RU2095114C1

RU2095114C1 - Device for demineralization of liquid

Info

Publication number: RU2095114C1
Application number: RU9494028714A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Сазонович Коротеев; Андрей Викторович Десятов; Игорь Михайлович Извольский
Original assignee: Анатолий Сазонович Коротеев; Андрей Викторович Десятов; Игорь Михайлович Извольский
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1997-11-10
Also published as: WO1996004055A1; AU3123695A; RU94028714A

Abstract

FIELD: general mechanical engineering, in particular, device for evaporation of salts from liquids. SUBSTANCE: evaporating device for water demineralization includes evaporator, water-steam heat exchanger, water-water heat exchanger, compressor and circulating, supplying and discharging pumps. Installed between water-steam heat exchanger and evaporator is hydraulic resistor in form of Venturi tube or perforated collector. Installed in steam duct, between evaporator and compressor is unit for injection of distillate in form of jet injector or nozzle and diffuser and mixer in form of chamber, and nozzles are installed between evaporator and circulating pump. EFFECT: higher efficiency. 13 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к технологическому оборудованию для обессоливания природных и промышленных вод. The invention relates to general engineering, namely to technological equipment for the desalination of natural and industrial waters.

Для выделения солей из природных и промышленных вод используют различные методы (электрокоагуляция, химическая обработка, диализ, гиперфильтрация), но наиболее высокое качество обеспечивается при выпаривании жидкости. Однако выпарные установки имеют, как правило, значительное энергопотребление и большие габариты. Для сокращения энергопотребления и габаритов в выпарных установках целесообразно использовать рекомпрессию пара. При этом вторичный пар сжимается с помощью специального устройства, его энтальпия повышается, и тепло вторичного пара используется для выпаривания исходного раствора. Various methods are used to isolate salts from natural and industrial waters (electrocoagulation, chemical treatment, dialysis, hyperfiltration), but the highest quality is ensured by evaporation of the liquid. However, evaporation plants have, as a rule, significant energy consumption and large dimensions. To reduce energy consumption and dimensions in evaporation plants, it is advisable to use vapor recompression. In this case, the secondary steam is compressed using a special device, its enthalpy increases, and the heat of the secondary steam is used to evaporate the initial solution.

Известно устройство для обессоливания промышленных вод, содержащее испаритель, выносной сепаратор, полость которого соединена с испарителем посредством циркуляционной трубы и тангенциального патрубка [1]
Недостатком известного устройства является повышенные энергозатраты в связи с отсутствием рекомпрессионного испарения.A device for desalination of industrial water, containing an evaporator, a remote separator, the cavity of which is connected to the evaporator by means of a circulation pipe and a tangential pipe [1]
A disadvantage of the known device is the increased energy consumption due to the lack of recompression evaporation.

Наиболее близким к изобретению является устройство для выпаривания солей из жидкости на основе рекомпрессионного испарения, содержащее испаритель-теплообменник, компрессор, вспомогательные емкости [2] Для испарения подают жидкость в жидкостную часть трубчатого нагревательного блока испарителя, сжимают полученные пары и подают их в паровую часть нагревательного блока, удаляют дистиллят из паровой части. Closest to the invention is a device for evaporating salts from a liquid based on recompression evaporation, containing an evaporator-heat exchanger, compressor, auxiliary tanks [2] For evaporation, liquid is supplied to the liquid part of the tubular heating unit of the evaporator, the resulting vapor is compressed and fed to the steam part of the heating block, remove the distillate from the steam part.

Недостатки известного устройства отложение солей на нагревательных поверхностях испарителя,теплообменника,большие габариты устройства,высокая температура пара за компрессором. The disadvantages of the known device is the deposition of salts on the heating surfaces of the evaporator, heat exchanger, the large dimensions of the device, the high temperature of the steam behind the compressor.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка устройства для выпаривания солей из жидкости, обладающего повышенной надежностью в эксплуатации, сравнительно низкими энергозатратами и небольшими габаритами, а также повышенным сроком службы и качеством очистки жидкости, что в итоге формирует технический результат устройства. The problem to which the invention is directed, is to develop a device for evaporating salts from a liquid, having increased reliability in operation, relatively low energy consumption and small dimensions, as well as an increased service life and quality of liquid purification, which ultimately forms the technical result of the device.

Для достижения технического результата известное устройство для выпаривания солей из жидкости, преимущественно из водных растворов, содержащее испаритель с каплеотбойником и патрубком отвода концентрата, пароводяной теплообменник, паровой контур которого сообщен посредством первого трубопровода с испарителем, сообщенным посредством второго трубопровода с водяным контуром пароводяного теплообменника, циркуляционный насос, установленный в третьем трубопроводе, связанным с пароводяным теплообменником, подающий насос и компрессор, снабжено водоводяным теплообменником, внутренний контур которого сообщен с подающим насосом, забирающим насосом, установленным в четвертом трубопроводе, соединенным с одной стороны с паровым контуром пароводяного теплообменника, а с другой стороны с внешним контуром водоводяного теплообменника, сообщенным с патрубком отвода дистиллята, узлом впрыска дистиллята для формирования мелкодисперсного парожидкостного потока на входе в компрессор, который установлен в первом трубопроводе, гидравлическим сопротивлением, размещенным во втором трубопроводе, и последовательно расположенными в третьем трубопроводе элементом преобразования кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию и смесителем, выполненным в виде камеры с конфузором на выходе и с двумя соплами, первый из которых сообщен с напорным трубопроводом, подключенным к выходу циркуляционного насоса, а второе сопло с внутренним контуром водоводяного теплообменника, причем узел впрыска дистиллята расположен в первом трубопроводе перед компрессором и сообщен своим входом с четвертым трубопроводом. To achieve a technical result, a known device for evaporating salts from a liquid, mainly from aqueous solutions, containing an evaporator with a droplet collector and a branch pipe for concentrate removal, a steam-water heat exchanger, the steam circuit of which is communicated through a first pipe with an evaporator communicated through a second pipe with a water circuit of a steam-water heat exchanger, circulation a pump installed in a third pipeline associated with a steam-water heat exchanger, a feed pump and a compressor, equipped with a water-water heat exchanger, the inner circuit of which is in communication with a feed pump, a pick-up pump installed in the fourth pipeline, connected on one side to the steam circuit of the steam-water heat exchanger, and on the other hand with the external circuit of the water-water heat exchanger, in communication with the distillate outlet pipe, the distillate injection unit for the formation of finely dispersed vapor-liquid flow at the inlet to the compressor, which is installed in the first pipeline, by hydraulic resistance, placed in the second m of the pipeline, and sequentially located in the third pipeline, the element for converting the kinetic energy of the liquid flow into potential energy and a mixer, made in the form of a chamber with a confuser at the outlet and with two nozzles, the first of which is in communication with the pressure pipe connected to the outlet of the circulation pump, and the second a nozzle with an internal circuit of a water-water heat exchanger, the distillate injection unit being located in the first pipeline in front of the compressor and communicated by its inlet to the fourth pipeline.

Кроме того, узел впрыска дистиллята состоит из распылителя и камеры, выполненной в первом трубопроводе перед компрессором, внутри последней размещен распылитель, выход которого обращен в сторону движения пара из испарителя, а вход гидравлически связан четвертым трубопроводом с выходом забирающего насоса. In addition, the distillate injection unit consists of a sprayer and a chamber made in the first pipe in front of the compressor, inside the last pipe there is a sprayer, the outlet of which is facing the direction of steam movement from the evaporator, and the inlet is hydraulically connected by the fourth pipe to the outlet of the pick-up pump.

Кроме этого, распылитель выполнен в виде центробежной форсунки или сопла. In addition, the sprayer is made in the form of a centrifugal nozzle or nozzle.

Кроме этого, элемент преобразования кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию выполнен в виде диффузора, вход которого сообщен с выходом конфузора смесителя. In addition, the element of conversion of the kinetic energy of the liquid flow into potential energy is made in the form of a diffuser, the input of which is communicated with the output of the mixer confuser.

Кроме того, элемент преобразования кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию выполнен в виде шнека, установленного на выходе из конфузора смесителя и кинематически связанного с приводом циркуляционного насоса. In addition, the element of conversion of the kinetic energy of the liquid flow into potential energy is made in the form of a screw installed at the outlet of the mixer confuser and kinematically connected with the drive of the circulation pump.

Кроме этого, первое и второе сопла смесителя расположены коаксиально, третий трубопровод соединен с камерой смесителя перпендикулярно оси сопел, а конфузор при этом расположен напротив сопел. In addition, the first and second nozzles of the mixer are located coaxially, the third pipe is connected to the mixer chamber perpendicular to the axis of the nozzles, and the confuser is located opposite the nozzles.

Кроме этого, в данном устройстве гидравлическое сопротивление расположено на конце второго трубопровода, размещенном в испарителе ниже уровня жидкости. In addition, in this device, the hydraulic resistance is located at the end of the second pipeline, located in the evaporator below the liquid level.

Кроме этого, гидравлическое сопротивление выполнено в виде трубки Вентури. In addition, the hydraulic resistance is made in the form of a venturi.

Кроме этого, гидравлическое сопротивление выполнено в виде перфорированного коллектора. In addition, the hydraulic resistance is made in the form of a perforated collector.

Кроме этого, на конце трубки Вентури установлен центробежный разделитель, ось которого соосна оси трубки и продольной оси испарителя. In addition, a centrifugal separator is installed at the end of the venturi, the axis of which is coaxial with the axis of the tube and the longitudinal axis of the evaporator.

Кроме этого, перфорированный коллектор выполнен в виде перфорированной трубки, расположенной ниже уровня жидкости под углом к продольной оси испарителя. In addition, the perforated collector is made in the form of a perforated tube located below the liquid level at an angle to the longitudinal axis of the evaporator.

Кроме этого, испаритель выполнен цилиндрической формы, а второй трубопровод размещен по касательной к поверхности испарителя с образованием тангенциального входа в испаритель. In addition, the evaporator is cylindrical in shape, and the second pipe is placed tangentially to the surface of the evaporator with the formation of a tangential entrance to the evaporator.

Известно, что каждому значению концентрации солей в растворе и его температуры соответствует определенная величина давления, при котором раствор закипает. Если давление, большее этой величины, сбросить до меньшего значения, то раствор мгновенно вскипает. При адиабатном сжатии насыщенных и сухих паров их температура возрастает весьма значительно. При сжатии влажного пара часть вкладываемой энергии уходит на испарение жидкой фазы, и температура в конце процесса сжатия оказывается значительно ниже. При падении давления ниже некоторого предела в жидких средах наблюдаются кавитационные явления. Исключить этот процесс можно за счет увеличения давления в жидкости, что может быть достигнуто гидростатическим или гидродинамическим способом. It is known that each value of the concentration of salts in the solution and its temperature corresponds to a certain pressure value at which the solution boils. If the pressure greater than this value is relieved to a lower value, then the solution instantly boils. With adiabatic compression of saturated and dry vapors, their temperature increases very significantly. When wet steam is compressed, part of the input energy is spent on the evaporation of the liquid phase, and the temperature at the end of the compression process is much lower. When pressure drops below a certain limit, cavitation phenomena are observed in liquid media. This process can be eliminated by increasing the pressure in the liquid, which can be achieved by the hydrostatic or hydrodynamic method.

В соответствии с указанными особенностями разработано выпарное устройство для обессоливания жидкости, в котором циркулирующий концентрированный раствор нагревается без кипения и образования накипи в теплообменнике и мгновенно испаряется в испарителе, в недосыщенном состоянии вторичный пар в компрессоре сжимается, перед циркуляционным насосом давление в растворе повышается за счет использования кинетической энергии потока. In accordance with these features, an evaporation device for desalting the liquid has been developed, in which the circulating concentrated solution is heated without boiling and scale formation in the heat exchanger and instantly evaporates in the evaporator, in the unsaturated state, the secondary vapor in the compressor is compressed, and the pressure in the solution increases before the circulation pump by using kinetic energy flow.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - выполнение испарителя с гидравлическим сопротивлением вариант 1; на фиг. 3 - вариант II выполнения гидравлического сопротивления; на фиг. 4 выполнение гидравлического сопротивления в виде перфорированного коллектора; на фиг. 5
вариант выполнения испарителя с тангенциальным входом; на фиг. 6 сечение А-А на фиг.5; на фиг. 7 выполнение узла впрыска дистиллята; на фиг. 8 - выполнение распылителя узла впрыска в виде сопла; на фиг. 9 выполнение распылителя узла впрыска в виде центробежной форсунки; на фиг. 10 выполнение смесителя и диффузора; на фиг. 11 выполнение смесителя и шнека.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a device; in FIG. 2 - the implementation of the evaporator with hydraulic resistance option 1; in FIG. 3 - option II perform hydraulic resistance; in FIG. 4 performance of hydraulic resistance in the form of a perforated collector; in FIG. 5
embodiment of the evaporator with tangential inlet; in FIG. 6 section AA in figure 5; in FIG. 7 the implementation of the injection unit of the distillate; in FIG. 8 - the implementation of the spray node injection in the form of a nozzle; in FIG. 9 the implementation of the spray node injection in the form of a centrifugal nozzle; in FIG. 10 implementation of the mixer and diffuser; in FIG. 11 the implementation of the mixer and auger.

Устройство содержит теплоизолированный испаритель 1, в котором размещаются каплеотбойник 2 и патрубок 3 отвода концентрата, а также патрубки 4 и 5 соответственно забора раствора и вторичного пара. Пароводяной теплообменник 6, паровой контур которого соединен посредством первого трубопровода 7 с испарителем 1, сообщенным посредством второго трубопровода 8 с водяным контуром пароводяного теплообменника 6. The device comprises a thermally insulated evaporator 1, in which a droplet eliminator 2 and a concentrate discharge pipe 3 are located, as well as nozzles 4 and 5, respectively, of a solution intake and secondary steam. Steam-water heat exchanger 6, the steam circuit of which is connected by means of the first pipe 7 to the evaporator 1, in communication through the second pipe 8 with the water circuit of the steam-water heat exchanger 6.

Циркуляционный насос 9 (фиг.1), установленный в третьем трубопроводе 10, сообщен посредством его с одной стороны с водяным контуром теплообменника 6, а с другой стороны с элементом преобразования кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию и далее со смесителем 11, выполненным в виде камеры 12 с конфузором 13 на выходе и с двумя соплами 14 и 15 на входе. Сопло 14 смесителя 11 соединено с напорным трубопроводом 16, подключенным к выходу циркуляционного насоса 9, а сопло 15 с внутренним контуром водоводяного теплообменника 17 (фиг.10 и 11). The circulation pump 9 (Fig. 1) installed in the third pipeline 10 is communicated by means of it, on the one hand, to the water circuit of the heat exchanger 6, and, on the other hand, to the element for converting the kinetic energy of the liquid flow into potential energy and then to the mixer 11 made in the form cameras 12 with a confuser 13 at the outlet and with two nozzles 14 and 15 at the inlet. The nozzle 14 of the mixer 11 is connected to the pressure pipe 16 connected to the output of the circulation pump 9, and the nozzle 15 with the inner circuit of the water-water heat exchanger 17 (Fig.10 and 11).

Сопла расположены коаксиально относительно друг друга, перпендикулярно к камере 12 присоединен трубопровод, сообщенный с патрубком 4. Подаваемые по соплам 14 и 15 потоки жидкости смешиваются, причем их температура становится ниже температуры потока в патрубке 4. Осевой поток, истекающий из сопел и имеющий большую скорость, эжектируют поток жидкости, поступающей из патрубка 4. В диффузоре 19 скорость суммарного потока падает, а давление растет. Таким образом, давление потока в трубопроводе 10 выше, а температура ниже, чем в трубопроводе на выходе из патрубка 4. Это исключает кавитацию в насосе и исключает отложения на стенках в трубопроводах в циркуляционном контуре, повышает устойчивость работы устройства. The nozzles are located coaxially relative to each other, a pipe connected to the nozzle 4 is connected perpendicularly to the chamber 12. The fluid flows supplied through the nozzles 14 and 15 are mixed, and their temperature drops below the temperature of the flow in the nozzle 4. The axial flow flowing from the nozzles and having a high speed eject the fluid flow coming from the nozzle 4. In the diffuser 19, the velocity of the total flow decreases, and the pressure increases. Thus, the flow pressure in the pipeline 10 is higher, and the temperature is lower than in the pipeline at the outlet of the pipe 4. This eliminates cavitation in the pump and eliminates deposits on the walls in the pipelines in the circulation circuit, increases the stability of the device.

Узел 18 впрыска дистиллята предназначенный для формирования мелкодисперсного парожидкостного потока, с помощью трубопровода 7 (фиг.1) соединен с компрессором (газодувкой) 20, сообщенным посредством трубопровода 7 с паровым контуром пароводяного теплообменника 6. Паровой контур теплообменника 6 соединен с помощью четвертого трубопровода 21 с забирающим насосом 22, который трубопроводом 23 сообщен с водоводяным теплообменником 17, а трубопроводом 24 с узлом 18 впрыска дистиллята. The distillate injection unit 18 intended for the formation of a finely dispersed vapor-liquid flow is connected via a pipeline 7 (Fig. 1) to a compressor (gas blower) 20 connected through a pipeline 7 to the steam circuit of the steam-water heat exchanger 6. The steam circuit of the heat exchanger 6 is connected via the fourth pipe 21 s a pick-up pump 22, which is connected by a pipe 23 to a water-water heat exchanger 17, and a pipe 24 to a distillate injection unit 18.

Водоводяной теплообменник 17 с помощью трубопровода 25 соединен со смесителем 11. Трубопроводы связанные с испарителем, смесителем, пароводяным теплообменником теплоизолированы от окружающей среды теплоизолирующим материалом, например минеральной ватой. The water-water heat exchanger 17 is connected via a pipeline 25 to the mixer 11. The pipelines connected to the evaporator, the mixer, and the steam-water heat exchanger are thermally insulated from the environment by an insulating material, for example mineral wool.

Гидравлическое сопротивление может быть расположено в различных местах трубопровода 8, согласно изобретению оно расположено на конце трубопровода 8 (фиг. 2-4), размещенного в испарителе ниже уровня жидкости. The hydraulic resistance can be located in different places of the pipeline 8, according to the invention it is located at the end of the pipeline 8 (Fig. 2-4), located in the evaporator below the liquid level.

В одном варианте сопротивление выполнено в виде различных модификаций трубки 26 Вентури (фиг.2 и 3), а в другом варианте в виде перфорированного коллектора по форме перфорированной трубки 27, расположенной ниже уровня жидкости под углом к продольной оси испарителя. На фиг. 4 изображена трубка 27 под прямым углом к продольной оси испарителя. In one embodiment, the resistance is made in the form of various modifications of the venturi 26 (figure 2 and 3), and in another embodiment, in the form of a perforated collector in the form of a perforated tube 27 located below the liquid level at an angle to the longitudinal axis of the evaporator. In FIG. 4 shows tube 27 at right angles to the longitudinal axis of the evaporator.

Функционально все перечисленные конструкции гидравлического сопротивления выполняют одну функцию разделение перегретого и насыщенного раствора. Это необходимо для исключения образования отложений при перегреве и обеспечения заданного расхода в циркуляционном контуре. Functionally, all of the listed hydraulic resistance designs perform one function of separating superheated and saturated solutions. This is necessary to avoid the formation of deposits during overheating and to ensure a given flow rate in the circulation circuit.

Диаметр отверстий в перфорированном коллекторе выбирают так, чтобы их суммарная площадь была на 15-20% меньше площади проходного сечения трубки 27 коллектора (фиг. 4). За счет напора, создаваемого насосом 9, и гидравлического сопротивления давление в трубопроводе 8 поддерживается на 30-40% выше, чем в испарителе 1, что соответствует при заданной температуре жидкости перегретому состоянию в трубопроводе 8 по отношению к насыщенному состоянию в испарителе 1. The diameter of the holes in the perforated collector is chosen so that their total area is 15-20% less than the area of the bore of the collector tube 27 (Fig. 4). Due to the pressure created by the pump 9 and hydraulic resistance, the pressure in the pipe 8 is maintained 30-40% higher than in the evaporator 1, which corresponds to a superheated state in the pipe 8 at a given liquid temperature in relation to the saturated state in the evaporator 1.

Применение в качестве гидравлического сопротивления различные конструкции типа трубки Вентури позволяет регулировать сопротивление и поддерживать заданный расход в циркуляционном контуре. Действительно, при стационарной работе установки гидравлическое сопротивление трубки Вентури (фиг.2) определяется, в основном, диаметром горла, который выбирается как 0,3-0,5 от диаметра трубопровода 8. При этом в горле скорость потока растет, а давление падает, и часть жидкости вскипает. Увеличение удельного объема потока за счет вскипания приводит к резкому увеличению гидравлического сопротивления разделительного узла, что в свою очередь ограничивает увеличение циркуляционного расхода. Аналогично уменьшение циркуляционного расхода приводит к более резкому уменьшению гидравлического сопротивления, и расход возрастает. Таким образом, трубка Вентури обеспечивает необходимое гидравлическое сопротивление между перегретым раствором в трубопроводе 8 и насыщенным раствором в испарителе 1, причем величина гидравлического сопротивления автоматически изменяется при колебаниях расхода в циркуляционном контуре, что обеспечивает более устойчивую работу циркуляционного контура в целом. The use of various designs as a venturi as hydraulic resistance allows you to adjust the resistance and maintain a given flow rate in the circulation circuit. Indeed, during stationary operation of the installation, the hydraulic resistance of the venturi (Fig. 2) is determined mainly by the diameter of the throat, which is selected as 0.3-0.5 of the diameter of the pipe 8. In this case, the flow rate in the throat increases and the pressure drops, and part of the liquid boils. The increase in the specific volume of the flow due to boiling leads to a sharp increase in the hydraulic resistance of the separation unit, which in turn limits the increase in circulation flow. Similarly, a decrease in circulation flow leads to a sharper decrease in hydraulic resistance, and the flow increases. Thus, the venturi provides the necessary hydraulic resistance between the superheated solution in the pipe 8 and the saturated solution in the evaporator 1, and the hydraulic resistance automatically changes with flow fluctuations in the circulation circuit, which ensures more stable operation of the circulation circuit as a whole.

Узел гидросопротивления может быть выполнен в виде конструкции, совмещающей особенности трубки Вентури и центробежного разделителя. При этом центробежные силы создаются либо за счет устройства с направляющими лопатками (фиг. 3), либо за счет тангенциального входа в испаритель (фиг. 5 и 6). В этом случае разделение перегретого раствора в трубопроводе 8 и насыщенного раствора в испарителе 1 осуществляется за счет гидросопротивления разделительного узла, а наличие центробежных сил приводит к уменьшению уноса капель с паром, что повышает качество дистиллята и устойчивость работы устройства в целом. The hydraulic resistance unit can be made in the form of a design combining the features of a venturi and a centrifugal separator. In this case, centrifugal forces are created either due to the device with guide vanes (Fig. 3), or due to the tangential entry into the evaporator (Figs. 5 and 6). In this case, the separation of the superheated solution in the pipe 8 and the saturated solution in the evaporator 1 is carried out due to the hydroresistance of the separation unit, and the presence of centrifugal forces reduces the entrainment of droplets with steam, which increases the quality of the distillate and the stability of the device as a whole.

Узел впрыска дистиллята состоит из распылителя 28 и камеры 29 (фиг.7), выполненной в трубопроводе 7 перед компрессором 20, внутри последней размещен распылитель 28, выход которого обращен в сторону движения пара из испарителя 1, а вход гидравлически связан трубопроводом 24 с выходом забирающего насоса 22 для подачи горячего дистиллята. The distillate injection unit consists of a sprayer 28 and a chamber 29 (Fig. 7), made in a pipe 7 in front of the compressor 20, a sprayer 28 is placed inside the latter, the outlet of which is facing the direction of steam movement from the evaporator 1, and the inlet is hydraulically connected by a pipe 24 to the outlet of the pickup a pump 22 for supplying hot distillate.

Распылитель может быть выполнен в виде центробежной форсунки 30 (фиг. 8) или сопла 31 (фиг.9), диаметр которых составляет тысячные доли диаметра трубопровода 7. Это позволяет распылить в потоке пара подаваемую жидкость (дистиллят), формируя таким образом мелкодисперсное состояние потока. Пар становится из сухого в парубке 5 влажным в трубопроводе 7. Участок трубопровода 7 за узлом и впрыска дистиллята длиной порядка 10, где диаметр камеры 29, выполнен прямым для обеспечения лучшего смешения пара и жидкости (дистиллята). Сжатие влажного пара приводит к снижению температуры в компрессоре по сравнению со сжатием сухого пара, уменьшает потери тепла и повышает устойчивость работы устройства. The spray can be made in the form of a centrifugal nozzle 30 (Fig. 8) or nozzle 31 (Fig. 9), the diameter of which is thousandths of the diameter of the pipeline 7. This allows you to spray the supplied fluid in the steam stream (distillate), thereby forming a finely divided flow state . The steam becomes dry in the steam 5 wet in the pipe 7. The section of the pipe 7 behind the node and the injection of distillate with a length of about 10, where the diameter of the chamber 29 is made straight to provide better mixing of steam and liquid (distillate). Compression of wet steam leads to a decrease in temperature in the compressor compared to compression of dry steam, reduces heat loss and increases the stability of the device.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Исходный раствор с солесодержанием 0,1-10% с помощью подающего насоса 32 подается в водоводяной теплообменник 17. Из водоводяного теплообменника 17 исходный раствор подается в смеситель и далее в водяной контур пароводяного теплообменника 6. Из водяного контура пароводяного теплообменника 6 исходный раствор через гидравлическое сопротивление подается в испаритель 1. При этом вентили 33,34,35 и 36 открыты, вентили 37,38,39 закрыты. An initial solution with a salinity of 0.1-10% is supplied via a feed pump 32 to the water-to-water heat exchanger 17. From the water-water heat exchanger 17, the initial solution is supplied to the mixer and then to the water circuit of the steam-water heat exchanger 6. From the water circuit of the steam-water heat exchanger 6, the initial solution through hydraulic resistance fed to the evaporator 1. In this case, the valves 33,34,35 and 36 are open, the valves 37,38,39 are closed.

После заполнения испарителя до контрольного уровня включается циркуляционный насос 9 и компрессор (газодувка) 20. При этом вентили 34,38,35,36 открыты, вентили 33,37,39 закрыты. After filling the evaporator to the control level, the circulation pump 9 and the compressor (gas blower) 20 are turned on. In this case, the valves 34,38,35,36 are open, the valves 33,37,39 are closed.

После того, как температура раствора достигает температуры кипения, вентиль 35 закрывается и устройство переходит на работу в рабочем режиме. При этом вентили 33,34,36,37,39 открыты, вентили 35,38 закрыты. After the temperature of the solution reaches the boiling point, the valve 35 closes and the device switches to operation in operating mode. In this case, the valves 33,34,36,37,39 are open, the valves 35,38 are closed.

Исходный раствор с помощью подающего насоса 32 подается в водоводяной теплообменник 17, где нагревается отходящим дистиллятом. Далее нагретый исходный раствор смешивается с горячим концентрированным раствором. В камеру смешения подается исходный раствор из теплообменника 17, раствор низкого давления из испарителя 1 и часть расхода раствора высокого давления, забираемого за циркуляционным насосом 9. Полученная смесь подается циркуляционным насосом 9 в водяной контур пароводяного теплообменника 6, где перегревается вторичным паром. Перегретый раствор из пароводяного теплообменника 6 проходит через гидравлическое сопротивление (фиг.1) и попадает в полость низкого давления испарителя 1. Здесь раствор мгновенно вскипает. За счет перехода части растворителя в пар концентрация раствора увеличивается. Основная масса раствора забирается через патрубки 4 и подается в камеру 12 смесителя 11 (фиг. 10,11), а часть отбирается через патрубок 3 концентрата для дальнейшего сброса, переработки или захоронения. The initial solution is supplied by means of a feed pump 32 to a water-water heat exchanger 17, where it is heated by the waste distillate. Next, the heated stock solution is mixed with the hot concentrated solution. The initial solution from the heat exchanger 17, the low-pressure solution from the evaporator 1, and part of the flow rate of the high-pressure solution taken after the circulation pump 9 are fed into the mixing chamber. The resulting mixture is fed by the circulation pump 9 to the water circuit of the steam-water heat exchanger 6, where it is overheated with secondary steam. The superheated solution from the steam-water heat exchanger 6 passes through the hydraulic resistance (Fig. 1) and enters the low pressure cavity of the evaporator 1. Here, the solution instantly boils. Due to the conversion of part of the solvent to steam, the concentration of the solution increases. The bulk of the solution is taken through the nozzles 4 and fed into the chamber 12 of the mixer 11 (Fig. 10,11), and part is taken through the nozzle 3 of the concentrate for further discharge, processing or disposal.

Вторичный пар проходит через каплеотбойники 2 и через патрубок 5 попадает в узел впрыска дистиллята. Увлажненный пар сжимается в компрессоре (газодувке) 20, и его энтальпия повышается. В пароводяном теплообменнике 6 вторичный пар конденсируется, нагревая при этом циркулирующий в водяном контуре раствор. Secondary steam passes through the drop eliminators 2 and through the pipe 5 enters the distillate injection unit. Humidified steam is compressed in the compressor (gas blower) 20, and its enthalpy rises. In the steam-water heat exchanger 6, the secondary steam condenses, thereby heating the solution circulating in the water circuit.

Из пароводяного теплообменника 6 дистиллят забирается насосом 22 и подается в водоводяной теплообменник 17. Часть дистиллята отбирается в узел впрыска дистиллята для увлажнения вторичного пара. From the steam-water heat exchanger 6, the distillate is taken by the pump 22 and fed to the water-water heat exchanger 17. A part of the distillate is taken to the distillate injection unit to moisten the secondary steam.

В водоводяном теплообменнике 17 дистиллят охлаждается, отдавая тепло исходному раствору. После водоводяного теплообменника 13 дистиллят направляется потребителю. При концентрировании раствором до концентрации солей, существенно меньших насыщенного состояния по растворимости, вместо компрессора 20 можно использовать газодувку или вентилятор. In the water-water heat exchanger 17, the distillate is cooled, giving off heat to the initial solution. After water-water heat exchanger 13, the distillate is sent to the consumer. When the solution is concentrated to a concentration of salts substantially less than the saturated state in terms of solubility, a gas blower or fan can be used instead of compressor 20.

Устройство может быть использовано для опреснения соленой воды, концентрирования технологических растворов различного назначения, очистки промышленных сточных вод. The device can be used for desalination of salt water, concentration of technological solutions for various purposes, industrial wastewater treatment.

Применение изобретения позволяет повысить надежность в эксплуатации, снизить энергозатраты на выпаривание солей и повысить при этом качество очистки жидкости. The use of the invention allows to increase reliability in operation, reduce energy consumption for evaporation of salts and increase the quality of liquid purification.

Устройство осуществимо при помощи использования известных средств производства с использованием существующих технологий. The device is feasible using known means of production using existing technologies.

Claims

1. A device for desalting a liquid, comprising an evaporator with a droplet collector and a branch pipe for concentrate removal, a steam-water heat exchanger, the steam circuit of which is communicated by means of a first pipe with an evaporator communicated by a second pipe with a water circuit of a steam-water heat exchanger, a circulation pump installed in a third pipe connected to the steam-water heat exchanger, feed pump and compressor, characterized in that it is equipped with a water-to-water heat exchanger, the inner circuit of which generalized with a feed pump, a pick-up pump installed in the fourth pipeline, connected on one side to the steam circuit of the steam-water heat exchanger, and on the other hand, to the external circuit of the water-water heat exchanger in communication with the distillate discharge pipe, the distillate injection unit for forming a finely dispersed vapor-liquid stream at the inlet the compressor, which is installed in the first pipe, hydraulic resistance, placed in the second pipe, and sequentially located in the third pipe a water element with the conversion of the kinetic energy of the liquid flow into potential energy and a mixer made in the form of a chamber with a confuser at the outlet and with two nozzles, the first of which is connected with a pressure pipe connected to the outlet of the circulation pump, and the second nozzle with an internal circuit of a water-water heat exchanger moreover, the distillate injection unit is located in the first pipe in front of the compressor and is communicated by its inlet to the fourth pipe.

2. The device according to claim 1, characterized in that the distillate injection unit consists of a sprayer and a chamber made in the first pipe in front of the compressor, a sprayer is placed inside, the inlet of which is hydraulically connected to the fourth pipe with the output of the pick-up pump, and the sprayer output is turned in the direction of movement vapor from the evaporator.

3. The device according to claim 2, characterized in that the sprayer is made in the form of a centrifugal nozzle.

4. The device according to claim 2, characterized in that the atomizer is made in the form of a nozzle.

5. The device according to claim 1, characterized in that the element for converting the kinetic energy of the liquid flow into potential energy is made in the form of a diffuser, the input of which is communicated with the output of the mixer confuser.

6. The device according to claim 1, characterized in that the element for converting the kinetic energy of the liquid flow into potential energy is made in the form of a screw installed at the outlet of the mixer confuser and kinematically connected to the circulation pump drive.

7. The device according to claim 1, characterized in that the first and second nozzles of the mixer are located coaxially, the third pipeline is connected to the chamber perpendicular to the axis of the nozzles, and the confuser is located coaxially with the nozzles.

8. The device according to claim 1, characterized in that the hydraulic resistance is located at the end of the second pipe, located in the evaporator below the liquid level.

9. The device according to claim 8, characterized in that the hydraulic resistance is made in the form of a venturi.

10. The device according to claim 8, characterized in that the hydraulic resistance is made in the form of a perforated collector.

11. The device according to claim 9, characterized in that a centrifugal separator is installed at the end of the venturi, the axis of which is coaxial with the axis of the tube and the longitudinal axis of the evaporator.

12. The device according to claim 10, characterized in that the perforated collector is made in the form of a perforated tube located below the liquid level at an angle to the longitudinal axis of the evaporator.

13. The device according to claim 1, characterized in that the evaporator is cylindrical in shape, and the second pipe is placed tangentially to the surface of the evaporator with the formation of the tangential component of the fluid flow.