RU2234355C1 - Evaporative desalting plant - Google Patents
Evaporative desalting plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234355C1 RU2234355C1 RU2003127362/15A RU2003127362A RU2234355C1 RU 2234355 C1 RU2234355 C1 RU 2234355C1 RU 2003127362/15 A RU2003127362/15 A RU 2003127362/15A RU 2003127362 A RU2003127362 A RU 2003127362A RU 2234355 C1 RU2234355 C1 RU 2234355C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporator
- vortex
- heat exchanger
- heat
- circulation circuit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Abstract
Description
Предложен опреснитель преимущественно для дистилляционного получения пресной воды из морской воды, который однако может быль использован для деминерализации шахтных вод и в технологических процессах различных производств.Desalination plant is proposed mainly for the distillation of fresh water from sea water, which, however, could be used for demineralization of mine water and in technological processes of various industries.
Известен рекуперационный опреснитель, например по патенту России № 2142912 С1, в котором для повышения производительности дистилляционного опреснителя осуществлена практически полная рекуперация тепловой энергии, идущей на нагрев и испарение поступающей в испаритель жидкости, посредством применения теплообменников и тепловых труб (аналог). Однако техническая реализация предложенного опреснителя, а также и вывод его на рабочий режим чрезвычайно сложны что является его существенным недостатком.A recuperation desalination plant is known, for example, according to Russian patent No. 2142912 C1, in which, to increase the performance of the distillation desalination plant, almost complete recovery of the heat energy used for heating and evaporation of the liquid entering the evaporator is carried out through the use of heat exchangers and heat pipes (analog). However, the technical implementation of the proposed desalination plant, as well as its conclusion to the operating mode are extremely complex, which is its significant drawback.
Известен также опреснитель по патенту России № 2077488, В 01 D 3/06, состоящий из испарителя с внешним нагревателем опресняемой жидкости, парогенерирующей емкостью со свободным уровнем жидкости, по меньшей мере одним рекуперационным теплообменником возврата в испаритель тепла, получаемого испаряемой жидкостью в рабочем процессе опреснения, нагнетатель пара из испарителя в конденсатор, каналов для подвода опресняемой жидкости к испарителю, каналов слива дистиллята и рассола (прототип).Also known is the desalination plant of the Russian patent No. 2077488, 01
Данное техническое решение достаточно просто конструктивно, но однако не обеспечивает рекуперации теплоты парообразования, которая сбрасывается через конденсатор и непроизводительно теряется. Кроме того, нагрев испаряемой жидкости посредством высокотемпературных источников тепла приводит к возникновению отложений солей на нагревательных поверхностях, что существенно усложняет эксплуатацию и снижает производительность данного типа дистилляционных опреснителей.This technical solution is quite simple structurally, but however, it does not provide for the recovery of the heat of vaporization, which is discharged through the condenser and unproductively lost. In addition, the heating of the evaporated liquid by means of high-temperature heat sources leads to the occurrence of salt deposits on the heating surfaces, which greatly complicates the operation and reduces the performance of this type of distillation desalination plant.
Предложенное техническое решение дистилляционного опреснителя, обладая конструктивной и технологической простотой, обеспечивает практически полную рекуперацию энергии в рабочем процессе дистилляционного опреснения, легко (практически автоматически) выводится на рабочий режим, обладает высокой производительностью, а также в вариантах исполнения позволяет осуществлять непрерывную и продолжительную эксплуатацию без какого-либо загрязнения внутренних рабочих поверхностей испарителя и нагревателя.The proposed technical solution of the distillation desalination plant, having structural and technological simplicity, provides almost complete energy recovery in the working process of distillation desalination, it is easily (almost automatically) brought to the operating mode, has high productivity, and also in versions it allows continuous and continuous operation without any - any contamination of the internal working surfaces of the evaporator and heater.
Указанные положительные свойства предложенного устройства обеспечиваются тем, чтоThese positive properties of the proposed device are ensured by the fact that
- емкость со свободным уровнем жидкости снабжена по меньшей мере одной вихревой камерой, гидравлически сообщенной с выходным и входным каналами кавитационно-вихревого приводного теплогенератора с образованием контура циркуляции опресняемой жидкости в испарителе, и по меньшей мере одной гидравлически сообщенной с указанным контуром циркуляции сепарационной камерой, сообщенной с каналом отвода рассола, причем теплообменник конденсационного устройства сообщен по теплу с контуром циркуляции опресняемой воды в испарителе;- the tank with a free liquid level is equipped with at least one vortex chamber hydraulically connected to the output and input channels of the cavitation-vortex drive heat generator to form a desalinated liquid circulation circuit in the evaporator, and at least one separation chamber communicated with the said circulation circuit with a separation chamber in communication with a brine outlet channel, wherein the heat exchanger of the condensing device is communicated by heat with the circulation circuit of desalinated water in the evaporator;
- теплообменник конденсационного устройства своим входом подключен к вихревой камере в зоне повышенного давления, а своим выходом подключен к вихревой камере в зоне пониженного давления;- the heat exchanger of the condensation device is connected with its input to the vortex chamber in the zone of high pressure, and with its output is connected to the vortex chamber in the zone of low pressure;
- выход теплообменника подогрева поступающей на опреснение воды сообщен с входным каналом кавитационно-вихревого приводного теплогенератора;- the output of the heat exchanger for heating the desalination water is communicated with the input channel of the cavitation-vortex drive heat generator;
- теплообменник подогрева поступающей на опреснение воды выполнен из теплообменников отбора тепла от сливаемых из опреснителя дистиллята и рассола;- the heat exchanger for heating the water coming to desalination is made of heat exchangers for taking heat from the distillate and brine drained from the desalination unit;
- кавитационно-вихревой теплогенератор своим выходным каналом через сопло тангенциально сообщен с входом в вихревую камеру испарителя и своим входным каналом с выходом из вихревой камеры через устройство повышения гидростатического давления;- the cavitation-vortex heat generator through its nozzle through the nozzle is tangentially communicated with the entrance to the vortex chamber of the evaporator and its input channel with the exit from the vortex chamber through the device for increasing hydrostatic pressure;
- емкость испарителя выполнена осесимметричной и вертикальной и снабжена горизонтальными перегородками, образующими дополнительные гидравлически сообщенные с кавитационно-вихревым теплогенератором полости, причем верхняя полость снабжена распылительными форсунками, полость под ней выполнена парогенерирующей со свободным уровнем вращающейся в ней жидкости по меньшей мере за счет гидравлической ее непосредственной связи через каналы в горизонтальной перегородке с расположенной под ней вихревой камерой контура циркуляции опресняемой жидкости;- the evaporator capacity is made axisymmetric and vertical and equipped with horizontal partitions forming additional hydraulically connected cavitation-vortex heat generator cavities, the upper cavity provided with spray nozzles, the cavity under it is steam-generated with a free level of fluid rotating in it, at least due to its immediate hydraulic communication through channels in a horizontal partition with a vortex chamber of a circulation circuit located below it desalinates my fluid;
- сепарационная камера отвода рассола расположена под вихревой камерой и сообщена с ней через каналы в разделяющей их горизонтальной перегородке;- the separation chamber of the brine outlet is located under the vortex chamber and communicated with it through channels in the horizontal partition separating them;
- в емкости испарителя установлен датчик уровня свободной поверхности опресняемой жидкости, сообщенный с регулятором расхода поступающей в испаритель жидкости;- in the tank of the evaporator there is a sensor for the level of free surface of the desalinated liquid, in communication with the flow regulator of the liquid entering the evaporator;
- нагнетатель пара выполнен в виде приводной высоконапорной гидромашины, например, лопастного типа;- a steam supercharger is made in the form of a drive high-pressure hydraulic machine, for example, of a blade type;
- нагнетатель пара к конденсатор выполнены в виде эжекционного устройства, высоконапорное сопло которого включено в контур циркуляции дистиллята, а выход камеры смешения которого гидравлически сообщен со входом насоса контура циркуляции дистиллята, который по теплу сообщен с контуром циркуляции опресняемой в испарителе жидкости через теплообменник конденсационного устройства;- the steam supercharger to the condenser is made in the form of an ejection device, the high-pressure nozzle of which is included in the distillate circulation circuit, and the output of the mixing chamber of which is hydraulically connected to the inlet of the distillate circulation circuit pump, which is in heat communication with the circulation circuit of the liquid desalinated in the evaporator through the heat exchanger of the condensation device;
- теплообменник конденсационного устройства непосредственно встроен в емкость испарителя.- the heat exchanger of the condensing device is directly integrated into the capacity of the evaporator.
На фиг.1 и 2 показаны два из множества возможных технических решений предложенного опреснителя.Figure 1 and 2 shows two of the many possible technical solutions of the proposed desalination plant.
Испарительный опреснитель 1 содержит испаритель с испарительной парогенерирующей емкостью 2 со свободным уровнем жидкости 3, сообщенной через нагнетатель пара 4 с конденсационным устройством 5, а также теплообменник 6 подогрева поступающей для опреснения жидкости, например холодной морской воды, канал отвода дистиллята 7 и канал отвода рассола 8.Evaporative desalination plant 1 contains an evaporator with an evaporative
Емкость 2 со свободным уровнем жидкости 3 снабжена по меньшей мере одной вихревой камерой 9, гидравлически сообщенной с выходным 10 и входным (всасывающим) каналом 11 кавитационно-вихревого приводного теплогенератора 12 с образованием контура циркуляции опресняемой жидкости в испарителе 1, который также гидравлически сообщен с по меньшей мере одной сепарационной камерой 13, гидравлически сообщенной с каналом отвода рассола 8, например, через дроссельный регулятор расхода 14, например, управляемый по концентрации солей в сепарационной камере 13 посредством датчика 15.The
Теплообменник конденсационного устройства 5 сообщен по теплу с контуром циркуляции опресняемой воды испарителя 1, например, посредством трубопроводов 16 и 17. Трубопровод 16 подключен к вихревой камере 9 на ее периферии, т.е. в зоне повышенного давления, а трубопровод 17 через регулирующий дроссель 18 (в вариантах исполнения дроссель 18 может отсутствовать) подключен по оси вихревой камеры, т.е. к зоне пониженного давлений камеры 9, что обеспечивает требуемый расход опресняемой жидкости через теплообменник конденсационного устройства 5 и требуемую передачу выделяемого там (при конденсации пара) тепла в испаритель 1. Понятно, что в вариантах исполнения теплообменник конденсационного устройства 5 может быть подключен к контуру циркуляции испарителя посредством дополнительного циркуляционного насоса (не показан). Рационально по меньшей мере часть подаваемой в испаритель жидкости, если она холоднее жидкости в контуре циркуляции испарителя, вводить в входной канал 11 тепло генератора 12 (для улучшения процесса всасывания его насосной части), например, по каналу 19 теплообменника 20 отбора тепла, установленного на линии 8 слива рассола. Теплообменники 6 и 20 в совокупности представляют собой теплообменник подогрева поступающей на опреснение воды.The heat exchanger of the condensing device 5 is communicated in heat with the circulation circuit of the desalinated water of the evaporator 1, for example, through pipelines 16 and 17. The pipe 16 is connected to the
Кавитационно-вихревой теплогенератор 12 своим выходным каналом 10 через тангенциально установленное сопло 21 подключен к вихревой камере 9 испарителя, а своим входным каналом 11 подключен к камере 9 через устройство повышения гидростатического давления, на фиг.1 выполненного в виде патрубка 22, установленного на периферии камеры 9 навстречу натекающему потоку жидкости, что обеспечивает безкавитационную работу насосной части теплогенератора 12.The cavitation-
В варианте по фиг.1 емкость 2 испарителя 1 выполнена осесимметричной и вертикальной и снабжена горизонтальными перегородками 23 и 24, образующими дополнительные гидравлически сообщенные с кавитационно-вихревым теплогенератором 12 полости 24, 2 и 9, причем верхняя полость 25 снабжена распылительными форсунками 26 (форсунки могут выполняться в виде каналов и отверстий непосредственно в перегородке 24), полость 2 под перегородкой 24 выполнена парогенерирующей со свободным уровнем 3 вращающейся в ней жидкости по меньшей мере за счет гидравлической ее непосредственной связи через каналы 27 в перегородке 23 с расположенной под ней вихревой камерой 9 контура циркуляции опресняемой жидкости.In the embodiment of FIG. 1, the
Сепарационная камера может быть также выполнена в едином корпусе с камерами 2, 9, 25, например, под вихревой камерой 9, см. камеру 28 на фиг.2, и сообщена с ней через каналы в разделяющей их перегородке 29. Устройство повышения гидростатического давления во входном канале 11 теплогенератора 12 в варианте выполнения по фиг.2 выполнено в виде соосно расположенного в вихревой камере 9 лопастного направляющего аппарата 30. В емкости 2 со свободным уровнем жидкости 3 установлен датчик 31 уровня свободной поверхности 3 опресняемой жидкости, сообщенный с регулятором 32 расхода поступающей в испаритель жидкости.The separation chamber can also be made in a single housing with
В варианте по фиг.2 нагнетатель пара и конденсационное устройство выполнены в виде эжекционного устройства, высоконапорное сопло 33 которого включено в контур циркуляции дистиллята 34, а выход камеры смешения 35 гидравлически сообщен со входом насоса 36 контура циркуляции 34, который по теплу сообщен с контуром циркуляции испаряемой в испарителе 1 жидкости через теплообменник 37 и теплообменник 38, причем теплообменник 37 конденсационного устройства непосредственно встроен в емкость 2 испарителя, а теплообменник 38 конденсационного устройства выполнен выносным или может быть непосредственно встроен в корпус испарителя 1. Для интенсификации испарения в емкости 2 по оси установлены турбулезаторы пара 42, приводимые или непосредственно от внешнего электродвигателя 39 (см. фиг.1), или от турбины 40, установленной в вихревой камере 9 в ее центральной части (см. фиг.2).In the embodiment of FIG. 2, the steam supercharger and the condensing device are made in the form of an ejection device, the high-
Работает описываемое устройство следующим образом.The described device operates as follows.
Опреснитель заполняется опресняемой жидкостью через регулятор расхода 32, включается теплогенератор 12 (любого известного типа, например, по патенту РФ, заявка № 99110396) и осуществляется нагрев жидкости в испарителе, образующийся в парогенерирующей емкости 2 пар при включении электродвигателя 39 или насоса 36 отсасывается из испарителя 1, что приводит к понижению давления в емкости 2 и повышению давления в конденсационном устройстве (за счет гидравлического сопротивления теплообменника 5 и/или дросселирующего устройства 41, см. фиг.1, или контура циркуляции 34, см. фиг.2). При температуре в конденсационном устройстве более высокой, чем в испарителе, происходит конденсация пара, а теплота парообразования, выделяемая при конденсации пара, посредством теплообменника 5, см. фиг.1, или теплообменников 37 и 38 передается жидкости в испарителе, интенсифицируя процесс парогенерирования. Эффективность опреснителя также повышается за счет подогрева подводимой к опреснителю холодной жидкости через регенеративные теплообменники 6 и 20, см. фиг.1, или 6 и 61, см. фиг.2.The desalter is filled with desalinated liquid through the
Особенность рабочего процесса опреснителя по фиг.2 в том, что при пуске опреснителя следует предварительно заполнить дистиллятом контур циркуляции 34 дистиллята. Получаемый дистиллят сливается по каналам 7.A feature of the desalination process of FIG. 2 is that when starting the desalination plant, the
Описываемый испарительный опреснитель достаточно прост конструктивно и не требует частого обслуживания, поскольку кавитационно-вихревые процессы, генерируемые в теплогенераторе 12, не допускают отложения солей в трубопроводах и рабочих полостях испарителя, что также позволяет сбрасывать из испарителя рассол с высокой концентрацией солей и реализовывать непрерывный процесс опреснения. Процесс пуска и поддержание оптимального рабочего процесса опреснителя достигаются при достаточно простой автоматизации опреснителя.The described desalination desalination plant is quite simple in design and does not require frequent maintenance, since the cavitation-vortex processes generated in the
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127362/15A RU2234355C1 (en) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Evaporative desalting plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127362/15A RU2234355C1 (en) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Evaporative desalting plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2234355C1 true RU2234355C1 (en) | 2004-08-20 |
Family
ID=33414715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003127362/15A RU2234355C1 (en) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Evaporative desalting plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2234355C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2709957A4 (en) * | 2011-05-16 | 2015-12-30 | Marvin Pierre | Hydraulic desalination device and method |
CN106830136A (en) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 上海理工大学 | Seawater desalination system based on vortex tube refrigeration |
-
2003
- 2003-09-10 RU RU2003127362/15A patent/RU2234355C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2709957A4 (en) * | 2011-05-16 | 2015-12-30 | Marvin Pierre | Hydraulic desalination device and method |
CN106830136A (en) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 上海理工大学 | Seawater desalination system based on vortex tube refrigeration |
CN106830136B (en) * | 2017-03-29 | 2019-12-03 | 上海理工大学 | Seawater desalination system based on vortex tube refrigeration |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1184147C (en) | Water distillation system | |
CN101139119B (en) | Machine for desalination of sea water by using pressure gas flash evaporation method | |
KR20030041854A (en) | Process and plant for multi-stage flash desalination of water | |
EP0114830B1 (en) | De-salinator for brackish or salt water | |
CN105536276A (en) | MVR (Mechanical Vapor Recompression) multi-level evaporation device | |
KR102068530B1 (en) | Combination of Multiple Effect Distillation and Multistage Flash Evaporation Systems | |
RU2412909C1 (en) | Desalination installation | |
CN102659194B (en) | Distillation-type seawater desalinization device | |
RU2234355C1 (en) | Evaporative desalting plant | |
RU2393995C1 (en) | Method of desalinating sea water and installation for desalinating sea water | |
US3317405A (en) | Distillation apparatus with ultrasonic frequency agitation | |
KR20170098301A (en) | Method and apparatus for improved effluent free sea water desalination | |
RU64200U1 (en) | DISTILLER | |
CN109292860A (en) | Falling film evaporation couples absorption refrigeration high-salt sewage processing equipment and high-salt sewage processing method | |
KR20190088307A (en) | Fresh water generator device | |
RU2184592C2 (en) | Method of fresh water production and desalter for its embodiment | |
RU2234354C1 (en) | Desalting plant | |
RU2461772C1 (en) | Method of producing pure steam with subsequent condensation thereof to obtain desalinated water | |
CN201145260Y (en) | Exhaust-heat boiler and steam drum thereof | |
RU2280011C1 (en) | Installation for desalination of the salt water and the method of desalination of the salt water with usage of the installation | |
CN100595484C (en) | Waste-heat boiler and steam drum thereof | |
SU1353739A1 (en) | Degassing device | |
JPS59500755A (en) | Demineralizer for brackish or brine water | |
CN214192639U (en) | Sea water desalination equipment | |
KR102619254B1 (en) | Fresh water generation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20061215 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100911 |