RU2617489C1 - Device for water desalination - Google Patents

Device for water desalination Download PDF

Info

Publication number
RU2617489C1
RU2617489C1 RU2016123814A RU2016123814A RU2617489C1 RU 2617489 C1 RU2617489 C1 RU 2617489C1 RU 2016123814 A RU2016123814 A RU 2016123814A RU 2016123814 A RU2016123814 A RU 2016123814A RU 2617489 C1 RU2617489 C1 RU 2617489C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
chamber
evaporation chamber
emulsion
valve
Prior art date
Application number
RU2016123814A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентина Николаевна Кашманова
Семён Владимирович Швецов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Смарт-Тек" (ООО "Смарт-Тек")
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 Общество с ограниченной ответственностью "Смарт-Тек" (ООО "Смарт-Тек") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Смарт-Тек" (ООО "Смарт-Тек")
Priority to RU2016123814A priority Critical patent/RU2617489C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617489C1 publication Critical patent/RU2617489C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • 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
    • 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
    • Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/142—Solar thermal; Photovoltaics
    • 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
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation

Landscapes

  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: in an apparatus for desalinating sea water, comprising a container initial water evaporation chamber, provided with a solar collector, a condenser in the form of a coil, a tank for desalted water, coupling and shut-off valve, the condenser is located in the untreated water container, which is a heat exchanger and is connected with the vaporization chamber through the check valve, the evaporation chamber is adapted to create negative pressure therein by means of a vacuum pump, at the bottom of the vaporization chamber inverse water-emulsion sprinklers are installed to create air-water emulsions, and in the upper portion of the vaporization chamber in the steam outlet area has a secondary emission plate. Device has two combined sensors of level/liquid salinity, pressure sensor and the first temperature sensor mounted in the evaporation chamber, a second temperature sensor installed at the outlet of the solar collector. All sensors, pumps and valves are connected to the controller. Inverse water-emulsion sprinklers to create a water-air emulsion comprise air intake pipe equipped with a valve, connected to tubes with mixing chambers, each mixing chamber is cylindrical with a circular slotted hole, and the outlet is provided with sequentially arranged confuser and diffuser. In the lower part of the mixing chamber ultrasonic transducer is mounted, by which the cavity is filled with an elastic material, and the mixing chamber before the inlet opening in the tube is mounted with a nozzle pipe for water supply.
EFFECT: increased productivity of desalination plant, increasing resiliency installation, optimisation of modes of operation of the plant under different climatic conditions, with the full automation of the desalination process.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области опреснения морской соленой и загрязненной воды и может использоваться в системах водоснабжения жилых зданий, коммерческих и производственных объектов разной величины, имеющих доступ к соленым водоемам и скважинам.The invention relates to the field of desalination of sea salt and contaminated water and can be used in water supply systems of residential buildings, commercial and industrial facilities of various sizes, with access to salt water bodies and wells.

Известен солнечный опреснитель (Патент на полезную модель РФ №150516, МПК C02F 1/04, 2015 г.), который содержит солнечные батареи, соединенные магистралью с коллектором на стойках плавающей платформы. Коллектор, установленный на определенной высоте, соединен с входным патрубком парогенератора улиточного типа, который установлен в емкости ниже уровня моря и соединен с камерой конденсации. Соответственно, в качестве испарительной камеры используется парогенератор, который за счет создаваемого внутри себя разрежения позволяет производить испарение жидкости при пониженных температурах.Known solar desalination (Patent for a utility model of the Russian Federation No. 150516, IPC C02F 1/04, 2015), which contains solar panels connected by a highway to the collector on the racks of a floating platform. A collector installed at a certain height is connected to the inlet pipe of a snail type steam generator, which is installed in a tank below sea level and is connected to a condensation chamber. Accordingly, a steam generator is used as an evaporation chamber, which, due to the vacuum created inside it, allows the evaporation of liquid at low temperatures.

Недостатками указанного опреснителя являются ограниченные возможности по регулировке параметров опреснительного процесса и как следствие - низкая производительность.The disadvantages of this desalination plant are the limited ability to adjust the parameters of the desalination process and, as a result, low productivity.

Известен опреснитель морской воды, использующий технологию распыления жидкости в испарительной камере (Патент на полезную модель РФ №81953, МПК C02F 1/14, 2009 г.), состоящий из соединенных переходным трубопроводом конденсатора и испарителя, имеющего нагнетающий и сливной трубопроводы, на первом из которых вне испарителя установлен нагнетающий насос, а внутри испарителя распылители воды, испаритель выполнен в виде герметичного бака и изготовлен из прочного и теплопроводящего материала, внешняя поверхность которого имеет селективное покрытие, обеспечивающее эффективное поглощение солнечной радиации, кроме того, дополнительно введены вакуумный насос, установленный на переходном трубопроводе, циркуляционный трубопровод с установленным на нем циркуляционным насосом, подсоединенный к испарителю, электромагнитный вентиль, установленный на сливном трубопроводе, и датчик уровня морской воды, установленный внутри испарителя, при этом выход датчика уровня соединен с входом управления степенью открытия электромагнитного вентиля.Known desalination of sea water, using the technology of spraying liquid in an evaporation chamber (Utility Model Patent of the Russian Federation No. 81953, IPC C02F 1/14, 2009), consisting of a condenser and an evaporator connected by a transition pipe and having a discharge and drain pipes, in the first of of which an injection pump is installed outside the evaporator and water sprayers inside the evaporator, the evaporator is made in the form of a sealed tank and is made of a durable and heat-conducting material, the outer surface of which has a selective coating, ensuring effective absorption of solar radiation, in addition, a vacuum pump installed on the transition pipe, a circulation pipe with a circulation pump installed on it, connected to the evaporator, an electromagnetic valve installed on the drain pipe, and a sea water level sensor installed inside the evaporator are additionally introduced, wherein the output of the level sensor is connected to the control input of the degree of opening of the electromagnetic valve.

Недостатками данного опреснителя являются сложность конструкции, высокая стоимость за счет большого количества насосного оборудования, низкая производительность и повышенные затраты энергии на единицу продукта.The disadvantages of this desalination plant are the design complexity, high cost due to the large number of pumping equipment, low productivity and increased energy costs per unit of product.

Наиболее близкой по конструкции является гелиоопреснительная установка (Патент на изобретение РФ №2117634, МПК C02F 1/14, 1997 г.), принятая за прототип, содержащая солнечный коллектор, многосекционный дистиллятор с вертикальным расположением секций, соединенных между собой по теплоносителю с помощью прямого и обратного трубопроводов, испарительный и испарительно-конденсационные теплообменники и теплообменник конденсатора, испарительный и испарительно-конденсационные теплообменники выполнены в виде спиральных трубок с установленными на них шайбами, к теплообменнику конденсатора подсоединен водовоздушный эжектор, соединенный с ним последовательно в контур, а оросители выполнены в виде съемных разбрызгивателей и установленных под ними растекателей.The closest in design is a solar desalination plant (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2177634, IPC C02F 1/14, 1997), adopted as a prototype containing a solar collector, a multi-section distiller with a vertical arrangement of sections connected to each other through a coolant using direct and return pipelines, evaporative and evaporative condensation heat exchangers and a condenser heat exchanger, evaporative and evaporative condensation heat exchangers are made in the form of spiral tubes with mounted on them washers, a water-air ejector is connected to the condenser heat exchanger, connected in series with it, and sprinklers are made in the form of removable sprinklers and spreading spreaders installed under them.

Недостатками прототипа является низкая удельная производительность установки и сложность конструкции, что повышает стоимость и снижает отказоустойчивость системы.The disadvantages of the prototype is the low specific productivity of the installation and the complexity of the design, which increases the cost and reduces the fault tolerance of the system.

Технический результат предлагаемого устройства заключается в повышении производительности опреснительной установки, в повышении отказоустойчивости установки, в оптимизации режимов работы установки при различных климатических условиях, в полной автоматизации процесса опреснения.The technical result of the proposed device is to increase the performance of the desalination plant, to increase the fault tolerance of the plant, to optimize the plant's operating conditions under various climatic conditions, and to fully automate the desalination process.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для опреснения морской воды, содержащем емкость исходной воды, испарительную камеру, снабженную солнечным коллектором, конденсатор в виде змеевика, емкость для опресненной воды, соединительную и запорную арматуру, конденсатор расположен в емкости исходной воды, являющейся теплообменником и соединенной с испарительной камерой через запорный клапан, испарительная камера выполнена с возможностью создания в ней разрежения посредством вакуумного насоса, в нижней части испарительной камеры установлены обратные водоэмульсионные спринклеры для создания водовоздушной эмульсии, а в верхней части испарительной камеры в зоне выхода пара установлены пластины вторичной эмиссии, при этом устройство оснащено двумя комбинированными датчиками уровня/солености жидкости, датчиком давления и первым датчиком температуры, установленными в испарительной камере, вторым датчиком температуры, установленным на выходе солнечного коллектора, причем все датчики, насосы и запорная арматура подсоединены к контроллеру. Обратные водоэмульсионные спринклеры для создания водовоздушной эмульсии содержат патрубок забора воздуха, оснащенный задвижкой, соединенный трубками с камерами смешения, каждая камера смешения выполнена цилиндрической с кольцевым щелевым отверстием, а выходное отверстие снабжено последовательно размещенными конфузором и диффузором, при этом в нижней части камеры смешения установлен ультразвуковой излучатель, полость под которым заполнена упругим материалом, а перед входным отверстием камеры смешения в трубке установлен патрубок с соплом для подвода воды.The technical result is achieved in that in a device for desalination of sea water containing a source of water, an evaporation chamber equipped with a solar collector, a condenser in the form of a coil, a tank for desalinated water, connecting and stop valves, the condenser is located in the source of water, which is a heat exchanger and connected to the evaporation chamber through a shut-off valve, the evaporation chamber is configured to create a vacuum in it by means of a vacuum pump in the lower part of the evaporation chambers installed reverse water emulsion sprinklers to create a water-air emulsion, and secondary emission plates are installed in the upper part of the evaporation chamber in the steam exit zone, while the device is equipped with two combined liquid level / salinity sensors, a pressure sensor and the first temperature sensor installed in the evaporation chamber, the second a temperature sensor installed at the output of the solar collector, and all sensors, pumps and valves are connected to the controller. Reverse water-emulsion sprinklers for creating a water-air emulsion contain an air intake pipe equipped with a valve, connected by tubes to the mixing chambers, each mixing chamber is cylindrical with an annular slotted hole, and the outlet is equipped with sequentially placed confuser and diffuser, while an ultrasonic is installed in the lower part of the mixing chamber emitter, the cavity under which is filled with elastic material, and a pipe is installed in front of the inlet of the mixing chamber in the tube with nozzle for water supply.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена схема устройства для опреснения морской воды, на фиг. 2 приведена конструкция обратных водоэмульсионных спринклеров для создания водовоздушной эмульсии.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a diagram of a device for desalination of sea water, FIG. 2 shows the design of reverse water emulsion sprinklers to create a water-air emulsion.

Устройство для опреснения морской воды содержит емкость исходной воды 1, соединенную с испарительной камерой 2 через запорный клапан 3. Испарительная камера 2 снабжена солнечным коллектором 4 и образует с ним контур нагрева, циркуляцию жидкости в котором обеспечивает циркуляционный насос 5. Испарительная камера 2 выполнена с возможностью создания в ней разрежения посредством вакуумного насоса 6. Вакуумный насос 6 также обеспечивает отведение пара в конденсатор 7, выполненный в виде змеевика, соединенного с емкостью опресненной воды 8. Конденсатор 7 расположен в емкости исходной воды 1, являющейся теплообменником. В нижней части испарительной камеры 2 установлены обратные водоэмульсионные спринклеры 9 для создания водовоздушной эмульсии, а в верхней части испарительной камеры 2 в зоне выхода пара установлены пластины вторичной эмиссии 10. Устройство оснащено первым комбинированным датчиком уровня/солености жидкости 11, вторым комбинированным датчиком уровня/солености жидкости 12, датчиком давления 13 и первым датчиком температуры 14, установленными в испарительной камере 2. А также вторым датчиком температуры 15, установленным на выходе солнечного коллектора 4. Комбинированные датчики уровня/солености жидкости 11 и 12 измеряют уровни жидкости (номинально - два) с помощью измерения сопротивления между каждым датчиком 11 и 12 и корпусом испарительной камеры 2, а измерение солености реализуется путем измерения сопротивления между двумя датчиками 11 и 12 при условии заполнения жидкостью обоих уровней. Испарительная камера 2 снабжена патрубком для слива рассола с отсечным клапаном 16. Все датчики, а также насосы и запорная арматура, выполненные управляемыми, подсоединены к контроллеру (на чертеже не показан). Обратные водоэмульсионные спринклеры 9 для создания водовоздушной эмульсии содержат патрубок забора воздуха, оснащенный задвижкой 17, соединенный трубками 18 с камерами смешения 19. Каждая камера смешения 19 выполнена цилиндрической с кольцевым щелевым отверстием 20, а выходное отверстие снабжено последовательно размещенными конфузором 21 и диффузором 22, при этом в нижней части камеры смешения 19 установлен ультразвуковой излучатель 23, полость под которым заполнена упругим материалом 24, например резиной, а перед входным отверстием камеры смешения 19 в трубке 18 установлен патрубок 25 с соплом для подвода воды.A device for desalination of sea water contains a source of water 1 connected to the evaporation chamber 2 through a shut-off valve 3. The evaporation chamber 2 is equipped with a solar collector 4 and forms a heating circuit with it, the liquid circulation of which is provided by the circulation pump 5. The evaporation chamber 2 is configured to creating a vacuum in it by means of a vacuum pump 6. The vacuum pump 6 also provides for the removal of steam into the condenser 7, made in the form of a coil connected to a tank of desalinated water 8. Conde Sator 7 is arranged in the untreated water container 1, which is a heat exchanger. In the lower part of the evaporation chamber 2, reverse water emulsion sprinklers 9 are installed to create a water-air emulsion, and in the upper part of the evaporation chamber 2, secondary emission plates 10 are installed. The device is equipped with a first combined liquid level / salinity sensor 11, and a second combined level / salinity sensor liquid 12, a pressure sensor 13 and a first temperature sensor 14 installed in the evaporation chamber 2. As well as a second temperature sensor 15 installed at the output of the solar cell lecturer 4. Combined liquid level / salinity sensors 11 and 12 measure liquid levels (nominally two) by measuring the resistance between each sensor 11 and 12 and the body of the evaporation chamber 2, and salinity is measured by measuring the resistance between two sensors 11 and 12 at provided that both levels are filled with liquid. The evaporation chamber 2 is equipped with a nozzle for draining the brine with a shut-off valve 16. All sensors, as well as pumps and shut-off valves, made controllable, are connected to the controller (not shown in the drawing). The inverse water emulsion sprinklers 9 for creating a water-air emulsion contain an air intake pipe equipped with a valve 17, connected by tubes 18 to the mixing chambers 19. Each mixing chamber 19 is cylindrical with an annular slot 20, and the outlet is provided with a sequentially placed confuser 21 and a diffuser 22, with this, in the lower part of the mixing chamber 19 is installed an ultrasonic emitter 23, the cavity under which is filled with elastic material 24, for example rubber, and in front of the camera inlet sheniya 19 in the tube 18 is provided with a nozzle duct 25 for water supply.

Устройство для опреснения морской воды работает следующим образом. Испарительная камера 2 заполняется исходной жидкостью, поступающей из емкости исходной воды 1. Уровень жидкости определяется первым 11 и вторым 12 комбинированными датчиками уровня/солености жидкости и регулируется контроллером посредством запорного клапана 3. Исходная жидкость в испарительной камере 2 подогревается, проходя через солнечный коллектор 4 с помощью циркуляционного насоса 5. Данные о температуре исходной жидкости на выходе из солнечного коллектора 4 фиксируются вторым датчиком температуры 15 и поступают в контроллер, регулирующий работу циркуляционного насоса 5. Когда температура и давление в испарительной камере 2 достигают оптимальных величин, фиксируемых датчиком давления 13 и первым датчиком температуры 14, контроллером автоматически запускается процесс опреснения, посредством запуска обратных водоэмульсионных спринклеров 9 для создания водовоздушной эмульсии и вакуумного насоса 6, обеспечивающего постоянное разрежение в испарительной камере 2. Обратные водоэмульсионные спринклеры 9 для создания водовоздушной эмульсии обеспечивают создание в испарительной камере 2 водовоздушной эмульсии. По сигналу контроллера открывается задвижка 17. С помощью задвижки 17 контроллером регулируется как расход поступающего воздуха, так и уровень разрежения в испарительной камере 2, а соответственно и производительность всей опреснительной установки. Под действием постоянного разрежения в испарительной камере 2, поддерживаемого вакуумным насосом 6, воздух из окружающей атмосферы по трубкам 18 поступает в камеры смешения 19. Исходная вода поступает в камеры смешения 19 по патрубкам 25 с соплом, по принципу струйного насоса, и через кольцевые щелевые отверстия 20. В камере смешения 19 образуется водовоздушная смесь. Ультразвуковой излучатель 23 производит колебательные движения на частоте собственного резонанса под управлением контроллера, в результате чего в камере смешения 19 происходит дробление пузырьков воздуха на гораздо более мелкие пузырьки с образованием водовоздушной эмульсии. За счет наличия большого количества микроскопических пузырьков в воде (консистенция пены) в несколько раз увеличивается поверхность испарения жидкости, а соответственно и производительность испарителя. Интенсивный выход водовоздушной эмульсии из камеры смешения 19 в испарительную камеру 2 обеспечивают последовательно установленные конфузор 21 и диффузор 22. Для снижения затрат энергии на возмущение пластины ультразвукового излучателя 23 и упрощения конструкции, полость под ним заполнена упругим материалом 24, осуществляющим обратный ход пластины ультразвукового излучателя 23 при разжимании упругого материала 24. Для предотвращения попадания брызг соленой воды в насыщенный пар на выходе из испарительной камеры 2 установлены пластины вторичной эмиссии 10, выполненные в виде нагревательных элементов, с возможностью подключения к источнику питания, например солнечным коллектором. Вторичная эмиссия в данном случае называется второй по очереди этапа выделения частиц водяного пара из исходной жидкости, которая в виде водяных брызг долетает до нагретых пластин вторичной эмиссии 10 и касается их, при этом соли и другие микроэлементы оседают на пластинах вторичной эмиссии 10, а частицы водяного пара испускаются (эмитируются) в испарительную камеру 2. Вакуумный насос 6 выполняет функцию поддержания постоянного разрежения в испарительной камере 2 и обеспечивает откачку насыщенного пара из испарительной камеры 2. Ввиду постоянного разрежения в испарительной камере 2 температура парообразования значительно понижается, что позволяет производить испарение жидкости при существенно меньших энергозатратах. Вакуумный насос 6 с постоянной производительностью откачивает насыщенный пар из испарительной камеры 2 в конденсатор 7, в виде змеевика, расположенный в емкости исходной воды 1, где насыщенный пар переходит в жидкое состояние с выделением тепла. Опресненная вода, сконденсированная в конденсаторе 7, поступает в емкость опресненной воды 8. Тепло, выделяющееся при конденсации пара в конденсаторе 7, подогревает исходную жидкость в емкости исходной воды 1. Поступление подогретой исходной жидкости из емкости исходной воды 1 в испарительную камеру 2 регулируется контроллером посредством управляемого запорного клапана 3. Удаление рассола из испарительной камеры 2 через управляемый отсечной клапан 16 регулируется контроллером. Работа устройства для опреснения морской воды может осуществляться полностью в автоматическом режиме под управлением контроллера, осуществляющего измерение температур, давлений, солености, уровней жидкости, соответствующими датчиками, и инициирующего своевременный слив рассола из испарительной камеры 2, долив исходной жидкости из емкости исходной воды 1, включение/выключение контура нагрева исходной жидкости солнечным коллектором 4 с циркуляционным насосом 5, регулировку производительности устройства для опреснения морской воды, удаленную диспетчеризацию и интеграцию с другими системами жизнеобеспечения.A device for desalination of sea water works as follows. The evaporation chamber 2 is filled with the initial liquid coming from the source water tank 1. The liquid level is determined by the first 11 and second 12 combined liquid level / salinity sensors and is regulated by the controller using the shutoff valve 3. The initial liquid in the evaporation chamber 2 is heated by passing through the solar collector for 4 s using a circulation pump 5. Data on the temperature of the source liquid at the outlet of the solar collector 4 are recorded by the second temperature sensor 15 and enter the controller, regulating operating the circulation pump 5. When the temperature and pressure in the evaporation chamber 2 reach the optimum values recorded by the pressure sensor 13 and the first temperature sensor 14, the controller automatically starts the desalination process by starting the inverse water emulsion sprinklers 9 to create a water-air emulsion and a vacuum pump 6, providing constant vacuum in the evaporation chamber 2. Reverse water emulsion sprinklers 9 to create a water-air emulsion provide the creation of evaporate flax chamber 2 of the water-air emulsion. At the signal of the controller, the valve 17 opens. Using the valve 17, the controller controls both the flow rate of the incoming air and the vacuum level in the evaporation chamber 2, and, accordingly, the performance of the entire desalination plant. Under the action of constant rarefaction in the evaporation chamber 2, supported by a vacuum pump 6, air from the surrounding atmosphere enters the mixing chambers 18 through the tubes 18. The source water enters the mixing chambers 19 through the nozzle nozzles 25, by the principle of a jet pump, and through annular slotted holes 20. In the mixing chamber 19, a water-air mixture is formed. The ultrasonic emitter 23 produces oscillatory movements at the natural resonance frequency under the control of the controller, as a result of which air bubbles are split into much smaller bubbles in the mixing chamber 19 to form a water-air emulsion. Due to the presence of a large number of microscopic bubbles in water (foam consistency), the surface of liquid evaporation increases several times, and, accordingly, the productivity of the evaporator. The intensive exit of the water-air emulsion from the mixing chamber 19 to the evaporation chamber 2 is ensured by the sequentially installed confuser 21 and the diffuser 22. To reduce the energy costs for disturbing the plate of the ultrasonic emitter 23 and simplify the design, the cavity under it is filled with elastic material 24, which performs a return stroke of the plate of the ultrasonic emitter 23 when expanding the elastic material 24. To prevent salt water from splashing into saturated steam, second plates are installed at the outlet of the evaporation chamber 2 ary emission 10, made in the form of heating elements to be connected to a power source such as a solar collector. Secondary emission in this case is called the second stage of the separation of water vapor particles from the initial liquid, which in the form of water spray reaches the heated plates of the secondary emission 10 and touches them, while salts and other trace elements settle on the plates of the secondary emission 10, and the particles of water the vapor is emitted (emitted) into the evaporation chamber 2. The vacuum pump 6 performs the function of maintaining a constant vacuum in the evaporation chamber 2 and provides for the pumping of saturated steam from the evaporation chamber 2. In view of the post yannogo underpressure in the evaporation chamber 2 is reduced greatly vaporization temperature that allows vaporization of liquid at much lower energy input. A vacuum pump 6 with constant capacity pumps out saturated steam from the evaporation chamber 2 to a condenser 7, in the form of a coil located in the source water tank 1, where the saturated steam goes into a liquid state with the release of heat. Desalinated water condensed in the condenser 7 enters the desalinated water tank 8. The heat generated by the condensation of steam in the condenser 7 heats the source liquid in the source water tank 1. The receipt of the heated source liquid from the source water tank 1 into the evaporation chamber 2 is controlled by the controller by controlled shut-off valve 3. The removal of brine from the evaporation chamber 2 through a controlled shut-off valve 16 is controlled by the controller. The operation of the device for desalination of sea water can be fully automatic under the control of a controller that measures temperatures, pressures, salinity, liquid levels, appropriate sensors, and initiates the timely discharge of brine from the evaporation chamber 2, adding the source liquid from the source water tank 1, turning on on / off the heating circuit of the initial liquid by a solar collector 4 with a circulation pump 5, adjusting the performance of the device for desalination of sea water, ud fief scheduling and integration with other life-support systems.

Таким образом, реализация предложенного устройства позволяет повысить производительность опреснительной установки, повысить отказоустойчивость установки, снизить зависимость работы установки от климатических условий, полностью автоматизировать процесс опреснения.Thus, the implementation of the proposed device can improve the performance of the desalination plant, increase the plant's fault tolerance, reduce the dependence of the plant's operation on climatic conditions, and fully automate the desalination process.

Claims (2)

1. Устройство для опреснения воды, содержащее емкость исходной воды, испарительную камеру, снабженную солнечным коллектором, конденсатор в виде змеевика, емкость для опресненной воды, соединительную и запорную арматуру отличающееся тем, что конденсатор расположен в емкости исходной воды, являющейся теплообменником и соединенной с испарительной камерой через запорный клапан, испарительная камера выполнена с возможностью создания в ней разрежения посредством вакуумного насоса, в нижней части испарительной камеры установлены обратные водоэмульсионные спринклеры для создания водовоздушной эмульсии, а в верхней части испарительной камеры в зоне выхода пара установлены пластины двойной эмиссии, при этом устройство оснащено двумя комбинированными датчиками уровня/солености жидкости, датчиком давления и первым датчиком температуры, установленными в испарительной камере, вторым датчиком температуры, установленным на выходе солнечного коллектора, причем все датчики, насосы и запорная арматура подсоединены к контроллеру.1. Device for desalination of water, containing a source of water, an evaporation chamber equipped with a solar collector, a condenser in the form of a coil, a tank for desalinated water, connecting and stop valves, characterized in that the condenser is located in the source of water, which is a heat exchanger and connected to the evaporative chamber through a shut-off valve, the evaporation chamber is configured to create a vacuum in it by means of a vacuum pump, the return valves are installed in the lower part of the evaporation chamber single emulsion sprinklers to create a water-air emulsion, and double emission plates are installed in the upper part of the evaporation chamber in the steam exit zone, while the device is equipped with two combined liquid level / salinity sensors, a pressure sensor and a first temperature sensor installed in the evaporation chamber, a second temperature sensor, installed at the output of the solar collector, and all sensors, pumps and valves are connected to the controller. 2. Устройство для опреснения морской воды по п. 1, отличающееся тем, что обратные водоэмульсионные спринклеры для создания водовоздушной эмульсии содержат патрубок забора воздуха, оснащенный задвижкой, соединенный трубками с камерами смешения, каждая камера смешения выполнена цилиндрической с кольцевым щелевым отверстием, а выходное отверстие снабжено последовательно размещенными конфузором и диффузором, при этом в нижней части камеры смешения установлен ультразвуковой излучатель, полость под которым заполнена упругим материалом, а перед входным отверстием камеры смешения в трубке установлен патрубок с соплом для подвода воды.2. A device for desalination of sea water according to claim 1, characterized in that the reverse water emulsion sprinklers for creating a water-air emulsion contain an air intake pipe equipped with a valve, connected by tubes to the mixing chambers, each mixing chamber is cylindrical with an annular slot hole, and the outlet equipped with sequentially placed confuser and diffuser, while in the lower part of the mixing chamber is installed an ultrasonic emitter, the cavity under which is filled with elastic material, and p In front of the inlet of the mixing chamber, a pipe with a nozzle for supplying water is installed in the tube.
RU2016123814A 2016-06-15 2016-06-15 Device for water desalination RU2617489C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123814A RU2617489C1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Device for water desalination

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123814A RU2617489C1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Device for water desalination

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2617489C1 true RU2617489C1 (en) 2017-04-25

Family

ID=58643210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016123814A RU2617489C1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Device for water desalination

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2617489C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111233065A (en) * 2020-02-23 2020-06-05 北京结力能源科技有限公司 Seawater desalination system based on heat storage type solar thermal collector
RU2743173C1 (en) * 2020-06-02 2021-02-15 Аркадий Генрихович Левшин Autonomous distiller
CN112678903A (en) * 2020-12-30 2021-04-20 北京首创环境科技有限公司 Salt-containing wastewater treatment equipment and method
CN113860412A (en) * 2021-10-25 2021-12-31 海南师范大学 TEC self-heating condensation seawater desalination system using solar energy as energy source
RU2767322C1 (en) * 2021-05-18 2022-03-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Solar water distillation station
RU2789939C1 (en) * 2022-06-08 2023-02-14 Сергей Петрович Девяткин Method for desalination of salt and mineralized water and device for its implementation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3345271A (en) * 1965-11-30 1967-10-03 James H Shay Flash distillation boiler for treating mineral waters including temperature responsive means
RU2117634C1 (en) * 1996-03-29 1998-08-20 Михаил Эхильевич Шварц Solar desalination plant
EA008492B1 (en) * 2002-11-28 2007-06-29 Ханс Йосеф Ван Элс Method and plant for desalinating salt-containing water
RU2335459C1 (en) * 2007-03-13 2008-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Method of deaerated salty water desalination and device for its implementation
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
RU2554720C1 (en) * 2014-02-24 2015-06-27 Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Desalination plant and its thermosoftener

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3345271A (en) * 1965-11-30 1967-10-03 James H Shay Flash distillation boiler for treating mineral waters including temperature responsive means
RU2117634C1 (en) * 1996-03-29 1998-08-20 Михаил Эхильевич Шварц Solar desalination plant
EA008492B1 (en) * 2002-11-28 2007-06-29 Ханс Йосеф Ван Элс Method and plant for desalinating salt-containing water
RU2335459C1 (en) * 2007-03-13 2008-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Method of deaerated salty water desalination and device for its implementation
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
RU2554720C1 (en) * 2014-02-24 2015-06-27 Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Desalination plant and its thermosoftener

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111233065A (en) * 2020-02-23 2020-06-05 北京结力能源科技有限公司 Seawater desalination system based on heat storage type solar thermal collector
RU2743173C1 (en) * 2020-06-02 2021-02-15 Аркадий Генрихович Левшин Autonomous distiller
CN112678903A (en) * 2020-12-30 2021-04-20 北京首创环境科技有限公司 Salt-containing wastewater treatment equipment and method
CN112678903B (en) * 2020-12-30 2022-12-02 北京首创环境科技有限公司 Salt-containing wastewater treatment equipment and method
RU2767322C1 (en) * 2021-05-18 2022-03-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" Solar water distillation station
CN113860412A (en) * 2021-10-25 2021-12-31 海南师范大学 TEC self-heating condensation seawater desalination system using solar energy as energy source
RU2789939C1 (en) * 2022-06-08 2023-02-14 Сергей Петрович Девяткин Method for desalination of salt and mineralized water and device for its implementation
RU2801386C1 (en) * 2023-03-29 2023-08-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Salt water desalination device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2617489C1 (en) Device for water desalination
CN105936522B (en) A kind of compact type desalination plant
US7670463B2 (en) Method and device for producing a pure liquid from a crude liquid
CN102942232B (en) Rotary self-heating type seawater freshening method
RU2613920C1 (en) Autonomous desalination plant
CN105936521A (en) Seawater desalination device
US11406910B2 (en) Apparatus for maximizing effluent liquid evaporation
RU150516U1 (en) SUNNY DESALER
CN204981215U (en) Solar thin film waste water evaporative concentration device
CA2823871C (en) Method and system for treatment of waste water
CN106555354A (en) A kind of soda pop contact heat exchanger
RU2743173C1 (en) Autonomous distiller
CN109292860A (en) Falling film evaporation couples absorption refrigeration high-salt sewage processing equipment and high-salt sewage processing method
RU194759U1 (en) STEAM-AIR DESALERATION SYSTEM
CN108815869A (en) Liquid-purifying device
RU2553880C2 (en) Sea water desalination unit and process
CN210885391U (en) Small split solar electrostatic atomization seawater desalination device
RU2040741C1 (en) Heat pump evaporating plant
RU2527261C1 (en) Thermal power plant by kochetov
KR101452125B1 (en) Using microbubbles evaporator cleaning system for waste heat recovery unit
CN104761016A (en) Extraction device of VOCs from water
RU2646640C1 (en) Evaporation pond of mineralized drainage flow
RU204107U1 (en) HYGROSCOPIC HEAT PUMP DESALINATION PLANT
RU2165890C1 (en) Solar desalting unit
CN220703302U (en) Sea water desalination device

Legal Events

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

Effective date: 20180616