UA66218A - A process for preparation of sweet water from air - Google Patents

A process for preparation of sweet water from air Download PDF

Info

Publication number
UA66218A
UA66218A UA2003087816A UA2003087816A UA66218A UA 66218 A UA66218 A UA 66218A UA 2003087816 A UA2003087816 A UA 2003087816A UA 2003087816 A UA2003087816 A UA 2003087816A UA 66218 A UA66218 A UA 66218A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
water
air
heat exchanger
temperature
heat
Prior art date
Application number
UA2003087816A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Petro Savovych Nevednichenko
Nataliia Petrivna Herman
Original Assignee
Petro Savovych Nevednichenko
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 Petro Savovych Nevednichenko filed Critical Petro Savovych Nevednichenko
Priority to UA2003087816A priority Critical patent/UA66218A/en
Publication of UA66218A publication Critical patent/UA66218A/en

Links

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

A process for preparation of sweet water from air consists in that a given amount of water being incorporated into the heat-exchanger; temperature of water is lower than the temperature of air surrounding the heat-exchanger, and the heat-exchanger is kept with water in these conditions with a simultaneous selection of condensed sweet water.

Description

Винахід відноситься до способу виробництва прісної води з повітря шляхом конденсації.The invention relates to a method of producing fresh water from air by condensation.

Відомо багато способів виробництва води шляхом опріснювання морської води, зокрема: хімічний спосіб, електрохімічний, ультрафільтрацією, вимерзанням, тощо.Many methods of water production by desalination of seawater are known, in particular: chemical, electrochemical, ultrafiltration, freezing, etc.

Відомий також дистиляційний спосіб виробництва води (термічне випарювання). Морську воду нагрівають до кипіння, пару, яка утворилася збирають і конденсують. Випаровувати воду можна як при кип'ятінні, так і без кип'ятіння. В останньому випадку воду нагрівають при тиску більшому, ніж тиск у камері випаровування, куди подається вода. В наслідок того, що при цьому температура води перебільшує температуру насичення, відповідну тиску в камері випаровування, частина води, яка надійшла до камери перетворюється в пару, яка конденсується в дистилят (див. Богомольньій А.Е. Судовье вспомогательнье и рьиібопромьісловье механизмьі.The distillation method of water production (thermal evaporation) is also known. Seawater is heated to boiling, the steam that is formed is collected and condensed. Water can be evaporated both during boiling and without boiling. In the latter case, the water is heated at a pressure greater than the pressure in the evaporation chamber, where the water is supplied. As a result of the fact that the water temperature exceeds the saturation temperature corresponding to the pressure in the evaporation chamber, part of the water that entered the chamber turns into steam, which condenses into distillate (see Bogomolnyi A.E.

Ленинград, "Судостроение", 1980, с.290-292).Leningrad, "Shipbuilding", 1980, pp. 290-292).

Але, як у даному способі, так і в інших наведених вище способах як робоче тіло використовується вода, з якої виробляють пару, а її (пару) піддають конденсації. Це призводить до надмірних енергетичних витрат на: закачування забортної морської води; нагрівання води до кип'ятіння, або нагрівання води нижче температури кип'ятіння з одночасним створенням розрідження.But, both in this method and in the other methods mentioned above, water is used as a working medium, from which steam is produced, and it (steam) is subjected to condensation. This leads to excessive energy costs for: pumping offshore seawater; heating water to boiling, or heating water below the boiling temperature while creating rarefaction.

У зв'язку з наведеним, заявлений спосіб виробництва прісної води співпадає з відомим способом тільки за принципом (шляхом) рішення поставленої задачі, а саме використання конденсації. Але у відомому способі шляхом конденсації виробляють дистильовану воду, тобто дистилят.In connection with the above, the declared method of fresh water production coincides with the known method only in terms of the principle (way) of the solution to the given problem, namely the use of condensation. But in a known method, distilled water, i.e. distillate, is produced by condensation.

Виходячи з наведеного, спільним у заявляємого і відомого способу є тільки те, що в обох рішеннях використовується фізичне явище - конденсація.Based on the above, the only thing common to the claimed and known method is that both solutions use a physical phenomenon - condensation.

Але фізичне явище не можна розглядати як ознаку (операцію, яку здійснюють при виконанні способу). Окрім того, відомий спосіб отримує дистилят з морської води, а заявлений спосіб відноситься до способу виробництва прісної водії з повітря.But the physical phenomenon cannot be considered as a sign (an operation performed during the execution of the method). In addition, the known method obtains distillate from sea water, and the claimed method refers to the method of producing fresh driver from air.

У зв'язку ї цим заявник вважає, що заявлений спосіб не має прототипу.In this connection, the applicant believes that the claimed method does not have a prototype.

В основу винаходу поставлено задачу розробити спосіб виробництва прісної води з повітря, в якому за рахунок запропонованої послідовності виконання операцій, забезпечується суттєве зменшення енергетичних витрат на отримання прісної води з повітря.The invention is based on the task of developing a method of producing fresh water from the air, in which, due to the proposed sequence of operations, a significant reduction in energy costs for obtaining fresh water from the air is ensured.

Поставлена задача вирішена у способі виробництва прісної води з повітря тим, що в теплообмінник вміщують задану кількість води, температура якої нижча температури повітря, що оточує теплообмінник і витримують теплообмінник з водою в цих умовах з одночасним відбиранням сконденсованої прісної води.The problem is solved in the method of producing fresh water from the air by placing a given amount of water in the heat exchanger, the temperature of which is lower than the temperature of the air surrounding the heat exchanger and maintaining the heat exchanger with water in these conditions with the simultaneous withdrawal of condensed fresh water.

Новизна винаходу полягає в послідовності запропонованих операцій.The novelty of the invention lies in the sequence of proposed operations.

Кількість води, яку вміщують в теплообмінник залежить від внутрішнього об'єму теплообмінника, який використовується в кожному конкретному випадку.The amount of water placed in the heat exchanger depends on the internal volume of the heat exchanger, which is used in each specific case.

Різниця між температурою води, яку вміщують в теплообмінник і температурою повітря, що оточує теплообмінник з водою пов'язана з умовами, в яких виробляється прісна вода і вона впливає на кількість прісної водії, яку отримують в одиницю часу. Зокрема, чим нижча температура води, яку вміщують в теплообмінник (ідеально «4"С) і чим вища температура повітря, що оточує теплообмінник з водою (в умовах Півдня України влітку 28-32"С) та відносна вологість повітря, тим більше буде вироблено прісної води за певний відрізок часу. навпаки. Тому заявляти градієнт перепаду температур води в теплообміннику і повітря, що оточує теплообмінник з водою, недоцільно.The difference between the temperature of the water that is placed in the heat exchanger and the temperature of the air surrounding the heat exchanger with water is related to the conditions in which fresh water is produced and it affects the amount of fresh driver that is obtained per unit of time. In particular, the lower the temperature of the water placed in the heat exchanger (ideally "4"C) and the higher the temperature of the air surrounding the heat exchanger with water (28-32"C in the conditions of Southern Ukraine in summer) and the relative humidity of the air, the more will be produced of fresh water for a certain period of time. vice versa. Therefore, it is impractical to state the gradient of the temperature difference of the water in the heat exchanger and the air surrounding the heat exchanger with water.

Приклад 1.Example 1.

В теплообмінник, виконаний у формі труби діаметром 1м і довжиною теж 1м вмістили воду з артезіанської свердловини, яка мала температуру 6"С. Температура повітря навколо теплообмінника з водою була 32"С, швидкість вітру - 1м/с, відносна вологість повітря - 8095.The heat exchanger, made in the form of a pipe with a diameter of 1 m and a length of 1 m, contained water from an artesian well, which had a temperature of 6 °C. The temperature of the air around the heat exchanger with water was 32 °C, the wind speed was 1 m/s, and the relative humidity of the air was 8095.

На протязі 4-х годин на стінках теплообмінника з'являлася прісна вода у виді конденсату, яку постійно відбирали в скляний балон. За 4 години було зібрано 13л конденсату. Температура води у теплообміннику за цей час піднялася до 22"С, тобто вода нагрілася на 167С.During 4 hours, fresh water appeared on the walls of the heat exchanger in the form of condensate, which was constantly collected in a glass cylinder. 13 liters of condensate was collected in 4 hours. During this time, the water temperature in the heat exchanger rose to 22°C, i.e. the water heated up to 167°C.

Для підтвердження економічної та енергетичної доцільності даного способу були проведені теплофізичні розрахунки. Усі теплофізичні розрахунки проведені за формулами, наведеними у книжці "Основнье формульі и даннье по теплообмену для инженеров", Уонг, Х, М.. "Атомнздат", 1979р.To confirm the economic and energetic feasibility of this method, thermophysical calculations were carried out. All thermophysical calculations were carried out according to the formulas given in the book "Basic formulas and data on heat exchange for engineers", Wang, H., M.. "Atomnzdat", 1979.

При розрахунках залишили ті самі параметри навколишнього середовища і ту саму температуру холодної води, ті самі розміри і геометричну форму теплообмінника.In the calculations, the same parameters of the environment and the same temperature of cold water, the same dimensions and geometric shape of the heat exchanger were left.

Згідно і-4 діаграми вологого повітря, яка графічно відображає залежність між основними фізичними параметрами повітря, вологоутримання повітря за даних умов склало 9 -2407:10кг/кг сухого повітря.According to diagram 4 of humid air, which graphically displays the dependence between the main physical parameters of air, the moisture content of air under these conditions was 9 -2407:10 kg/kg of dry air.

Кільніять лербдаввямого тепла при конвективному теплообміні знаходили за формулою х й де Му-б.ве". число НуссельтавбФфезрозмірна величина); х.- коефіцієнт теплопровідності, м/с ;The amount of compressive heat during convective heat exchange was found using the formula x and where Mu-b.ve". NusseltaubFfez dimensional value); x - thermal conductivity coefficient, m/s;

Е- площа поверхні теплообмінника, м; п ст ЗА різниця між температурою повітря і стінкою теплообмінника;E - surface area of the heat exchanger, m; p st FOR the difference between the temperature of the air and the wall of the heat exchanger;

Так як АЄ постійно змінюється, то для визначення о використовували визначений інтеграл з границями інтегрування ще -2670 і А т10"С. Тобто, межею інтегрування є різниця температур на початку і в кінці експерименту. х- характерний розмір, який для цієї геометричної форми теплообмінника дорівнює О -4 М;Since AE is constantly changing, a definite integral with integration limits of -2670 and А т10"С was used to determine o. That is, the integration limit is the temperature difference at the beginning and end of the experiment. x is a characteristic size, which for this geometric shape of the heat exchanger is equal to O -4 M;

С ; "т - константи, для даного типу потоку і геометрії теплообмінника;WITH ; "t - constants for a given type of flow and geometry of the heat exchanger;

де- М Х що - число Рейнольдса (безрозмірна величина); явwhere- M X what is the Reynolds number (dimensionless value); manifest

ЗWITH

Р -тустина повітря, М';P - air density, M';

М. швидкість повітря; несM. air speed; carry

К - динамічна в'язкість повітря, М'.K - dynamic air viscosity, M'.

За допомогою інтерполяції табл. 5 маємо: ВтUsing table interpolation. 5 we have: Tu

Р -1,1595 кома 18922. 105кг/м- с, А -0,02662 МК,P -1.1595 comma 18922. 105kg/m-s, A -0.02662 MK,

Ве- -08В0020 - 5820199Ve- -08B0020 - 5820199

Тоді 19922-10Then 19922-10

З табівузюлваємкогово. 08167 «814.From tabivuzylvayemkogovo. 08167 "814.

Гід 9050208 "р8201,9995 т:35795783. 2 -131547.4-(6 - 3788КВт 2 лоGuide 9050208 "p8201.9995 t:35795783. 2 -131547.4-(6 - 3788KW 2 lo

Об'єм води, який іститься у теплообміннику складає:The volume of water flowing in the heat exchanger is:

Мв - Уа ло зе Зв 1-7854,Mv - Ua loze Zv 1-7854,

Приймаючи Рв -1000кг/м3, маємо масу води Ма 785, Акг.Taking Pv -1000kg/m3, we have the mass of water Ma 785, Akg.

Для нагрівання цієї маси води на 16"С необхідно витратити о -785,4:4,187 :16-52615,5168Кдж. Визначити масу повітря яке Вадіяне у тепл іні;To heat this mass of water to 16"C, it is necessary to spend about -785.4:4.187:16-52615.5168Kj. Determine the mass of air that is heated in water;

М піти яіе: д У лов вні а руM go yaie: d In lov vni a ru

Р кг, де А - число Гретця (безрозмірна величина); Рі - число Пранддя (безрозмірна величина).R kg, where A is the Gretzian number (dimensionless value); Ri - Prandya number (dimensionless quantity).

Із табл. 5 маємо: 58 тіФОВ,ЗДжукг: к - теплоємність повітря; Рг -0,707, с» -ЗВ- - - - - т 95820199.0,707 - 32318,27296From the table 5 we have: 58 tiFOV,Zzhukg: k - heat capacity of air; Рг -0.707, с» -ЗВ- - - - - t 95820199.0.707 - 32318.27296

Тоді масо 27296.002062 м, - ше ОСЕВоє о вББАГ 10063 сThen the mass is 27296.002062 m, - ШЕСЕВое о вBBAG 10063 s

Внаслідок теплообміну ентальпія повітря зменшується на ДІ З,788:0,855-4 4З3КДж/кг.As a result of heat exchange, the enthalpy of air decreases by DI З,788:0,855-4 4З3KJ/kg.

Ід і-а діаграми знайшли 7 -93,814Кдж/кг. Тоді 2 -93,814-4,43-89,384 Кдж/кг, при цьому вологоутримання повітря складало 9 2297. 105КГ/К сух. пов. Таким чином внаслідок теплообміну конденсація становила да 2407 105-2297 10 5кг/кге 110 10 5кг/кг сух. пов. Далі провели розрахунки енергії на подачу води. Для чого користувалися серійно випускаємим насосом ОМПВ 250-10,5 для якого подача: Ме -250 м3/г, Н -09,5м - напір,Id and diagram found 7 -93.814Kj/kg. Then 2 -93,814-4,43-89,384 Kj/kg, while the moisture content of the air was 9,2297.105KG/K dry. district Thus, as a result of heat exchange, the condensation amounted to 2407 105-2297 10 5 kg/kge 110 10 5 kg/kg dry. district Next, energy calculations for water supply were carried out. Why was the mass-produced pump OMPV 250-10.5 used for which supply: Me -250 m3/g, H -09.5m - pressure,

Р 1Я1кВтег потужність електроприводу. Відносно їкВт:г потужності М 22,127м3/г. Цей об'єм води заповнює теплообмінник довжиною ІВ т22,121:0,7854-28,937м. Тоді загальна кількість повітря, яка задіяна у теплообміні становить: "7 -0,855:28,937-24,741Ккг/с.R 1Я1kWteg electric drive power. Relative to ikW:h of power M 22.127m3/h. This volume of water fills the heat exchanger with a length of 22.121:0.7854-28.937 m. Then the total amount of air involved in heat exchange is: "7 -0.855:28.937-24.741Kkg/s.

Визначили час, необхідний для нагрівання 785,4 кг води на 167С. т 752615,517/3788-13890с.The time required to heat 785.4 kg of water to 167C was determined. t 752615,517/3788-13890s.

Загальна маса конденсату при затратах енергії в розмірі їкКВт/г становить: ВК. -24,741.13890-110-10- 5е378,017кг.The total mass of condensate with energy consumption in the amount of uKW/g is: VC. -24,741.13890-110-10-5e378,017 kg.

Суть запропонованого способу полягає у тому, що як охолоджувач для теплообмінників використовується вода морів, океанів, річок, озер, водосховищ, підземні та грунтові води.The essence of the proposed method is that water from seas, oceans, rivers, lakes, reservoirs, underground and groundwater is used as a coolant for heat exchangers.

Світова практика надає дуже багато прикладів технічного вирішення проблеми прісної води. Пошуки в цьому напрямку тривають постійно і набули особливої інтенсивності в останні десятиліття.World practice provides many examples of technical solutions to the problem of fresh water. Searches in this direction are ongoing and have gained particular intensity in recent decades.

Корпорація РЕСЕ (Ріапеїагу Епдіпеєпйпуд Стор Еапй) пропонує різної модифікації водоопріснювачів з виробництвом 41л води на 1кВт/г.RESE Corporation (Riapeiagu Epdipeypypud Stor Eapy) offers various modifications of water desalination plants with the production of 41 liters of water per 1kW/h.

Розроблений дуже цікавий метод отримання прісної води: Немегеє о5тозів НО іпвіаІІайопе, що в перекладі має таке значення: апарати реверсного осмосу зволожування-дезволожування) (РО).A very interesting method of obtaining fresh water has been developed: Nemegeye o5toziv HO ipviaIIaiope, which in translation has the following meaning: reverse osmosis apparatus (reverse osmosis of humidification-dehumidification) (RO).

Загальна витрата енергії: теплова енергія 5000ккал/м3 води; електрична енергія 5 7 7кВт/м3 для розсолу.Total energy consumption: heat energy 5000 kcal/m3 of water; electric energy 5 7 7kW/m3 for brine.

Причому на цьому принципі працює біля 5095 апаратів у світі (за їх даними).Moreover, about 5,095 devices in the world work on this principle (according to their data).

Таким чином, наведені розрахунки дозволяють зробити такі висновки: заявлений спосіб по економічності має суттєві переваги у порівняні з будь-яким існуючим способом виробництва прісної води; спосіб є набагато простішим по апаратурному оформленню; він не потребує дорогого обладнання; отримана таким чином прісна вода придатна до вживання без будь якої санітарної обробки, тому що конденсація небезпечних для людини бактерій (холера, Боткіна та ін.) у повітрі незрівнянно нижча ніж у будь-якій воді, яка використовується для опріснення.Thus, the given calculations allow us to draw the following conclusions: the declared method has significant advantages in terms of economy compared to any existing method of fresh water production; the method is much simpler in hardware design; it does not require expensive equipment; the fresh water obtained in this way is suitable for consumption without any sanitary treatment, because the condensation of bacteria dangerous to humans (cholera, Botkin, etc.) in the air is incomparably lower than in any water used for desalination.

Claims (1)

Спосіб виробництва прісної води з повітря, який полягає в тому, що в теплообмінник вміщують задану кількість води, температура якої нижча температури повітря, що оточує теплообмінник, і витримують теплообмінник з водою в цих умовах з одночасним відбиранням з конденсованої прісної води.The method of producing fresh water from air, which consists in placing a given amount of water in the heat exchanger, the temperature of which is lower than the temperature of the air surrounding the heat exchanger, and maintaining the heat exchanger with water in these conditions with simultaneous withdrawal from the condensed fresh water.
UA2003087816A 2003-08-19 2003-08-19 A process for preparation of sweet water from air UA66218A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003087816A UA66218A (en) 2003-08-19 2003-08-19 A process for preparation of sweet water from air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003087816A UA66218A (en) 2003-08-19 2003-08-19 A process for preparation of sweet water from air

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA66218A true UA66218A (en) 2004-04-15

Family

ID=34518237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003087816A UA66218A (en) 2003-08-19 2003-08-19 A process for preparation of sweet water from air

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA66218A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5160552B2 (en) Osmotic heat engine
US4311012A (en) Method and apparatus for transferring cold seawater upward from the lower depths of the ocean to improve the efficiency of ocean thermal energy conversion systems
JP4762048B2 (en) Desalination power plant
US20110271505A1 (en) Method and apparatus for desalinating water combined with power generation
CN107036463A (en) Ocean Thermal Energy Conversion Power Plant
CN101774657B (en) Sea water desalinization device for ships and method for preparing fresh water
BR112014003511B1 (en) HEAT EXCHANGE PLATE
Alrowais et al. A thermally-driven seawater desalination system: Proof of concept and vision for future sustainability
Pandey et al. Design of a space cooling plant from residual energy of ORC-GSHP assisted geothermal power plant at Dholera, Gujarat, India
UA66218A (en) A process for preparation of sweet water from air
US20090255797A1 (en) Apparatus for desalinization utilizingtemperature gradient/condensation and method thereof
Yang et al. Thermodynamic performance of a low temperature multi-effect distillation experimental unit with horizontal-tube falling film evaporation
Bonanos et al. CSP+ D: The case study at the PROTEAS facility
CN1141255C (en) Process and equipment for supercritical desalination of sea water while providing energy
WO2011132053A1 (en) A desalination unit for the production of potable water from sub-soil brine
JPH0436721B2 (en)
CN203723265U (en) Marine food product culture pond with heating rods used for heating seawater
CN201660459U (en) Seawater desalinization device
RS50739B (en) Method and plant for desalinating salt-containing water
Gurgenci Fresh water using geothermal heat
Elewa et al. SIMULATION OF DESALINATION OF SALT WATER COMPRISING POLYPROPYLENE HOLLOW FIBRE MEMBRANES
Elsawy et al. Experimental investigation of air bubble/packing humidifier for desalination system driven by solar energy
Ruiz An advanced vapor-compression desalination system
JPS60110388A (en) Seawater desalting apparatus
CN203653285U (en) Hot-method seawater desalination system