadniczo na wielostopniowym odparowywaniu strumienia zasolonej wody pod cisnieniem stopniowo malejacym, w temperaturach wynoszacych zwykle 130—20 C. Pary wytworzone w jednym stopniu skrapla sie na powierzchni chlodzonej strumieniem zimnej, zasolonej wody i otrzymuje sie w ten sposób wode odsolona. Wode zasolona kierowana do strefy odparowywania ogrzewa sie przewaznie za pomoca pary o niskiem cisnieniu.Proces wielokrotnej destylacji polega natomiast na znanym procesie kolejnego wielokrotnego odparowywania i skraplania. Pary wytworzone w jednym stopniu skrapla sie w nastepnym stopniu, powodujac powstawanie par o nizszym stopniu termicznym. W procesie tym mozna stosowac rózne sposoby ogrzewania cieczy poddawanej obróbce i odzyskiwania ciepla zawartego w produktach odciekajacych i w zaleznosci od tego rozróznia sie dwa typy procesu. Pierwszy z nich, zwany procesem zasilania wspólpradowego, polega na tym, ze wode poddawana przeróbce, korzystnie ogrzana cieplem par skraplanych kolejno w poszczególnych stopniach, wprowadza sie do stopnia o najwyzszej temperaturze i roztwór poddawany odparowywaniu plynie w tym samym kierunku co skraplane pary. Drugi z tych procesów, zwany procesem zasilania przeciwpradowego, polega na tym; ze zimny surowiec wprowadza sie do stopnia o najnizszej temperaturze i za pomoca pomp kieruje sie go do kolejnych stopni. Roztwór poddawany stezaniu plynie w kierunku przeciwnym do kierunku przeplywu par, to znaczy, ze do odparowywania roztworu w pierwszym stopniu stosuje sie pare ze stopnia drugiego, i tak dalej kolejno, zas w ostatnim stopniu ogrzewa sie za pomoca swiezej pary.Znane jest równiez specjalne urzadzenie do odsalania wody metoda destylacji wielokrotnej, opracowane przez amerykanskie przedsiebiorstwo Office Saline Water i zwane urzadzeniem VTE. Cecha tego sposobu jest stosowanie pionowych wyparek warstewkowych i kolejnego zasilania wspólpradowego albo mieszanego zasilania wspólpradowego i przeciwpradowego.Na fig. 1 przedstawiono schematycznie pionowy przekrój urzadzenia VTE, ograniczonego w celu uproszczenia do 4 wyparek warstewkowych, zasilanych kolejno wspólpradowo. Wode doprowadzana przewodem2 81 608 1 kieruje sie wymienniki ciepla 2, 3, 4 i 5 i po ogrzaniu skraplanymi oparami wprowadza ja do pierwszej wyparki 6, ogrzewanej para doprowadzana z zewnatrz przewodem 7. Para wytworzona w wyparce 6 odplywa przewodami 9 i 12 czesciowo do drugiej wyparki i przewodami 9 i 8 czesciowo do wymiennika 5, w którym ogrzewa dopro¬ wadzana wode morska i ulega skropleniu. Skropliny z wymiennika 5 rozprezaja sie w zbiorniku 10, z którego pary przeplywaja przewodami 11 i 12 do drugiej wyparki, a ciecz plynie przewodem 14 do zbiornika 13 drugiej wyparki. Dalsze wyparki pracuja w sposób analogiczny do wyzej opisanego i z ostatniej wyparki strumien oparów kieruje sie przewodem 17 do urzadzenia polaczonego ze zródlem obnizonego cisnienia, np. skraplacza barome trycznego, pompy o pierscieniu cieczowym lub pompy prózniowej. Solanke odprowadza sie z ukladu prze* wodem 20, a wode odsolona przewodem 19. Solanke z pierwszej wyparki odprowadza sie przewodem 15 za pomoca pompy 16 do drugiej wyparki.Proces VTE ma w porównaniu z procesem zwyklego odparowywania wieiorzutowego szereg zalet, przy czym niektóre z nich sa typowymi zaletami procesu destylacji wielokrotnej. Mianowicie, najwyzsze stezenie soli wystepuje tylko w tej czesci urzadzenia, w której temperatura jest najnizsza, dzieki czemu bez powstawania osadu soli na scianach urzadzenia mozna uzyskiwac wspólczynnik stezania wynoszacy okolo 3, co odpowiada zawartosci soli okolo 100 g/litr, podczas gdy przy stosowaniu zwyklych urzadzen do odparowywania wieiorzuto¬ wego osiaga sie wspólczynnik stezania tylko okolo 2. Wspólczynnik stezania oznacza stosunek ostatecznej zawartosci soli w wodzie do zawartosci soli w wodzie poddawanej procesowi. Dzieki temu, predkosc przeplywu doprowadzanej wody morskiej przy destylacji wielokrotnej maleje okolo trzykrotnie, zas stosunek ilosci wody zasolonej do ilosci wody odsolonej w jednostce czasu w procesie destylacji wielokrotnej wynosi 1,5, podczas gdy przy uzyciu procesu odparowywania wieiorzutowego, dzieki recyrkulacji wiekszosci solanki stosunek ten wzrasta do 7,5. Dzieki mniejszej predkosci przeplywu liczba stopni w procesie destylacji wielokrotnej stanowi tylko okolo 1/3 liczby stopni w procesie odparowywania wieiorzutowego o takim samym zuzyciu ciepla. Na skutek mniejszej predkosci przeplywu, prolemy hydrauliczne maja mniejsze znaczenie a zuzycie energii jest mniejsze, zas mozliwosc uzyskania wyzszego wspólczynnika wykorzystania ciepla jest tu wieksza niz przy stosowaniu odparowywania wieiorzutowego. Poza tym, do wymiany ciepla mozna wykorzystywac wieksza róznice tempera¬ tury i to zarówno przy mniejszej liczbie stopni jak i przy odparowywaniu przy stalej temperaturze w wyparce warstewkowej.Wady urzadzenia VTE sa zwiazane glównie z konstrukcja urzadzenia, a mianowicie jego poziomym poloze¬ niem, co zmusza do stosowania licznych pomp do kolejnego przepompowywania wody i wielu przewodów do prowadzenia pary. Wady te sprawiaja, ze urzadzenie tego typu nie jest o wiele korzystniejsze w porównaniu z urzadzeniem do odparowywania wieiorzutowego.Urzadzenie wedlug wynalazku nie ma opisanych wyzej wad i umozliwia prowadzenie procesu odsalania wody morskiej metoda wielokrotnej destylacji przy zachowaniu zalet wyzej wymienionych znanych urzadzen, a w szczególnosci z uniknieciem koniecznosci stosowania pomp pomiedzy poszczególnymi stadiami procesu i duzych przekrojów przewodów parowych.Urzadzenie wedlug wynalazku ma postac pionowej kolumny podzielonej na pojedyncze cylindryczne sekcje. Kazda z tych sekcji czyli dzialów sklada sie z dwóch warstewkowych wyparek majacych pionowe wiazki rurek, korzystnie o przekroju stanowiacym odcinek kola, nie osloniete od zewnatrz, i z dwóch zbiorników.Kazdy z tych zbiorników jest u dolu polaczony z górna czescia wiazki rurek wyparki tej samej sekcji, a w ostat¬ niej sekcji, w której mie ma wyparek, zbiorniki te sa polaczone z przewodem do odprowadzania solanki. Górna czesc kazdego z tych zbiorników, z wyjatkiem zbiorników w pierwszej sekcji, jest polaczona zdolna czescia wiazki rurek wyparki w sekcji polozonej bezposrednio wyzej, zas w pierwszej sekcji do górnej czesci kazdego z tych zbiorników jest przylaczony przewód doprowadzajacy wode morska. W dnie kazdego zbiornika znajduje sie przelew umozliwiajacy przeplyw solanki ze zbiornika do umieszczonej pod nim wiazki rurek wyparki, z równoczesnym zmniejszeniem róznicy cisnienia w zbiorniku i w wiazce rurek. Przelew ten moze miec postac przelewu rurowego zanurzonego albo zaworu, np. zaworu plywakowego. W górnej czesci kazdego z tych zbior¬ ników, z wyjatkiem zbiorników w pierwszej sekcji, sa wykonane otwory, ewentualnie wyposazone w urzadzenia do wychwytywania cieczy tworzacej mgle. Na dnie kazdej sekcji znajduje sie co najmniej jeden przelew syfonowy, przez który skropliny zebrane w tej sekcji kieruje sie do kolejnej sekcji nizej polozonej.Urzadzenie wedlug wynalazku jest wyposazone w wymienniki ciepla, umieszczone w kazdej sekcji, majace postac wiazki rurek, korzystnie poziomych. W wymiennikach tych woda morska jest ogrzewana za pomoca pary powstajacej w poszczególnych sekcjach. Do odprowadzania obojetnego gazu ewentualnie stosowanego w procesie i kierowania go kolejno do nastepnej sekcji, stosuje sie urzadzenia w postaci przewodów z zaworami. Urzadzenia te sluza równiez do laczenia sekcji ze zródlem obnizonego cisnienia. Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie równiez z przewodów doprowadzajacych wode morska, przewodów odprowadzajacych solanke, przewodów od-81 608 3 prowadzajacych odsolona wode i przewodów prowadzacych do zródla obnizonego cisnienia, przy czym cisnienie w urzadzeniu maleje od góry ku dolowi. Skropliny gromadza sie na dnie kazdej sekcji i sa kierowane do nastep¬ nej sekcji, dzieki czemu nie trzeba pomiedzy sekcjami wytwarzac szczelnych zamkniec mechanicznych, lecz wystarcza zamkniecie za pomoca cieczy. Mozna tez stosowac pojedyncze wyparki, osadzone na podporach pierscieniowych, co znacznie upraszcza budowe urzadzenia. Woda morska przeplywa przez wymienniki ciepla nie stykajac sie z kolumna, totez kolumna ta moze byc wykonana ze zwyklej stali weglowej/Kierowanie zasolonej wody do rurek w wyparkach odbywa sie za pomoca tulei rozdzielczych. W urzadzeniach o sredniej lub duzej zdolnosci przerobowej korzystnie stosuje sie co najmniej 15 sekcji umieszczonych w 2 kolumnach. W celu umozliwienia czyszczenia wyparek bez wyjmowania ich z kolumny, odleglosc pomiedzy poszczególnymi wypar¬ kami powinna wynosic okolo 2 m. W urzadzeniach o mniejszej zdolnosci przerobowej, majacych nie wiecej niz 10-12 sekcji w jednej kolumnie, moze byc korzystnym wyjmowac wyparki przy oczyszczaniu.Przyklad urzadzenia wedlug wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 2 przedstawia urzadzenie w przekroju pionowym, a fig. 3 w przekroju poziomym. Kolumna 1 ma dwa przewody 2 doprowa¬ dzajace wode morska, ogrzewana za pomoca wymienników ciepla 3. Woda morska jest doprowadzana do zbior¬ ników 4, a nastepnie prze? przelewy 6 splywa do pionowych wiazek rurek 8, z których w celu uproszczenia na fig. 2 uwidoczniono tylko po jednej rurce. Zbiorniki 4 sa wyposazone w otwory 7 do odprowadzania pary, przy czym w otworach tych sa umieszczone urzadzenia do usuwania mgly. Z kazdego stopnia skropl i ny, to jest destylowana wode, odprowadza sie przewodami 9 do nastepnej sekcji i przewodem 11 odprowadza sie ja z urza¬ dzenia, zas solanka odplywa z urzadzenia przewodem 10. Do pierwszego dzialu doprowadza sie przewodem 5 pare wodna, a do przeprowadzania ewentualnie stosowanego gazu obojetnego z jednej sekcji do drugiej oraz do polaczenia sekcji ze zródlem zmniejszonego cisnienia sluza przewody 12 z zaworami. Centralny przewód 13 laczy urzadzenie ze zródlem obnizonego cisnienia.Woda morska doprowadzona przewodami 2 wplywa do pierwszych zbiorników 4 i nastepnie przez przelew 6 do rurek 8 wyparki pracujacych pod zmniejszonym cisnieniem i ogrzewanych od zewnatrz zywa para dopro¬ wadzana przewodem 5. W wymienniku ciepla 3 w pierwszym dziale czynnikiem grzejnym jest zywa para, ogrze¬ wajaca morska wode. Wewnatrz rurek woda morska czesciowo odparowuje i utworzona mieszanina pary i wody splywa do nizej polozonego dzialu, w którym para oddziela sie od wody i ulatuje przez otwory z urzadzeniami do usuwania mgly, zas woda splywa przez przelew do rurek nizej polozonej wyparki, równiez pracujacej pod obnizonym cisnieniem i proces ten zachodzi dalej jak wyzej opisano. Para ulega równiez skraplaniu sie na zewnatrz rurek 8 i na zewnatrz przewodów wymiennika ciepla 3. W najnizej polozonym dziale nie ma wiazki rurek do odparowywania i ciecz odprowadza sie z tego dzialu jako solanke, zas opary skrapla sie za pomoca wymiennika ciepla 14 zasilanego woda morska. Gaz obojetny, ewentualnie stosowany, odprowadza sie prze¬ wodem 13 prowadzacym do zródla obnizonego cisnienia.Na fig. 3 uwidoczniono przekrój poziomy kolumny, przy czym widac tu dwie wiazki rurek 8 i wymiennik ciepla 3.Urzadzenie wedlug wynalazku jest znacznie prostsze w budowie i eksploatacji od znanych urzadzen, przy czym wielkosc jego jest znacznie mniejsza od znanych urzadzen lezacych, majacych podobna zdolnosc przero¬ bowa. Poszczególne sekcje urzadzenia wedlug wynalazku moga byc oddzielnie prefabrykowane i nastepnie mon¬ towane na miejscu, co znacznie zmniejsza koszty montazu i ulatwia sam montaz. PL PL PL Device for desalination of sea water The subject of the invention is a device for desalination of sea water using heat treatment. There are two basic methods of desalination of sea water using heat, namely a process called the multi-flash evaporation process and a process called the multiple distillation process. The multi-flash evaporation process basically consists in multi-stage evaporation of a stream of salty water under gradually decreasing pressure, at temperatures usually ranging from 130 to 20 C. The vapors produced in one stage are condensed on the surface cooled by a stream of cold, salty water, thus obtaining desalinated water. Saline water directed to the evaporation zone is usually heated using low-pressure steam. The multiple distillation process involves the known process of subsequent repeated evaporation and condensation. The vapor produced in one stage is condensed in the next stage, producing vapors with a lower thermal degree. In this process, various methods of heating the liquid being treated and recovering the heat contained in the leaching products can be used, and depending on this, two types of process are distinguished. The first one, called the co-current feeding process, consists in the fact that the processed water, preferably heated by the heat of the vapors condensed successively in individual stages, is introduced to the stage with the highest temperature and the evaporated solution flows in the same direction as the condensed vapors. The second of these processes, called the countercurrent feeding process, is as follows; that the cold raw material is introduced to the stage with the lowest temperature and is directed to the next stages using pumps. The solution being concentrated flows in the direction opposite to the direction of vapor flow, which means that steam from the second stage is used to evaporate the solution in the first stage, and so on, and in the last stage it is heated with fresh steam. A special device is also known. for water desalination using the multiple distillation method, developed by the American company Office Saline Water and called the VTE device. A feature of this method is the use of vertical film evaporators and successive co-current power supply or mixed co-current and counter-current power supply. Fig. 1 shows a schematic vertical cross-section of the VTE device, limited for simplicity to 4 film evaporators, successively fed with co-current. Water supplied through conduit 2 81 608 1 is directed to heat exchangers 2, 3, 4 and 5 and, after being heated with condensed vapors, it is introduced into the first evaporator 6, which is heated by steam supplied from the outside through conduit 7. The steam produced in the evaporator 6 flows partly through conduits 9 and 12 to the second evaporators and pipes 9 and 8 partly to the exchanger 5, where the supplied sea water is heated and condensed. The condensate from the exchanger 5 expands in the tank 10, from which the vapors flow through lines 11 and 12 to the second evaporator, and the liquid flows through line 14 to the tank 13 of the second evaporator. Further evaporators work in a manner analogous to the one described above and from the last evaporator the stream of vapors is directed through pipe 17 to a device connected to a reduced pressure source, e.g. a barometric condenser, a liquid ring pump or a vacuum pump. The brine is discharged from the system through conduit 20, and the desalinated water through conduit 19. The brine from the first evaporator is discharged through conduit 15, using pump 16, to the second evaporator. The VTE process has a number of advantages over the conventional multi-shot evaporation process, some of which are typical advantages of the multiple distillation process. Namely, the highest salt concentration occurs only in the part of the device where the temperature is the lowest, thanks to which, without the formation of salt deposits on the walls of the device, a concentration coefficient of approximately 3 can be obtained, which corresponds to a salt content of approximately 100 g/liter, while when using ordinary multi-flash evaporation devices achieve a concentration factor of only about 2. The concentration factor means the ratio of the final salt content in the water to the salt content in the water subjected to the process. Thanks to this, the flow rate of the supplied sea water during multiple distillation decreases approximately three times, and the ratio of the amount of saline water to the amount of desalinated water per unit of time in the multiple distillation process is 1.5, while when using the multi-shot evaporation process, thanks to the recirculation of most of the brine, this ratio increases to 7.5. Due to the lower flow rate, the number of stages in the multiple distillation process is only about 1/3 of the number of stages in the multi-shot evaporation process with the same heat consumption. Due to the lower flow speed, hydraulic problems are less important and energy consumption is lower, and the possibility of obtaining a higher heat utilization coefficient is greater than when using multi-shot evaporation. Moreover, a larger temperature difference can be used for heat exchange, both at a smaller number of degrees and when evaporating at a constant temperature in a film evaporator. The disadvantages of the VTE device are mainly related to the design of the device, namely its horizontal position, which forces the use of numerous pumps for subsequent pumping of water and many pipes for conducting steam. These disadvantages mean that this type of device is not much more advantageous compared to a multi-shot evaporation device. The device according to the invention does not have the disadvantages described above and allows the seawater desalination process to be carried out by multiple distillation while maintaining the advantages of the above-mentioned known devices, in particular avoiding the need to use pumps between individual stages of the process and large cross-sections of steam pipes. The device according to the invention has the form of a vertical column divided into individual cylindrical sections. Each of these sections or departments consists of two film evaporators having vertical bundles of tubes, preferably with a cross-section constituting a section of a circle, not covered from the outside, and two tanks. Each of these tanks is connected at the bottom to the upper part of the tube bundle of the evaporator of the same section , and in the last section, where the evaporator is located, these tanks are connected to a brine discharge pipe. The top of each of these tanks, with the exception of those in the first section, is connected to the capable portion of the evaporator tube bundle in the section immediately above it, and in the first section, a seawater supply line is connected to the top of each of these tanks. At the bottom of each tank there is an overflow enabling the brine to flow from the tank to the bundle of evaporator tubes placed beneath it, while reducing the pressure difference in the tank and the bundle of tubes. This overflow may take the form of a submerged pipe overflow or a valve, e.g. a float valve. In the upper part of each of these tanks, with the exception of the tanks in the first section, holes are made, optionally equipped with devices for capturing the liquid forming the fog. At the bottom of each section there is at least one siphon overflow, through which the condensate collected in this section is directed to the next section located below. The device according to the invention is equipped with heat exchangers placed in each section, in the form of a bundle of tubes, preferably horizontal. In these exchangers, sea water is heated by steam generated in individual sections. Devices in the form of lines with valves are used to remove inert gas possibly used in the process and direct it to the next section. These devices are also used to connect sections to a reduced pressure source. The device according to the invention also consists of seawater supply pipes, brine discharge pipes, desalinated water discharge pipes and pipes leading to the reduced pressure source, with the pressure in the device decreasing from top to bottom. Condensate accumulates at the bottom of each section and is directed to the next section, so there is no need to create tight mechanical closures between the sections, but closing them with liquid is sufficient. Single evaporators can also be used, mounted on ring supports, which greatly simplifies the construction of the device. Seawater flows through the heat exchangers without touching the column, so the column can be made of ordinary carbon steel. The salt water is directed to the tubes in the evaporators using distribution sleeves. In devices with medium or large processing capacity, it is preferable to use at least 15 sections arranged in 2 columns. In order to make it possible to clean the evaporators without removing them from the column, the distance between the individual evaporators should be approximately 2 m. In smaller capacity units, having no more than 10-12 sections in one column, it may be advantageous to remove the evaporators for cleaning. An example of a device according to the invention is shown in the drawing, in which Fig. 2 shows the device in a vertical section and Fig. 3 in a horizontal section. Column 1 has two pipes 2 supplying seawater, heated by heat exchangers 3. Seawater is fed to tanks 4 and then passed through the overflows 6 flow into vertical bundles of tubes 8, of which, for simplicity, only one tube is shown in Fig. 2. The tanks 4 are provided with openings 7 for the discharge of steam, and devices for removing mist are placed in these openings. From each stage, condensed water, i.e. distilled water, is discharged through conduits 9 to the next section and is discharged from the device through conduit 11, while the brine flows from the device through conduit 10. Water vapor is supplied to the first section through conduit 5, and to Conduits 12 with valves are used to carry the possibly used inert gas from one section to another and to connect the sections with the reduced pressure source. The central conduit 13 connects the device with a source of reduced pressure. Sea water supplied through conduits 2 flows into the first tanks 4 and then through the overflow 6 into the tubes 8 of the evaporator working under reduced pressure and heated from the outside by live steam supplied through conduit 5. In the heat exchanger 3 in In the first section, the heating medium is live steam heating sea water. Inside the tubes, sea water partially evaporates and the created steam and water mixture flows to a lower section, where the steam is separated from the water and escapes through holes with mist removal devices, while the water flows through an overflow to the tubes of a lower evaporator, also working at a reduced temperature. pressure and this process continues as described above. The vapor also condenses outside the tubes 8 and outside the tubes of the heat exchanger 3. In the lowest section there is no tube bundle for evaporation and the liquid is discharged from this section as brine, while the vapors are condensed using a heat exchanger 14 powered by sea water. The inert gas, optionally used, is discharged through a conduit 13 leading to the reduced pressure source. Fig. 3 shows a horizontal cross-section of the column, showing two bundles of tubes 8 and a heat exchanger 3. The device according to the invention is much simpler in construction and operation. than known devices, and its size is much smaller than known horizontal devices having a similar processing capacity. Individual sections of the device according to the invention can be separately prefabricated and then assembled on site, which significantly reduces assembly costs and facilitates the assembly itself. PL PL PL