RU2309125C2 - Seawater desalting device - Google Patents

Seawater desalting device Download PDF

Info

Publication number
RU2309125C2
RU2309125C2 RU2005133496/15A RU2005133496A RU2309125C2 RU 2309125 C2 RU2309125 C2 RU 2309125C2 RU 2005133496/15 A RU2005133496/15 A RU 2005133496/15A RU 2005133496 A RU2005133496 A RU 2005133496A RU 2309125 C2 RU2309125 C2 RU 2309125C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
tank
seawater
tanks
steam
Prior art date
Application number
RU2005133496/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005133496A (en
Inventor
Андрей Юльевич Афанасьев (RU)
Андрей Юльевич Афанасьев
н Александр Борисович Круси (RU)
Александр Борисович Крусиян
Сергей Викторович Чайкин (RU)
Сергей Викторович Чайкин
Виктор Александрович Черныш (RU)
Виктор Александрович Черныш
Original Assignee
Андрей Юльевич Афанасьев
Александр Борисович Крусиян
Сергей Викторович Чайкин
Виктор Александрович Черныш
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Юльевич Афанасьев, Александр Борисович Крусиян, Сергей Викторович Чайкин, Виктор Александрович Черныш filed Critical Андрей Юльевич Афанасьев
Priority to RU2005133496/15A priority Critical patent/RU2309125C2/en
Priority to PCT/RU2006/000529 priority patent/WO2007053059A1/en
Publication of RU2005133496A publication Critical patent/RU2005133496A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2309125C2 publication Critical patent/RU2309125C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/046Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation under vacuum produced by a barometric column
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/10Vacuum distillation
    • B01D3/103Vacuum distillation by using a barometric column
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture; different branches of industry; municipal economy; production of the seawater desalting devices.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the devices of desalting of the seawater and may be used at planning and construction of the water-desalinating devices for production of the sweet water for agriculture, the different branches of industry and the municipal economies. The device for desalting of the seawater contains two sealed tanks, connected by the vapor pipe line. The tanks are connected to the device for heating of the seawater and for condensation of its vapors. The device includes the refrigerator, which pipe duct with the heated coolant is located below the level of the water in the first seawater tank, and the pipe duct with the cooled coolant is located in the second seawater tank. The tanks are at the height of no less than the maximal height of the liquid column of the water barometer over level of the being desalted water, approximately at the altitude of 10.5 meters. In the first tank above the water plane there is the mounted evaporation system consisting of the row of the plates; in the second tank there is the system of condensation consisting of the sprinkling system with the spray jets. Each tank has a back-pressure valve and the sensor of the tank filling up, which are located in its upper part, and on the steam pipe duct the cap is installed. In the desalting device at the expense of the created decreased pressure above the water surface the water boiling and intensive steam formation takes place with the subsequent condensation of water steam in the special cooler. At that there is no need to consume power for creation of the vacuum in the tank at the expense of usage of the principle of the inverted U - shaped tube, the filled with the water, which ends are submerged in the water.
EFFECT: the invention ensures the water boiling and intensive steam formation in the tank with the subsequent condensation of the steam in the special cooler without the need to consume the power for creation of the vacuum in the tank.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам опреснения морской воды и может найти применение в проектировании и изготовлении опреснительных станций для получения пресной воды для сельского хозяйства, промышленности и коммунального хозяйства.The invention relates to devices for desalination of sea water and can find application in the design and manufacture of desalination plants for fresh water for agriculture, industry and utilities.

Существует несколько способов получения пресной воды: выпаривание, электродиализ и обратный осмос [1, 2]. Все эти способы достаточно сложные и энергоемкие.There are several ways to obtain fresh water: evaporation, electrodialysis, and reverse osmosis [1, 2]. All these methods are quite complex and energy intensive.

Удаление солей из воды до предела, близкого к содержанию их в дистиллированной воде (несколько мг/л), называется обессоливанием, а удаление солей до концентраций, допустимых при применении воды для питья (до 1 г/л), - опреснением.The removal of salts from water to a limit close to their content in distilled water (several mg / l) is called desalination, and the removal of salts to concentrations acceptable for drinking water (up to 1 g / l) is called desalination.

Обессоливание воды электродиализом или обратным осмосом характеризуется существенно меньшими энергетическими затратами по сравнению с традиционной дистилляцией. При электродиализе используют селективные ионообменные мембраны.Desalination of water by electrodialysis or reverse osmosis is characterized by significantly lower energy costs compared to traditional distillation. During electrodialysis, selective ion-exchange membranes are used.

При обратном осмосе - полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды, но задерживающие растворенные минеральные и органические вещества.In reverse osmosis, semipermeable membranes that allow water molecules to pass through but retain dissolved mineral and organic substances.

Расход электроэнергии на 1 м3 воды, обессоленной электродиализом, составляет не менее 30 кВтч, а обратным осмосом не менее 15 кВтч.Electricity consumption per 1 m 3 of water desalted by electrodialysis is at least 30 kWh, and reverse osmosis is at least 15 kWh.

Электродиализом воду можно обессолить на 90%, обратным осмосом - на 98%.By electrodialysis, water can be desalted by 90%, reverse osmosis - by 98%.

В установках обратного осмоса рабочее давление достигает 5-10 МПа (50-100 атмосфер).In reverse osmosis plants, the operating pressure reaches 5-10 MPa (50-100 atmospheres).

Как видно, обессоливание воды электродиализом или обратным осмосом сопряжено со значительными затратами электроэнергии, изготовлением достаточно сложных и дорогих опреснительных установок, постоянным контролем их работоспособности, ремонтом, заменой мембран, имеющих ограниченных срок службы и т.п.As you can see, the desalination of water by electrodialysis or reverse osmosis is associated with significant energy costs, the manufacture of quite complex and expensive desalination plants, constant monitoring of their performance, repair, replacement of membranes with a limited service life, etc.

Есть еще способ дистилляции морской воды, основанный на законе уменьшения температуры кипения воды при уменьшении давления над ее поверхностью [3].There is also a method for distillation of sea water, based on the law of decreasing the boiling point of water with decreasing pressure above its surface [3].

Если снизить давление над поверхностью воды, то начнется интенсивное испарение даже при температуре, близкой к температуре замерзания. Интенсивность испарения зависит от температуры воды и разности давлений между давлением над ее поверхностью и давлением насыщенных паров при данной температуре. При достижении над поверхностью воды давления, равного давлению насыщенных паров воды при данной температуре, кипение прекратится. Если непрерывно удалять образовывающиеся пары воды, то процесс кипения будет продолжаться. Этого можно достичь двумя способами: откачиванием паров вакуумным насосом с последующей их конденсацией вне зоны пониженного давления или конденсацией паров и удалением конденсата из зоны пониженного давления. В качестве третьего варианта используется комбинация указанных способов [4, 5].If you lower the pressure above the surface of the water, intensive evaporation will begin even at a temperature close to the freezing temperature. The evaporation rate depends on the temperature of the water and the pressure difference between the pressure above its surface and the pressure of saturated vapors at a given temperature. When the pressure above the surface of the water is equal to the pressure of saturated water vapor at a given temperature, boiling will stop. If continuously formed water vapor is formed, the boiling process will continue. This can be achieved in two ways: by pumping out the vapors with a vacuum pump followed by their condensation outside the zone of reduced pressure or by condensation of the vapor and removal of condensate from the zone of reduced pressure. As a third option, a combination of these methods is used [4, 5].

Недостатком указанного способа является сложность и дороговизна оборудования опреснительной установки. Его используют, в основном, на морских судах, при сравнительно небольших объемах производства пресной воды. Себестоимость пресной воды, полученная по этому способу, достаточно велика и соизмерима с простым выпариванием.The disadvantage of this method is the complexity and high cost of desalination plant equipment. It is used mainly on marine vessels, with relatively small volumes of fresh water production. The cost of fresh water obtained by this method is quite large and commensurate with simple evaporation.

Изобретение [6] является наиболее близким прототипом заявленного способа.The invention [6] is the closest prototype of the claimed method.

Недостатком указанного решения является низкая производительность опреснительной установки.The disadvantage of this solution is the low productivity of the desalination plant.

Устранение указанного недостатка осуществляется следующим образом.The elimination of this drawback is as follows.

Для того чтобы не тратить энергию на создание вакуума в баке, используется принцип перевернутой U-образной трубки, заполненной водой, концы которой опущены в воду. В этом случае в верхней части трубки создается пониженное давление. При длине концов каждой трубки более 10-ти метров в верхней ее части вода разрывается, а над поверхностью устанавливается давление, равное давлению насыщенных паров воды при данной температуре.In order not to waste energy on creating a vacuum in the tank, the principle of an inverted U-shaped tube filled with water, the ends of which are lowered into water, is used. In this case, a reduced pressure is created in the upper part of the tube. When the length of the ends of each tube is more than 10 meters, water breaks in its upper part, and a pressure equal to the pressure of saturated water vapor at a given temperature is established above the surface.

Герметичный бак поднят на высоту примерно 10,5 метров. В нем имеется три трубопровода: нагнетающий, сливной и для дистиллированной воды, нижние концы которых находятся ниже уровня опресняемой воды. Вода под собственным весом стремиться опуститься вниз, но ей противодействует атмосферное давление, поэтому уровень воды опустится, примерно, до 10-ти метров над уровнем опресняемой воды. Над водой в баке образуется пониженное давление. На нагнетающем трубопроводе установлен насос, который постоянно подает свежую воду в бак, а из него вода самотеком выходит обратно в море по сливному трубопроводу. Таким образом, вода попадает в зону пониженного давления, где происходит ее интенсивное испарение.The sealed tank is raised to a height of approximately 10.5 meters. It has three pipelines: discharge, drain and for distilled water, the lower ends of which are below the level of desalinated water. Water, under its own weight, tends to go down, but atmospheric pressure counteracts it, so the water level will drop to about 10 meters above the level of desalinated water. Over water, a reduced pressure forms in the tank. A pump is installed on the discharge pipe, which constantly supplies fresh water to the tank, and from it the water flows by gravity back to the sea via a drain pipe. Thus, water enters the zone of reduced pressure, where it intensively evaporates.

Рядом с баком расположен холодильник, имеющий два трубопровода с холодным и нагретым хладагентами, которые расположены внутри бака. Холодильник предназначен для конденсации паров воды. Трубопровод с нагретым хладагентом находится ниже уровня воды в баке и отдает ей свое тепло, а трубопровод с охлажденным хладагентом находится выше уровня воды в баке и отбирает тепло у пара. Пар конденсируется на холодном трубопроводе и по нему стекает в трубопровод для дистиллированной воды, а из него в емкость для дистиллированной воды.Near the tank there is a refrigerator with two pipelines with cold and heated refrigerants, which are located inside the tank. The refrigerator is designed to condense water vapor. A pipeline with a heated refrigerant is below the water level in the tank and gives it its heat, and a pipe with a cooled refrigerant is above the water level in the tank and takes heat from the steam. The steam condenses in a cold pipeline and flows through it into a pipeline for distilled water, and from it into a container for distilled water.

Первым недостатком указанного устройства является низкая удельная производительность опреснительной установки, так как скорость испарения воды прямо пропорциональна площади зеркала воды в опреснительном баке. Для получения высокой производительности опреснительной установки требуется изготовление герметичного бака большого диаметра.The first disadvantage of this device is the low specific productivity of the desalination plant, since the rate of water evaporation is directly proportional to the area of the water mirror in the desalination tank. To obtain high performance desalination plant requires the manufacture of a sealed tank of large diameter.

Вторым недостатком данного устройства является низкая скорость конденсации паров воды на трубопроводе с холодным хладагентом, так как из-за большого поверхностного натяжения воды капли не могут начать скатываться с трубопровода, пока не достигнут определенного размера. В результате этого трубопровод покрывается значительным слоем воды, препятствующим передаче тепла от пара к холодному трубопроводу.The second disadvantage of this device is the low rate of condensation of water vapor in the pipeline with cold refrigerant, because due to the large surface tension of the water, droplets cannot begin to slide off the pipeline until they reach a certain size. As a result, the pipeline is covered with a significant layer of water, which prevents the transfer of heat from steam to the cold pipeline.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.The aim of the present invention is to remedy these disadvantages.

Указанная цель достигается тем, что для увеличения открытой площади воды, на которой происходит испарение, внутри бака над зеркалом воды устанавливаются пластины с небольшим уклоном относительно горизонтального положения, причем наклон последующей пластины имеет обратное направление к предыдущему. На верхнюю пластину непрерывно льется опресняемая вода из бака. Вода с верхней пластины стекает на ниже установленную пластину, меняет направление течения на противоположное, опять стекает на ниже установленную пластину, меняет направление течения и так до уровня воды в баке. Таким образом, испаряемая площадь воды увеличивается в десятки раз. При небольшом диаметре бака можно получить большую площадь испарения.This goal is achieved by the fact that to increase the open area of water on which evaporation occurs, plates with a slight slope relative to the horizontal position are installed inside the tank above the water mirror, the slope of the subsequent plate having the opposite direction to the previous one. Desalinated water continuously flows from the tank onto the top plate. Water flows from the upper plate to a lower installed plate, reverses the flow direction, again flows to a lower installed plate, changes the flow direction and so on to the water level in the tank. Thus, the evaporated area of water increases tenfold. With a small tank diameter, a large evaporation area can be obtained.

Конденсация паров воды происходит на поверхности холодной воды или трубопроводов с холодным хладагентом. Скорость конденсации прямо пропорциональна площади контакта паров с холодной поверхностью. Так как площадь трубопроводов с хладагентом ограничена внутренним объемом верхней части опреснительной установки, то увеличение скорости конденсации паров воды возможно только на поверхности холодной воды, которая распыляется внутри верхней части опреснительной установки. Капля воды, падая, захватывает пар и конденсирует его на себе. Увеличивая объем орошения, можно многократно увеличить количество сконденсированной воды.Condensation of water vapor occurs on the surface of cold water or pipelines with cold refrigerant. The condensation rate is directly proportional to the contact area of the vapor with a cold surface. Since the area of pipelines with refrigerant is limited by the internal volume of the upper part of the desalination plant, an increase in the rate of condensation of water vapor is possible only on the surface of cold water, which is sprayed inside the upper part of the desalination plant. A drop of water, falling, captures the vapor and condenses it on itself. By increasing the amount of irrigation, you can repeatedly increase the amount of condensed water.

Так как объем верхней части опреснительной установки используется для оросительной установки, конденсирующей пары воды, то для охлаждения воды, поступающей на орошение, ее охлаждают в специальном баке и насосом подают в оросительные форсунки. В этом баке расположен трубопровод с охлажденным хладагентом, который охлаждает воду, используемую для орошения.Since the volume of the upper part of the desalination plant is used for an irrigation plant that condenses water vapor, it is cooled in a special tank to cool the water supplied for irrigation and fed to the irrigation nozzles with a pump. This tank contains a refrigerant piping that cools the water used for irrigation.

Сущность изобретения поясняется двумя чертежами.The invention is illustrated by two drawings.

На фиг.1 показана опреснительная установка, внутреннее устройство, на фиг.2 показан вариант исполнения опреснительной установки.Figure 1 shows the desalination plant, the internal device, figure 2 shows an embodiment of the desalination plant.

Устройство опреснительной установки для осуществления предлагаемого способа представляет собой два герметичных бака 1 и 2, установленных на подставке 3, соединенных между собой паропроводом 4. Верхние части баков находится выше максимального уровня столба воды 5 (уровень столба воды в трубке, запаянный конец которой расположен сверху, а открытый конец опущен в воду) относительно уровня опресняемой воды 6 (уровень моря).The desalination plant device for the implementation of the proposed method consists of two sealed tanks 1 and 2, mounted on a stand 3, interconnected by a steam line 4. The upper parts of the tanks are above the maximum level of the water column 5 (the level of the water column in the tube, the sealed end of which is located above, and the open end is lowered into the water) relative to the level of desalinated water 6 (sea level).

Бак 1 имеет два трубопровода: нагнетающий 7 для морской воды и сливной 8 для рассола. Бак 2 тоже имеет два трубопровода: для слива дистиллированной воды 9 и нагнетающий для пресной воды 10. Нижние концы всех трубопроводов расположены ниже уровня опресняемой воды. Нагнетающий трубопровод для морской воды 7 снабжен водозаборником с фильтром 11 и насосом 12. Нагнетающий трубопровод пресной воды 10 снабжен запорным устройством (краном) 13 и насосом 14.Tank 1 has two pipelines: injection 7 for sea water and drain 8 for brine. Tank 2 also has two pipelines: for draining distilled water 9 and forcing for fresh water 10. The lower ends of all pipelines are located below the level of desalinated water. The injection pipeline for sea water 7 is equipped with an intake with a filter 11 and a pump 12. The injection pipeline for fresh water 10 is equipped with a shut-off device (valve) 13 and a pump 14.

Нижний конец сливного трубопровода 8 снабжен запорным устройством (кран) 15, открывающим или закрывающим его.The lower end of the drain pipe 8 is equipped with a locking device (valve) 15, opening or closing it.

Трубопровод для дистиллированной воды 9 содержит запорное устройство (кран) 16.The pipeline for distilled water 9 contains a locking device (valve) 16.

Для нагрева опресняемой воды и конденсации пара предназначен холодильник 17, расположенный рядом с баками 1 и 2.For heating desalinated water and condensation of steam, a refrigerator 17 is located next to tanks 1 and 2.

Из холодильника 17 в бак 1 идет трубопровод с нагретым хладагентом 18, который находится ниже уровня воды в баке и нагревает ее, а в бак 2 идет трубопровод с охлажденным хладагентом 19. Трубопровод с охлажденным хладагентом 19 служит для охлаждения дистиллированной воды, которая с помощью насоса 20 поступает в форсунки 21 оросительной системы бака 2.From the refrigerator 17 to the tank 1 there is a pipeline with heated refrigerant 18, which is below the water level in the tank and heats it, and to the tank 2 there is a pipeline with cooled refrigerant 19. The pipeline with cooled refrigerant 19 serves to cool distilled water, which is pumped 20 enters the nozzles 21 of the irrigation system of the tank 2.

Сверху баки 1 и 2 имеют обратные клапаны 22, которые открываются при повышении давления в них и закрываются при понижении давления ниже атмосферного, и датчики полноты бака 23. Эти датчики сигнализирует о полном заполнении баков водой. Внутри бака 1 имеется датчик нижнего предельного уровня воды 24. Высота нижнего предельного уровня воды 25 выбирается из условия, чтобы трубопровод с нагретым хладагентом 18 всегда был ниже уровня воды в баке, то есть полностью закрыт водой.From above, tanks 1 and 2 have non-return valves 22, which open when the pressure in them increases and close when the pressure drops below atmospheric pressure, and tank fullness sensors 23. These sensors indicate that the tanks are full with water. Inside the tank 1 there is a sensor for the lower limit level of water 24. The height of the lower limit level of water 25 is selected so that the pipeline with the heated refrigerant 18 is always below the water level in the tank, that is, it is completely closed by water.

Над зеркалом воды установлен ряд пластин 26, одна над другой, с небольшим уклоном относительно горизонтального положения, причем наклон последующей имеет обратное направление к предыдущему. На верхнюю пластину непрерывно поступает опресняемая вода по трубопроводу 27, которая берется из этого же бака 1 и насосом 28 в него подается. Вода с верхней пластины стекает на ниже установленную пластину, меняет направление течения на противоположное, опять стекает на ниже установленную пластину, меняет направление течения и так до уровня воды в баке.A number of plates 26 are mounted above the water mirror, one above the other, with a slight slope relative to the horizontal position, with the slope of the subsequent one having the opposite direction to the previous one. Desalinated water is continuously supplied to the upper plate through a pipe 27, which is taken from the same tank 1 and is pumped into it. Water flows from the upper plate to a lower installed plate, reverses the flow direction, again flows to a lower installed plate, changes the flow direction and so on to the water level in the tank.

На паропроводе 4 со стороны бака 1 установлена крышка 29. Водяной пар по паропроводу 4 поступает в бак 2 и попадает в зону системы орошения каплями холодной дистиллированной воды. Холодные капли падают вниз и захватывают пары воды, конденсируя их на себе. Сконденсированная дистиллированная вода по трубопроводу 9 стекает вниз в приемный бассейн для дистиллированной воды 30. Так как выходное отверстие трубопровода 9 из бака 2 находится выше трубопровода с холодным хладагентом 19, то вода всегда закрывает этот трубопровод.A cover 29 is installed on the steam line 4 from the side of the tank 1. Water vapor flows through the steam line 4 into the tank 2 and enters the zone of the irrigation system with drops of cold distilled water. Cold drops fall down and capture water vapor, condensing them on yourself. Condensed distilled water flows through a conduit 9 down to a distilled water inlet basin 30. Since the outlet of the conduit 9 from the tank 2 is located above the conduit with cold refrigerant 19, the water always closes this conduit.

Принцип действия опреснительной установки заключается в создании пониженного давления над поверхностью воды, что приводит к ее закипанию, интенсивному парообразованию и последующей конденсации паров воды в специальном приемнике. Пары воды конденсируются и сливаются в бассейн для дистиллированной воды 30.The principle of operation of the desalination plant is to create a reduced pressure above the surface of the water, which leads to its boiling, intense vaporization and subsequent condensation of water vapor in a special receiver. Water vapor condenses and discharges into a distilled water pool 30.

Для того чтобы не тратить энергию на создание вакуума в баке, используется принцип перевернутой U-образной трубки, заполненной водой, концы которой опущены в воду. Вода стремится вытечь из трубки, но ей противодействует атмосферное давление. В этом случае в верхней части трубки создается пониженное давление. При длине трубки более 10-ти метров в верхней ее части вода разрывается, а над поверхностью устанавливается давление равное давлению насыщенных паров воды при данной температуре. В бак 1 закачивается опресняемая вода при закрытом кране сливного трубопровода 15. Клапан 29 на паропроводе 4 закрывается. Одновременно в бак 2 закачивается пресная вода. Воздух из баков выходит через обратные клапаны 22, расположенные в верхних частях баков 1 и 2. Когда баки 1 и 2 наполнятся и вода начнет выливаться из них через обратные клапаны, по одновременным сигналам от датчиков полноты баков 23 открываются краны 15 сливного трубопровода и трубопровода для дистиллированной воды 16.In order not to waste energy on creating a vacuum in the tank, the principle of an inverted U-shaped tube filled with water, the ends of which are lowered into water, is used. Water tends to flow out of the tube, but atmospheric pressure counteracts it. In this case, a reduced pressure is created in the upper part of the tube. With a tube longer than 10 meters in the upper part, the water breaks, and a pressure equal to the pressure of saturated water vapor at a given temperature is set above the surface. Desalinated water is pumped into the tank 1 with the tap of the drain line 15. The valve 29 on the steam line 4 is closed. At the same time, fresh water is pumped into tank 2. Air from the tanks exits through the check valves 22 located in the upper parts of the tanks 1 and 2. When the tanks 1 and 2 are filled and water begins to pour out of them through the check valves, the taps 15 of the drain pipe and the pipeline open for simultaneous signals from the tank full sensors 23 distilled water 16.

Включается холодильник 17, предназначенный для охлаждения дистиллированной воды и одновременного нагрева опресняемой воды. Трубопровод с нагретым хладагентом 18 находится ниже уровня опресняемой воды в баке 1 и отдает ей свое тепло, а трубопровод с охлажденным хладагентом 19 поступает в бак 2 с дистиллированной водой и охлаждает ее. Охлажденная дистиллированная вода с помощью насоса 20 поступает в форсунки 21 оросительной системы бака 2, выходя из которых, она разбивается на капли, которые, падая вниз, захватывает пары воды, конденсирует их на себе и по трубопроводу 9, стекает вниз в приемный бассейн для дистиллированной воды 30.The refrigerator 17 is turned on, designed to cool distilled water and simultaneously heat desalinated water. The pipeline with the heated refrigerant 18 is below the level of desalinated water in the tank 1 and gives it its heat, and the pipeline with the cooled refrigerant 19 enters the tank 2 with distilled water and cools it. With the help of pump 20, the cooled distilled water enters the nozzles 21 of the irrigation system of the tank 2, leaving them, it splits into drops, which, falling down, capture water vapor, condense them on itself and, through pipeline 9, flow down into the receiving pool for distilled water 30.

Если не обеспечить непрерывную подачу свежей воды в бак 1, то концентрация соли в нем будет возрастать вплоть до полного выпадения соли в осадок. Это может привести к потере работоспособности опреснительной установки. Для предотвращения увеличения концентрации соли выше заданного предела в бак 1 по трубопроводу 7 насосом 12 непрерывно подается свежая опресняемая вода. Рассол с повышенной концентрацией соли самотеком по сливному трубопроводу 8 непрерывно удаляется из бака 1.If you do not provide a continuous supply of fresh water to tank 1, then the salt concentration in it will increase until the salt completely precipitates. This can lead to loss of operation of the desalination plant. To prevent an increase in salt concentration above a predetermined limit, fresh desalinated water is continuously supplied to the tank 1 through the pipe 7 by the pump 12. The brine with a high concentration of salt by gravity through the drain pipe 8 is continuously removed from the tank 1.

Так как в воде всегда присутствует растворенный воздух, то он будет выходить из воды и скапливаться над поверхностью воды. Особенно интенсивно это происходит при пониженном давлении. По мере выхода воздуха уровень воды в баках будет понижаться. Когда уровень воды опустится до трубопровода с нагретым хладагентом 18, производительность установки начнет уменьшаться, так как начнет уменьшаться теплопередача опресняемой воде, а часть тепла будет передаваться пару, снижая эффективность работы холодильника.Since dissolved air is always present in water, it will come out of the water and accumulate above the surface of the water. This is especially intense under reduced pressure. As the air escapes, the water level in the tanks will drop. When the water level drops to the pipeline with heated refrigerant 18, the capacity of the installation will begin to decrease, since the heat transfer of desalinated water will begin to decrease, and part of the heat will be transferred to the steam, reducing the efficiency of the refrigerator.

Для предотвращения остановки дистилляции нужно периодически удалять скопившийся воздух.To prevent stopping the distillation, periodically remove accumulated air.

Это достигается тем, что при опускании уровня воды в баке до предельного установленного уровня 25 датчик нижнего предельного уровня воды 24 вырабатывает сигнал, по которому закрываются краны в сливном трубопроводе 8 и трубопроводе для дистиллированной воды 9, а кран 13 на нагнетающем трубопроводе для пресной воды 10 открывается. Вода по нагнетающему трубопроводу 7 продолжает заполнять бак 1 водой и воздух, скопившийся над поверхностью воды, выдавливается через обратный клапан 22 в атмосферу. Одновременно включается насос для пресной воды 14. Вода заполняет бак 2 и воздух, скопившийся над поверхностью воды, выдавливается через обратный клапан 22 в атмосферу.This is achieved by the fact that when lowering the water level in the tank to the maximum set level 25, the lower limit water level sensor 24 generates a signal by which the taps in the drain pipe 8 and the distilled water pipe 9 are closed, and the valve 13 on the fresh water discharge pipe 10 opens. Water through the discharge pipe 7 continues to fill the tank 1 with water and air accumulated above the surface of the water is squeezed out through the check valve 22 into the atmosphere. At the same time, the pump for fresh water 14. The water fills the tank 2 and the air accumulated above the surface of the water is squeezed out through the check valve 22 into the atmosphere.

Для предотвращения смешения пресной и соленой воды при заполнении баков через паропровод 4 служит клапан 29, который закрывается в момент начала процесса выдавливания воздуха.To prevent the mixing of fresh and salt water when filling the tanks through the steam line 4, a valve 29 is used, which closes when the air is extruded.

Когда вода начнет выливаться из баков через обратные клапаны 22, датчики полноты баков 23 вырабатывают сигнал, по которому открываются кран 15 на сливном трубопроводе 8 и кран 16 на трубопроводе для дистиллированной воды 9, выключается насос для пресной воды 14 и закрывается кран 13 нагнетающего трубопровода. Обратные клапаны баков 22 закрываются, уровень воды опускается, над поверхностью воды опять создается пониженное давление, и процесс дистилляции возобновляется.When water begins to pour out of the tanks through the non-return valves 22, the tank fullness sensors 23 generate a signal that opens the valve 15 on the drain pipe 8 and the valve 16 on the distilled water pipe 9, the fresh water pump 14 is turned off and the discharge pipe tap 13 is closed. The check valves of the tanks 22 are closed, the water level drops, a lower pressure is again created above the water surface, and the distillation process resumes.

Второй вариант исполнения опреснительной установки заключается в том, что пластины 26, предназначенные для увеличения площади зеркала воды, установлены в виде винтовой поверхности и по ним вода стекает вниз.The second embodiment of the desalination plant is that the plates 26, designed to increase the area of the water mirror, are installed in the form of a helical surface and water flows down them.

Третий вариант исполнения опреснительной установки заключается в том, что форсунки системы орошения повернуты относительно оси бака таким образом, что оси форсунок образуют однополостный гиперболоид вращения.The third embodiment of the desalination plant is that the nozzles of the irrigation system are rotated relative to the axis of the tank so that the axis of the nozzles form a single-cavity rotation hyperboloid.

Источники информацииInformation sources

1. Химическая энциклопедия. В 5-ти т. - М.: Советская энциклопедия, 1988.1. Chemical encyclopedia. In 5 volumes - M .: Soviet Encyclopedia, 1988.

2. Физическая энциклопедия. В 5-ти т. - М.: Советская энциклопедия, 1988.2. Physical encyclopedia. In 5 volumes - M .: Soviet Encyclopedia, 1988.

3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1981. - 400 с., ил.3. Matveev A.N. Molecular Physics: Textbook. manual for universities. - M .: Higher school, 1981. - 400 p., Ill.

4. Патент России №2142912, класс C02F 1/04.4. Russian patent No. 2142912, class C02F 1/04.

5. Патент России №2206510, класс C02F 1/04.5. Patent of Russia No. 2206510, class C02F 1/04.

6. Патент России №2087421, класс C02F 1/14.6. Patent of Russia No. 2087421, class C02F 1/14.

Claims (4)

1. Устройство для опреснения морской воды, содержащее два герметичных бака, соединенных паропроводом, первый бак имеет нагнетающий и сливной трубопроводы, нагнетающий трубопровод снабжен насосом для непрерывной подачи опресняемой воды в первый бак, второй бак имеет трубопровод для дистиллированной воды, баки соединены с устройством для нагрева воды и конденсации ее паров, представляющим собой холодильник, трубопровод с нагретым хладагентом которого находится ниже уровня воды в первом баке, а трубопровод с охлажденным хладагентом находится во втором баке, при этом в первом баке имеется датчик нижнего предельного уровня вода, отличающееся тем, что баки установлены на высоте не менее максимальной высоты столба жидкости водяного барометра над уровнем опресняемой воды, в первом баке над зеркалом воды установлена система испарения, состоящая из ряда пластин, расположенных одна над другой с небольшим уклоном относительно горизонтального положения, и насоса для подачи опресняемой воды из бака на верхнюю пластину, во втором баке установлена система конденсации, состоящая из системы орошения с форсунками и насоса для подачи в форсунки более холодной, чем пар, дистиллированной воды, при этом трубопровод с охлажденным хладагентом холодильника расположен ниже уровни дистиллированной воды во втором баке, каждый бак имеет обратный клапан и датчик полноты бака, расположенные в его верхней части, а на паропроводе установлена крышка.1. A device for desalination of sea water, containing two sealed tanks connected by a steam line, the first tank has a discharge and drain pipelines, the discharge pipe is equipped with a pump for continuously supplying desalinated water to the first tank, the second tank has a pipeline for distilled water, the tanks are connected to the device for heating water and condensing its vapors, which is a refrigerator, the pipeline with a heated refrigerant which is below the water level in the first tank, and the pipeline with a cooled refrigerant is It takes place in the second tank, while in the first tank there is a sensor of the lower limit water level, characterized in that the tanks are installed at a height not less than the maximum height of the liquid column of the water barometer above the level of desalinated water, in the first tank above the water mirror an evaporation system is installed, consisting of a number of plates located one above the other with a slight slope relative to the horizontal position, and a pump for supplying desalinated water from the tank to the upper plate, a condensation system is installed in the second tank, consisting of irrigation systems with nozzles and a pump for supplying distilled water colder than steam to the nozzles, while the pipeline with the cooled refrigerant refrigerant is located below the levels of distilled water in the second tank, each tank has a non-return valve and a tank fullness sensor located in its upper part , and a cover is installed on the steam line. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластины установлены в шахматном порядке, причем наклон последующей пластины имеет обратное направление к предыдущему.2. The device according to claim 1, characterized in that the plates are staggered, and the slope of the subsequent plate has the opposite direction to the previous one. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластины установлены в виде винтовой поверхности.3. The device according to claim 1, characterized in that the plates are installed in the form of a helical surface. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что форсунки системы орошения установлены под углом к оси бака так, что струи воды, выходящие из них, образуют однополостный гиперболоид вращения.4. The device according to claim 1, characterized in that the nozzles of the irrigation system are installed at an angle to the axis of the tank so that the water jets emerging from them form a single-cavity rotation hyperboloid.
RU2005133496/15A 2005-10-31 2005-10-31 Seawater desalting device RU2309125C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133496/15A RU2309125C2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Seawater desalting device
PCT/RU2006/000529 WO2007053059A1 (en) 2005-10-31 2006-10-12 Sea-water desalting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133496/15A RU2309125C2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Seawater desalting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005133496A RU2005133496A (en) 2007-05-20
RU2309125C2 true RU2309125C2 (en) 2007-10-27

Family

ID=38006107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005133496/15A RU2309125C2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Seawater desalting device

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2309125C2 (en)
WO (1) WO2007053059A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553880C2 (en) * 2013-06-05 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение"Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" Sea water desalination unit and process
CN109502672A (en) * 2018-12-04 2019-03-22 合肥通用机械研究院有限公司 A kind of washable sea water desalting equipment
RU2723858C1 (en) * 2019-07-30 2020-06-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Device for water desalination
RU2784151C1 (en) * 2022-06-06 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Compact water distillation plant

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPI20110096A1 (en) * 2011-09-05 2013-03-06 Alexandr Yurievich Baurov "A WATER DESALIFICATION DEVICE"
CN110585797B (en) * 2019-09-20 2020-09-18 江苏京晶光电科技有限公司 Sapphire cutting fluid filtering and cooling device and using method thereof
CN113233527A (en) * 2021-04-22 2021-08-10 重庆大学 Multiple-effect evaporation type seawater desalination system with Z-shaped structure

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56166984A (en) * 1980-05-23 1981-12-22 Tetsuo Takahashi Distillater for sea water or the like
JPS574282A (en) * 1980-06-11 1982-01-09 Mitsubishi Electric Corp Brine desalting device
US4880504A (en) * 1987-02-24 1989-11-14 Cellini John V Vacumm distillation system with spiralled cold coil
SU1639702A1 (en) * 1988-08-24 1991-04-07 Институт Проблем Механики Ан Ссср Evaporator
DE4223392C2 (en) * 1992-07-16 2001-05-03 Fette Dorothea Device for the condensation of water vapor in a vapor-air mixture, especially in sugar manufacturing

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553880C2 (en) * 2013-06-05 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение"Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" Sea water desalination unit and process
CN109502672A (en) * 2018-12-04 2019-03-22 合肥通用机械研究院有限公司 A kind of washable sea water desalting equipment
CN109502672B (en) * 2018-12-04 2021-10-26 合肥通用机械研究院有限公司 Seawater desalination equipment capable of being disassembled and washed
RU2723858C1 (en) * 2019-07-30 2020-06-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Device for water desalination
RU2784151C1 (en) * 2022-06-06 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Compact water distillation plant

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007053059A1 (en) 2007-05-10
RU2005133496A (en) 2007-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2309125C2 (en) Seawater desalting device
CN100584765C (en) Natural vacuum low temperature distillation sea water desalination method and device
JP3718227B2 (en) Seawater desalination method and apparatus
RU2554720C1 (en) Desalination plant and its thermosoftener
CN103449548B (en) Marine heat pipe type seawater desalination device
US20170233264A1 (en) Desalination system for the production of potable water
US9796601B1 (en) Single downcomer bubble column
CN103613155A (en) Heat pipe type low temperature two-effect sea water desalting device
WO2006075930A1 (en) Method for producing distilled water and device for carrying out said method
RU2393995C1 (en) Method of desalinating sea water and installation for desalinating sea water
CN1093341A (en) Freezing method for desalting seawater and the device that combines with evaporation
RU2296715C2 (en) Sea water distilling plant
Sahith et al. Technologies in desalination
KR101162977B1 (en) Apparatus for producing drinking-water
EP2374760A1 (en) Water desalination plant
DE202006000195U1 (en) Distillation plant for energy-saving solar seawater desalination, includes seawater evaporation chamber, solar collectors, separating foil, intake valve, control valve, compressor, and a device for opening of the evaporation chamber
RU2184592C2 (en) Method of fresh water production and desalter for its embodiment
RU2723858C1 (en) Device for water desalination
RU2553880C2 (en) Sea water desalination unit and process
RU2280011C1 (en) Installation for desalination of the salt water and the method of desalination of the salt water with usage of the installation
CN206553222U (en) A kind of sea water desalinating unit
NL2026420B1 (en) Desalination unit, desalination plant, method for desalination of saline water in order to obtain freshwater, and desalinated water
RU2612290C1 (en) Method for processing fluids and device to this end
EP3299073A1 (en) Thermal desalter device
RU2743173C1 (en) Autonomous distiller

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071101