SU1058894A1 - Установка дл опреснени воды - Google Patents

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ .вода, включающа  последовательно установленные и соединенные трубопроводами кристаллизатор, отстойник, промывочную колонну, снабженную, карманом с фильтрующей решеткой, валом со инеком и устройством дл  ввода промывочной жидкости, распределитель и плавитель кристаллов, отличающа с  тем, что, с целью повышени  коэффициента извлечени  пресной воды, промывочна  колонна снабжена конической фильтрующей решеткой с дополнительным карманом, размещенным в зоне расположени  шнека, и направл ющими ребрами в верхней части колонны, при этом устройство дл  ввода промывочной жидкости выполнено в виде центральной полой опоры с перфорированным стаканом, установленным ,под нижним витком шнека, а распределитель выполнен в виде конуса с лопаст ми .

Description

2. Установка поп. 1,отлкчаю 14 а   с   тем, что распределитель установлен с возможностью вертикального перемещени .

3. Установка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а  . с   тем, что мехаjiH3M вертикального переметени  распределител  снабжен пружиной и регулировочной гайкой,

4. Установка по пп. 1-3, о т л ичающа с  тем, что перфорированный стакан соединен трубопроводом с дополнительным карманом.

, .1 Изобретение относитс  к опреснению морских, соленых, а также минерализованных сточных вод с помощью кристаллизационных методов и может быть кспользовано в вымораживающих и газгидратных опреснител х. Известна установка дл  опреснени  воды, включающа  последовательно установленные и соединенные трубопрово дами кристаллизатор, отстойник, промывочнуго колонну, снабженную кармано с фильтрующей решеткой и устройством дл  ввода промывочной жидкости, рас пределитель и плавитель кристаллов Недостатком этой установки  вл е с  ограниченный коэффициент извлече йи .пресной воды (или, что взаймосв  верхнего предела концентрации рассола) из-за трудности отмывки льда или гидратов газа в промывочной колонне от рассола высокой кон .центрации. Это св зано с тем, что с увеличением концентрации рассола возрастают потери пресной промывочной воды (дл  контактных замораживающей и кристаллогидратной установок концентраци  раствора по соли в су-; спензии на входе в промывочную колонну обычно не превышает 8-10%). При более высокой концентрации рассола трудно отмыть кристаллы льда или гидратов газа от этого рассола с тем, чтобы получить опресненную воду с концентрацией солей не выше 0,05%-. Повысить коэффициент извлечени  пресной воды и довести концентрацию сборного рассола до 20-25% можно только путем установлени  второй ступени установки (имеивдей примерно такое же количество аппаратов аналогичного назначени , что и перва  ступень), что увеличивает капитальные затраты. Цель изобретени  повышение коэф фициента извлечени  пресной воды опреснител . Поставленна  цель достигаетс  тем что устаййвка, включающа  последовательно установленные и соединенные трубопроводами кристаллизатор, отсто ник, промывочную колонну, снабженную карманом с фильтрующей решеткой, ва 2 лом со шнеком, и устройством дл  ввода промывочной жидкости, распределитель и плавитель кристаллов, снабжена конической фильтрующей решеткой с дополнительным карманом, размещенным в зоне расположени  шнека, и направл кмцими ребрами в верхней части колонны, при этом устройство дл  ввода промывочной, жидкости выполнено в виде центральной полой опоры с перфорированн Ь1м . стаканом, установленным под нижним витком шнека, а распределитель выполнен в виде конуса с лопаст ми . Распределитель установлен с воз-, можностьк) вертикального перемещени . Механизм вертикального перемещени , распределител  снабжен, пружиной и регулировочной гайкой. Перфорированный стакаг соединен тр|убопроводом с дополнительным карманом , На чертеже представлена кристаллизационна  установка дл  опреснени  минерализованных сточных вод. Установка состоит из кристаллизатора I, насоса 2, отстойника 3, прокалвочной колонны 4, плавител -конденсатора 5, компрессоров б и 7 и дополнительного конденсатора 8. Кристаллизатор 1 имеет мешалку 9, приводимую во вращение электродвигателем 10. Промывочна  колонна 4 содержит цилиндроконический корпус 11, коническа  часть t2 которого имеет конусность по ходу движени  кристаллов вверх и входит в плавитель 5. По оси промывочной колонны в ее нижней части расположена пола  опора 13, верхнее окончание которой представл ет собой перфорированный стакан 14, на котором установлен вал 15 со шнеком 16, приводиивлм во вращение электродвигателем 17, установленным на съемной крышке 18 люка плавител . В нижней части корпуса 11 находитс  патрубок 19 ввЬда кристаллорассольной суспензии по трубопроводу 20, соедин к аему промывочную колонну с ОТСТОЙНИКОМ 3, и концентрическа  фильтрующа  решетка 21, за которой имеетс  камера 22, соединенна  трубопроводом 23 с кристаллизатором 1. На конической части корпуса 12на уровне шнека 16 установлена также коническа  фильтрующа  решетка 24, за которой расположен дополнительный карман 25, соединенный трубопроводом 26, проход щим в полой опоре 13 с перфорированным стаканом 14 (размеры  чеек фильтрующих решеток 21 и 24 30-100 мкм). Промывочна  колонна снабжена распределителем, выполненным в виде конуса 27 с jjonacт ми , расположенными в зоне плавител  5, выполн ющим одновременно и роль скрепера, распределитель расположен на валу 15 и поджимаетс  пружиной 28 сжатие которой регулируетс  гайкой 29 В крышке 18 люка плавител  установлен сальник 30, .уплотн ющий вал 15. Последний виток шнека расположен на 0,1-0,3 м ниже конического торца колонны . В верхней части корпуса, вьнае последнего витк шнека 16 установлены направл ющие ребра.31, преп тствующие вращению спрессованной массы. Из;; нижней части плавител -т онденсатора 5, который одновременно служит отстойником , производ щим разделение жидкого агента и очищенной воды, выведены два трубопровода: 32 - дл  жидкого агента который через дроссельный вентиль 33 соединен с кристаллизатором 1, и 34 дл  опресненной воды, который в свою очередь разветвл етс  на два.трубопровода: 35 - вывода пресной воды из установки через дополнительный конденсатор 8 и 36, который через вен .тиль 37 соединен с трубопроводом 26. Дополнительный конденсатор 8 соединен с кристаллизатором 1 трубопроводом 3 с дроссельным вентилем 39 и трубопроводе 40 вывода рассола из установки Дл  ввода исходного раствора на установку предназначен трубопровод 41. Кристаллизатор 1 соединен с отстой ником 3 рециркул ционным трубопроводом 42. Установка работает следующим образом (дл  примера рассмотрена работа установки по кристаллогидратному циклу с использованием гидратообразующёго агента - фреона 12, при работе по контактному вымораживающему циклу, на пример при использовании холодильного агента - фреона 14, установка работает аналогично, отличие состоит лишь в том, что процессы в аппаратах ведут при нескольких иных параметрах а в описании везде вместо газовый гидрат следует понимать лед. Исходный раствор поступает -по трубопроводу 41 в кристаллизатор 1, в котором он контактируетс агентом, подаваемым из плавител -конденсатора 5 по трубопроводу 32 через дроссельный вентиль 33 и из дополнительиого конденсатора 8 по трубопроводу 38 через дроссельный вентиль 39. При перемешивании мешалкой 9 и охлаждеНИИ вследствие кипени  части хладгента образуютс  гидраты газа, которые в составе суспензии (жидкий агент, рассол высокой концентрации и гидраты газа) насосом 2 подают в отстойник 3, в котором происходит обогащение суспензии по твердой фазе . Из отстойника часть рассола с жидким агентом по трубопроводу 42 возвращают в кристаллизатор, а суспензию с бодьшей частью рассола (содержание твердой фазы 15-20%, при большем количестве трубопроводы за-г ираютс  твердой фазой) направл ют по трубопроводу 20 через патрубок 19 в нижнюю часть промывочной колонны 4. Под действием гидравлического напора, создаваемого насосом 2, суспензи  движетс  вверх,, проход  через зону с.фильтрующей решеткой 21, в которой происходит осушение суспензии вследствие отделени  рассола под действием разности давлений до и после фильтрующей решетки 21 (перепад давлений составл ет 30-70 кПа) и его накоплени  в кармане 22, из которого рассол раздел етс  на два потока: один по трубопроводу 23 возвращают в кристаллизатор ,, а второй по трубопроводу 40 через дополнительный конд енсатор 8-вывод т из установки. На выходе из зоны с фииьтрующеО решеткой 21 начинае г формироватьс  пористый поршень гидратов газа, который движетс  IK шнеку, проход  через зону с перфорированным стаканом 14, в который под давлением потрубопроводу 26 подают промывочную жидкость (рассол малого солесодержани ). Последн   равно- . мерно распредел етс  через перфорацию стакана 14 в массе кристаллов гидратов газа, отмывает их от .остаточного рассола и загр знен 1й, :замеща  собой рассол высокой концентрации. Сформировавшийс  пормень из Промытых гидратов газа, имеющий в межкристаллических пустотах около 50-60% (по объему) слабосоленого рассола (с концентрацией 0,5-1% солей), захватываетс  первым витком шнека 16,и, перемеща сь вверх, прессуетс  до давлени  30004000 кПа, в результате чего из кристаллов отжимаетс  основна  масса слабосоленого рассола. Этот рассол отвод т через фильтрующую решетку 24 и на-правл ют по трубопроводу 26 в перфорированный стакан 14. Объем пустот, занимае1Ф1Х слабосоленым рассоле, согласно опытньм данным составл ет 5% от объема твердой фазы. Выход ща  из колонны в виде плотногоспрессованного поршн  масса кристаллов гид-. ратов газа проходит через коническую часть 12 с ребрами 31, преп тствующими вращению порв н  вместе с валом , выдавливаетс  тонким конусом 27, вращающимс  вместе с валом, разбрасываетс  его лопаст ми и распредел етс  по объему плавител -конденсатора 5, в котором вследствие подвода теплоты конденсации холодильного агента гидраты газа разлагаютс  на пресную воду и жидкий агент. Жидкий агент по трубопроводу 32 Через дроссельный вентиль 33 направл ют в кристаллизатор . Опресненную воду по трубопроводу 34 вывод т из плавител  конденсатора 5 и раздел ют на два потока, один из которых по трубопроводу 35 дополнительный конденсатор 8 вывод т из установки, а другой по трубопроводу 35 через вентиль 37 подают в трубопровод 26, компенсиру  потери слабосоленого рассола при промывке. Теплота гидрообразовани  отвЬдитс  за счет кипени  части холодильного агента, пары которого отсасываютс  из кристаллизатора компрессо ; ром б, который нагнетает их в. плавитель-конденсатор 5, где они конденсируютс ,, отдава  тепло дл  разложени  гидратов. Несконденсировавшиес  пары агента сжимаютс  дополнительным компрессором 7 и нагнетают в дополнительный конденсатор 8, где они конденсируютс  вследствие теплообмена с потоками опресненной воды и рассола, выводимыми из установ-ки. Жидкий агент из дополнительного конденсатора по трубопроводу 38 через дроссельный вентиль 39 возвращают в кристаллизатор 1. Преимущества предлагаемой установ ки по сравнению с прототипом состо т в том, что повышаетс  коэффициент из влечени  пресной воды, так как предв рительно промыва  твердую массу от рАссола высокой концентрации до концентрации пор дка S 0,6-0,8% (что можно сделать в одной колонне), можно с помощью шнекового устройства получить опресненную воду с солесодержанием 0,05%, т.е. возможно получить максимальное концентрирование рассола (до 20-26% солей) в одной ступени опреснител  и, тем снизить капитальные затраты на опреснитель , упрощаетс  регулировка солености опресненной воды, выводимой из установки, путем регулировки прижати  конуса, что измен ет степень пресЬовани  и, как следствие, измен ет массу остаточного слабосоленого промывочного рассола в межкристаллических пустотах, который при плавлении гидратов измен ет солесодержание опресненной воды, прижим к торцу промывочной колонны сокращает врем  выхода установки на режим в период пуска, сокращаютс  потери опресненной воды на промывку кристаллов, так как промывку провод т в основном рециркулирующим после прессовани  слабосоленым раствором (при опресне ии слабосоленых растворов возможно проводить npoNajBKy только исходным , не опресненным раствором) и только потери его восполи ютс  подпиткой опресненной воды, увеличиваетс  коэффициент теплопередачи в процессе плавлени  гидратов в результате перемешивани  их в плавителе лопаст ми распределител , что ведет к уменьшению габаритов плавител . Применение предлагаемой установки особенно эффектив.но дл  разделени  концентрированных и высококонцентрированных водных растворов.

Claims (4)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ, включающая последовательно установленные и соединенные трубопроводами кристаллизатор, отстойник, промывочную колонну, снабженную, кар малом с фильтрующей решеткой, валом со шнеком и устройством для ввода промывочной жидкости, распределитель и плавитель кристаллов, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента извлечения пресной вода, промывочная колонна снабжена конической фильтрующей решеткой с дополнительным карманом, размещенным в зоне расположения шнека, и направляющими ребрами в верхней части колонны, при этом устройство для вво- да промывочной жидкости выполнено в виде центральной полой опоры с перфорированным стаканом, установленным .под нижним витком шнека, а распределитель выполнен в виде конуса с лопастями.

з

Си 00 оо со

4^

2. Установка по π. 1, о т л и ч βίο щ а я с я тем, что распределитель установлен с возможностью вертикального перемещения.

3. Установка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я. с я тем, что механизм вертикального перемещения рас- пределителя снабжен пружиной и регулировочной гайкой.

4. Установка по пп. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что перфорированный стакан соединен трубопроводом с пополнительным карманом.