RU74380U1

RU74380U1 - Desalination plant

Info

Publication number: RU74380U1
Application number: RU2008102540/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Парамонов
Original assignee: Сергей Александрович Парамонов
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2008-06-27

Abstract

Использование: производство пресной воды из морских, минерализованных вод и промышленных стоков.Usage: the production of fresh water from sea, saline water and industrial effluents.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является получение дистиллята с помощью более простого и надежного в эксплуатации устройства. Ожидаемый технический результат заключается в уменьшении энергозатрат на единицу объема получаемой пресной воды, упрощение и удешевление производства опреснителя, упрощение его обслуживания.The task to which the utility model is directed is to obtain a distillate using a simpler and more reliable device. The expected technical result is to reduce energy consumption per unit volume of fresh water received, simplify and reduce the cost of desalination production, simplify its maintenance.

Сущность: опреснитель содержит установленные на подвижной платформе воздуховод с ветродвигателем, теплообменник с емкостью для сбора конденсата и систему трубопроводов с арматурой для подачи и слива соленой и пресной воды.SUBSTANCE: desalination plant comprises a duct installed on a movable platform with a wind turbine, a heat exchanger with a condensate collecting tank, and a piping system with fittings for supplying and discharging salt and fresh water.

Ветродвигатель выполнен в виде турбины, а воздуховод выполнен в виде соосных вертикально установленных с щелевым зазором между собой полой трубы и сообщенного с атмосферой укороченного кожуха, соединенного герметично с емкостью для сбора конденсата.The wind turbine is made in the form of a turbine, and the air duct is made in the form of a hollow pipe vertically aligned with a gap between them and a shortened casing connected to the atmosphere, connected hermetically to the condensate collection tank.

Кожух выполнен длиной, выбранной из соотношения 1/2÷2/3 длины воздуховода.The casing is made in a length selected from a ratio of 1/2 ÷ 2/3 of the length of the duct.

Щелевой зазор между полой трубой воздуховода и кожухом составляет 1/4÷1/5 диаметра тубы.The gap gap between the hollow pipe of the duct and the casing is 1/4 ÷ 1/5 of the tube diameter.

В полости емкости для сбора конденсата установлен вакуумный насос с вакуумным коллектором. 1 с.п.ф-лы; 3 з.п.ф-лы; 1 илл.A vacuum pump with a vacuum manifold is installed in the cavity of the condensate collecting tank. 1 s.p. 3 C.p. 1 ill.

Description

Предложенный опреснитель предназначен преимущественно для дистилляционного получения пресной воды из морской воды, который, однако, может быть использован для деминерализации шахтных вод и в технологических процессах различных производств.The proposed desalination plant is intended primarily for the distillation of fresh water from sea water, which, however, can be used for demineralization of mine water and in technological processes of various industries.

Известны опреснители различных конструкций, в которых морская или иная вода испаряется, например, с использованием солнечной радиации, наружного теплого воздуха или иного источника энергии, и между воздухом, насыщенным паром, и холодной морской водой происходит интенсивный теплообмен, благодаря которому осуществляется охлаждение воздуха, из него конденсируется вода-конденсат и получается в заданном количестве дистиллированная пресная вода. (Патенты РФ №№2099289 oп. 20.12.1997; 2185327 oп. 20.07.2002; 2234355 oп. 20.08.2004 и др.).Desalination plants of various designs are known in which sea or other water is evaporated, for example, using solar radiation, external warm air or another source of energy, and intensive heat exchange occurs between air saturated with steam and cold sea water, due to which air is cooled from water-condensate condenses and distilled fresh water is obtained in a predetermined amount. (Patents of the Russian Federation No. 2099289, Op. 20.12.1997; 2185327, Op. 20.07.2002; 2234355, Op. 20.08.2004, etc.).

Таков, например, опреснитель в виде застекленного парника, в котором морская вода испаряется под воздействием солнечного излучения, а влажный воздух парника охлаждается в Such, for example, a desalination plant in the form of a glazed greenhouse, in which sea water evaporates under the influence of solar radiation, and the moist air of the greenhouse is cooled in

теплообменнике-конденсаторе морской водой, поступающей по водоводу из холодных, глубинных слоев воды океана (моря, залива). Из влажного охлажденного воздуха выделяется конденсат, поступающий потребителю по водопроводу. В ночное время опреснитель работает за счет разности температур воздуха, поступающего из парника, и морской воды, поступающей из океана в теплообменник-конденсатор. В комплект входит ветросолнечная электростанция, снабжающая электроэнергией все электроустройства в дневное и ночное время за счет энергии солнечной радиации и ветра. (РФ №2099289 oп. 20.12.1997). Известный испарительный опреснитель обеспечивает экологическое производство питьевой воды в заданном объеме, а также получение чистого холодного воздуха для помещений, чистой воды для бассейнов и т.д. Однако конструкция такого испарительного опреснителя громоздка и сложна.a heat exchanger-condenser with seawater entering the conduit from cold, deep layers of ocean water (sea, bay). Condensate is released from the humid cooled air, which enters the consumer through the water supply. At night, the desalination plant works due to the temperature difference between the air coming from the greenhouse and the sea water coming from the ocean into the heat exchanger-condenser. The kit includes a wind-solar power station, which supplies electricity to all electrical devices in the daytime and at night due to the energy of solar radiation and wind. (RF №2099289 op. 20.12.1997). The well-known evaporative desalination plant ensures the ecological production of drinking water in a given volume, as well as obtaining clean cold air for rooms, clean water for pools, etc. However, the design of such an evaporative desalination plant is cumbersome and complex.

Известен ветряной трубчатый, многоканальный опреснитель воды (публикация РФ №2004109867 oп. 10.09.2005), имеющий корпус, сформированный в виде сужающе-расширяющегося канала, перегородку, примыкающую своими боковыми сторонами к стенкам корпуса и образующую одной своей внешней стороной и внутренней поверхностью корпуса входную часть первого канала, а другой своей внешней стороной и внутренней поверхностью корпуса - второй сужающе-расширяющий канал. Второй канал соединен Known wind tubular, multi-channel water desalination (publication of the Russian Federation No. 2004109867 op. 09/10/2005) having a housing formed in the form of a narrowing-expanding channel, a partition adjacent to its sides to the walls of the housing and forming one input side and its inner surface of the housing part of the first channel, and the other with its outer side and the inner surface of the body - the second narrowing-expanding channel. The second channel is connected

своим входом с промежуточной частью первого канала, а своей промежуточной частью - с выходом третьего сужающе-расширяющегося канала. Третий канал сформирован в полости перегородки. Опреснитель снабжен конденсатором влаги, расположенным на выходе первого канала и соединенным через отверстие в нижней части корпуса с резервуаром для сбора пресной воды. Опреснитель имеет испарительный бак; трубку, соединяющую верхнюю часть бака с промежуточной частью третьего канала;its entrance with an intermediate part of the first channel, and its intermediate part - with the exit of the third narrowing-expanding channel. The third channel is formed in the cavity of the septum. The desalination plant is equipped with a moisture condenser located at the outlet of the first channel and connected through an opening in the lower part of the housing to a reservoir for collecting fresh water. The desalination plant has an evaporation tank; a tube connecting the upper part of the tank with the intermediate part of the third channel;

трубопровод, один конец которого соединен с нижней частью бака, а второй погружен в водоем, заполненный морской водой.a pipeline, one end of which is connected to the bottom of the tank, and the other is immersed in a reservoir filled with sea water.

Для автоматического отслеживания направления ветра, корпус опреснителя снабжен вертикально расположенными стабилизаторами и установлен на подвижной платформе с возможностью поворота относительно своей оси вращения.For automatic tracking of the wind direction, the desalination unit is equipped with vertically located stabilizers and is mounted on a movable platform with the possibility of rotation about its axis of rotation.

Для увеличения парообразования в полости испарительного бака в нем размещен электрический нагревательный элемент. Этот известный опреснитель взят в качестве прототипа как наиболее простой по конструкции и обслуживанию.To increase the vaporization in the cavity of the evaporation tank, an electric heating element is placed in it. This well-known desalination plant is taken as a prototype as the simplest in design and maintenance.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является получение дистиллята с помощью более простого и надежного в эксплуатации устройства.The task to which the utility model is directed is to obtain a distillate using a simpler and more reliable device.

Ожидаемый технический результат заключается в уменьшении энергозатрат на единицу объема получаемой пресной воды, упрощении сервисного обслуживания.The expected technical result is to reduce energy consumption per unit volume of fresh water received, simplify maintenance.

Для этого опреснитель содержит установленные на подвижной платформе воздуховод с ветродвигателем, теплообменник с емкостью для сбора конденсата и систему трубопроводов с арматурой для подачи и слива соленой и пресной воды.For this, the desalination plant comprises an air duct with a wind turbine installed on a mobile platform, a heat exchanger with a condensate collecting tank, and a piping system with fittings for supplying and discharging salt and fresh water.

В полости емкости для сбора конденсата установлен вакуумный насос с вакуумным коллектором.A vacuum pump with a vacuum manifold is installed in the cavity of the condensate collecting tank.

Указанные соотношения размеров элементов опреснителя выбраны опытным путем при стендовых испытаниях и являются оптимальными.The indicated size ratios of the desalination unit elements are selected empirically during bench tests and are optimal.

Предлагаемое выполнение конструкции позволяет получать пресную воду с уменьшением энергозатрат на единицу объема The proposed design allows you to get fresh water with a reduction in energy consumption per unit volume

получаемой продукции, а благодаря использованию высококачественных отечественных узлов, предложенный опреснитель может быть широко применен в российских условиях, сочетая в себе качество, надежность, простоту установки и эксплуатации.the resulting product, and through the use of high-quality domestic units, the proposed desalination plant can be widely used in Russian conditions, combining quality, reliability, ease of installation and operation.

На чертеже изображена схема опреснителя.The drawing shows a diagram of a desalination plant.

Опреснитель содержит установленные на подвижной платформе 1 воздуховод 2 с ветродвигателем 3, теплообменник 4 с емкостью 5 для сбора конденсата и систему 6 трубопроводов с арматурой для подачи и слива соленой и пресной воды.The desalination plant comprises a duct 2 installed on a movable platform 1 with a wind turbine 3, a heat exchanger 4 with a capacity of 5 for collecting condensate, and a system of 6 pipelines with fittings for supplying and draining salt and fresh water.

Ветродвигатель 3 выполнен в виде турбины, а воздуховод 2 выполнен в виде соосных вертикально установленных с щелевым зазором между собой полой трубы 7 и сообщенного с атмосферой укороченного кожуха 8, соединенного герметично с емкостью 5 для сбора конденсата. Кожух 8 выполнен длиной, выбранной из соотношения 1/2÷2/3 длины воздуховода, а щелевой зазор между полой трубой 7 воздуховода и кожухом 8 составляет 1/4÷1/5 диаметра трубы 7. В полости емкости 5 для сбора конденсата установлен вакуумный насос 9 с вакуумным коллектором 10.The wind turbine 3 is made in the form of a turbine, and the air duct 2 is made in the form of a coaxial pipe 7 vertically mounted with a gap between them and a shortened casing 8 connected to the atmosphere, tightly connected to the condensate collecting tank 5. The casing 8 is made with a length selected from the ratio 1/2 ÷ 2/3 of the length of the duct, and the gap between the hollow pipe 7 of the duct and the casing 8 is 1/4 ÷ 1/5 of the diameter of the pipe 7. A vacuum is installed in the cavity of the container 5 for collecting condensate pump 9 with a vacuum manifold 10.

Система 6 трубопроводов включает:The system of 6 pipelines includes:

- водовод 11, насос с фильтром и расходомером и вентили для регулирования напора при подаче соленой воды и при сливе соленой воды (на чертеже не показаны); - water conduit 11, a pump with a filter and a flow meter and valves for regulating the pressure when supplying salt water and when draining salt water (not shown in the drawing);

- для слива и подачи потребителю пресной воды опреснитель оснащен водопроводом 12 с вентилем, минерализатором и обеззараживателем (на чертеже не показаны).- to drain and supply fresh water to the consumer, the desalination plant is equipped with a water supply 12 with a valve, a mineralizer and a disinfectant (not shown in the drawing).

Опреснитель работает следующим образом.Desalination works as follows.

Перед началом работы насосом вода из бассейна (моря, залива, шахты, бассейн с технологической водой и т.п.) заливается в теплообменник 4, и опреснитель погружается на заданный уровень и остается на плаву за счет установки на подвижной платформе 1.Before starting the pump, water from the pool (sea, bay, mine, pool with process water, etc.) is poured into the heat exchanger 4, and the desalination unit is immersed at a predetermined level and remains afloat due to installation on a mobile platform 1.

Под действием ветра вращается турбина 3 и поток воздуха в воздуховоде 2 движется вверх. Благодаря создавшемуся разрежению, поддерживаемому вакуумным насосом 9 с вакуумным коллектором 10, в щелевой зазор между полой трубой 7 и укороченным кожухом 8, засасывается из атмосферы теплый воздух и проходит вниз в теплообменник 4, при этом пары воды из теплого воздуха конденсируются холодной морской водой. Конденсат -дистиллят - пресная вода поступает в емкость 5 для сбора пресной воды и далее по водопроводу 12 подается потребителям.Under the influence of wind, the turbine 3 rotates and the air flow in the duct 2 moves up. Due to the vacuum created, supported by a vacuum pump 9 with a vacuum manifold 10, warm air is drawn in from the atmosphere into the gap gap between the hollow pipe 7 and the shortened casing 8 and passes down into the heat exchanger 4, while water vapor from the warm air condenses with cold sea water. Condensate - distillate - fresh water enters the tank 5 to collect fresh water and then through the water supply 12 is supplied to consumers.

При отсутствии ветра под действием солнечной радиации воздух в воздуховоде нагревается и начинается процесс конвекции и конденсации с получением дистиллята, который описанным выше путем направляется к потребителю.In the absence of wind under the influence of solar radiation, the air in the duct is heated and the process of convection and condensation begins to produce distillate, which, as described above, is sent to the consumer.

Воздуховод опреснителя может быть выполнен прямоугольной или цилиндрической формы. Для повышения производительности и снижения энергозатрат опреснитель может быть выполнен в виде соединенных в блоки модулей. Предлагаемый опреснитель требует минимального эксплуатационного обслуживания, может работать в автоматическом режиме.The desalination plant duct may be rectangular or cylindrical. To increase productivity and reduce energy consumption, the desalination plant can be made in the form of modules connected in blocks. The proposed desalination plant requires minimal maintenance, can operate in automatic mode.

Claims

1. Desalination plant, comprising a duct installed on a movable platform with a wind turbine, a heat exchanger with a condensate collecting tank and a piping system with fittings for supplying and draining salt and fresh water, characterized in that the wind turbine is made in the form of a turbine, and the duct is made in the form of vertically aligned installed with a gap between the hollow pipe and the shortened casing connected to the atmosphere, connected hermetically to the condensate collection tank.

2. Desalination plant according to claim 1, characterized in that the casing is made in a length selected from a ratio of 1/2 to 2/3 of the length of the duct.

3. Desalination plant according to claim 1, characterized in that the gap between the hollow pipe of the duct and the casing is 1/4 ÷ 1/5 of the diameter of the tube.

4. Desalination plant according to claim 1, characterized in that a vacuum pump with a vacuum manifold is installed in the cavity of the container for collecting condensate.