UA86257C2 - Спосіб опріснення мінералізованої води - Google Patents
Спосіб опріснення мінералізованої води Download PDFInfo
- Publication number
- UA86257C2 UA86257C2 UAA200703596A UAA200703596A UA86257C2 UA 86257 C2 UA86257 C2 UA 86257C2 UA A200703596 A UAA200703596 A UA A200703596A UA A200703596 A UAA200703596 A UA A200703596A UA 86257 C2 UA86257 C2 UA 86257C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- water
- ice
- packing
- generator
- air
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 27
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract description 8
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 abstract description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 abstract description 3
- -1 bacterial admixtures Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract 1
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 abstract 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 abstract 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 abstract 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 101100049052 Homo sapiens VASH1 gene Proteins 0.000 description 2
- 102100021163 Tubulinyl-Tyr carboxypeptidase 1 Human genes 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000001640 fractional crystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Винахід належить до очистки дренажних, шахтних, кар'єрних і промислових вод, що скидаються, які забруднені змуленими речовинами, бактеріальними домішками, мінеральними солями, в тому числі, на основі важких металів (цинк, залізо, ванадій, свинець, мідь, хром, нікель та ін.), через що у водойми і ріки щорічно надходить велика кількість мінеральних солей. У способі опріснення мінералізованої води, який полягає у виморожуванні прісної води при контакті мінералізованої води з холодним повітрям, процес виморожування ведуть у циркуляційно-проточному вертикально встановленому апараті (льодогенераторі) колонного типу, заповненому насадкою із твердих тіл різної форми, зверху апарата подають мінералізовану воду для зрошування насадки та утвореного на її поверхні льоду прісної води у гідродинамічному режимі тонкої плівки рідини, по схемі прямо- чи протитоку газ-рідина у апарат подають холодне повітря із мінусовою температурою, створюючи поверхню контакту трифазної системи лід - мінералізована вода - повітря, процес льодоутворення на поверхні насадки заданої шорсткості ведуть за умов - мінімального перепаду температур між холодним повітрям і поверхнею льодоутворення, високого ступеня організації матеріальних потоків води і газу, стабілізації швидкості льодоутворення, поступової синхронної зміни температури повітря і води та концентрації солей у воді, оптимальної густини зрошування насадки, росту гідравлічного опору покритої льодом насадки до заданої величини з переключенням льодогенератора у режим регенератора плавлення льоду з отриманням прісної води. Як регулярну насадку використовують завантажені в укладк
Description
плавлення льоду з утворенням прісної води (коли він працює у режимі плавителя, тобто, регенератора). З цією метою встановлюють теплообмінник 8, який за допомогою заслінок 9 підключають у контур циркуляції води для її підігріву або охолодження незамерзаючою рідиною (робочим тілом) теплового насоса, у залежності від процесу, що протікає - утворення льоду або його плавлення. Відбувається паралельна робота двох модулів, які працюють у різних режимах - утворення льоду і його плавлення, тобто, коли вимагається одночасне охолодження генератора і нагрівання регенератора за допомогою теплового насоса (трансформатор тепла), при цьому теплова енергія (що виділяється у процесі льодоутворення, тобто, кристалізації води) передається від холодного розчину до розчину з більш високою температурою (плавлення льоду). По суті, тепловий насос "перекачує" тепло від низькопотенціального до високопотенціального джерела. Надлишок цієї енергії можна використовувати для інших цілей.
Враховуючи потужності певних виробничих об'ємів циркулюючої води, наприклад водооборотних циклів (володіючих великими запасами енергії), можна забезпечити "перекачку" необхідної кількості теплової енергії (не тільки на опріснення води, але і інші подгреби). За умови достатньої кількості циркулюючої води на об'єкті ефективність такого рішення буде залежати від того, наскільки велика потужність випаровувача теплового насосу.
Відомо багато типів теплових насосів, серед яких найбільш вживані є компресорні парорідинні теплові насоси (див. додаток 1). Всі апарати теплового насосу заповнені легсокиплячим холодильним агентом, для якого температура оточуючого середовища є настільки високою, що у випарнику починається кипіння рідкого холодоагента. Утворену пару відсмоктують компресором. При стиску пари у компресорі її температура підвищується настільки, що у конденсаторі, який омивається теплоносієм системи нагріву, пара зріджується, а тепло конденсації передається теплоносію, який при цьому нагрівається. На шляху до випарника рідкий холодоагент проходить через терморегулюючий вентиль (ТРВ), де різко понижується тиск рідини, після чого і починається її кипіння у випарнику, де цикл замикається. Відношення виробленої теплової енергії до затраченої у компресорі роботи називають коефіцієнтом перетворення теплового насоса. Коефіцієнт залежить від різниці температур джерел. Ця різниця відносно невелика для генератора і регенератора, в результаті величина коефіцієнта перетворення рівна З і більше. З урахуванням прив'язки (по наведеній схемі) до конкретних умов експлуатації технічна та економічна ефективність роботи установки, в цілому, буде високою, оскільки використовують природні джерела холоду та енергії (джерела низькопотенціальної енергії).
Тепловий режим у генераторі регулюють за рахунок: прямого контактування холодного повітря, яке подають вентилятором 2, з водою, тепловідводу незамерзаючою рідиною, що поступає від теплового насосу. Для підвищення ступеня організації потоків повітря і води та кращого контакту між ними застосовують перерозподільчу решітку 11 спеціальної конструкції.
Концентрацію розсолу у ємності 4 регулюють автоматичною подачею через теплообмінник 10 свіжої води із маневрової ємності, а рівень - відкачкою розсолу на переробку чи зберігання. Концентровані розчини солей (розсолів), які утворюють безперервний ряд твердих розчинів, можна розділити фракціонованою їх кристалізацією.
Інтенсивне утворення центрів кристалізації та льоду прісної води відбувається на поверхні заданої шороховатості стінок кілець Рашига. При цьому зменшується живий переріз генератора, що призводить до росту опору насадки рухові повітря у апараті, який фіксують диференціальним манометром. При досягненні певної норми, яка свідчить про граничну кількість утвореного льоду, апарат переключають у режим регенерації (плавлення льоду). Перші порції талої води, які володіють підвищеним солевмістом, зливають з апарату у спеціально передбачену для цих цілей ємність (на схемі не показано). Після задовільних аналізів на вміст солей (по встановленому на ємності концентратоміру чи даних лабораторії), воду зливають у ємність прісної води.
Температуру у генераторі підтримують на рівні -570... -107С, у регенераторі 570...-57С, а тиск - близьким до атмосферного.
Таким чином, процес опріснення мінералізованої води ведуть з переважним використанням атмосферного холодного повітря чи холодильної установки, в залежності від пори року.
Генератор працює у плівковому режимі при невеликих густинах зрошування насадки водою (розсолом) і малих швидкостях газу. Кількість затримуваної на насадці рідини при цьому режимові практично не залежить від швидкості газу.
Отримання прісної води запропонованим способом дозволяє досягти високих техніко-економічних показників - кількість необхідного тепла для отримання ї1кг чистої води у 8-10 разів менша, ніж при випаровуванні чи дистиляції. Демінералізація виморожуванням не чутлива до мінерального складу, показник якості питної води по сухому залишку ( менше 1,Окг солей на 1м3 води) може бути досягнутий у всіх випадках. Таким чином, процес виморожування доцільно проводити способом прямого контактування холодного повітря із розсолом солей у спеціально сконструйованих апаратах, використовуючи тепловий насос. За рахунок цього досягається висока технічна і економічна ефективність процесу виморожування.
Джерела інформації: 1. Номер публикации 2230037 (АШ). Способ обессоливания водьі / Б.В. Пилат - Заявл. 16.01.2003,
Ме2230037; опубл. 10.06.2004. МПК СО2Е 1/469. 2. Номер публикации 2000133209 (ВАШ). Установка для обессоливания водьі! посредством обратного осмоса, снабженная вьіполненньмми с возможностью работьї под повьішенньім давлением первичньіми камерами с непрерьівньмм кинетическим циклом / А.М. Баретто - Заявл. 25.06.1999, МеРО9801381; опубл. 20.03.2003. МПК ВОД 1/06. 3. Номер публикации 2095114 (ВАШ). Устройство для обессоливания жидкости / А.С. Коротеев и др. -
Заявл. 01.08.1994, Ме940287/25; опубл. 10.11.1997. МПК ВОД 1/26. 4. Номер публикации 2002127145 (АЦ). Установка для опреснения минерализованной водь / И.И.
Конторович - Заявл. 10.10.2002, Мо2002127145/15; опубл. 20.04.2004. МПК СО2Е 1/22. 5. Аверин Г.В., Матлак Е.С., Голубева Л.Г. О новьїх направлениях в техническом решений проблемь! деминерализации соленьх вод вьимораживанием. - Донецкий национальньй университет, 2003. б. Патент 2206512 (ВШ). Способ опреснения минерализованньх вод и установка для его осуществления / А.Г. Алимов и др. - Заявл. 8.04.2002, Мео2002108938/12; опубл. в Б.И., 1997, Мо17, МПК
СоО2е 1/22.
ШЕ йно ;
БЕ 5
ІІІБ1БсІтІйх - в ї врпинітк. Гопаподнаник То
Я 7 | ПОВЕ й сдемі ДеЕЕВНАЛЕКТОС ок МЖОя З КелцЬ Сл пе ! не з ? іодіетилановик а -- ш 9 ї /
Й в -й - Я 2 позна діди
Кі т т йо ел ще Я) ни ШО ВОВИХ т) З ян доє єккОгту
Бик) ЕХеНу ДогОНЕотЬ к. 23 5 У Керн ЕреВ» ---- СЖно Що я е-ч 5. й т Аллі ЕКО ТУ кВ ши м -л Райс алжи тей вожри но ден дятоо ана 7 . пнранрююь ОЙ тис -0бб гоходуйка я У ЗО кинтут
З степінь 1ж й регенерінх
ДОНОР вт вага
Фіг вини тт р- - ! і , ; - | конденсатор 8
Б ШИ ії ве ше шщ- компресор | 18 пн и ' ши ї і ї і; і . З М Ж ї я
В Монебробу ЄМКІСТЬ 00) рення «5 У 7 Випоробувач | ! ці ж- -к прое . бобо з монеброва ше ємкості 1.5 і шини о Теплов насос с
Фіг
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200703596A UA86257C2 (uk) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Спосіб опріснення мінералізованої води |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200703596A UA86257C2 (uk) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Спосіб опріснення мінералізованої води |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA86257C2 true UA86257C2 (uk) | 2009-04-10 |
Family
ID=50619618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200703596A UA86257C2 (uk) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Спосіб опріснення мінералізованої води |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA86257C2 (uk) |
-
2007
- 2007-04-02 UA UAA200703596A patent/UA86257C2/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Saidur et al. | An overview of different distillation methods for small scale applications | |
| JP4762048B2 (ja) | 淡水化発電プラント | |
| JP5801663B2 (ja) | 海水淡水化装置 | |
| RU2623256C2 (ru) | Устройство и способ обессоливания воды | |
| JP2004136273A (ja) | 多重熱交換真空蒸留、冷却、凍結による溶液分離及び海水淡水化の方法 | |
| US4474031A (en) | Heatpump | |
| CN106219647A (zh) | 一种高效海水淡化装置 | |
| US3404536A (en) | In situ flash freezing and washing of concentrated solutions | |
| CN103253722B (zh) | 一种板式低温多效海水淡化装置与方法 | |
| US3385074A (en) | Freeze crystallization, washing and remelting on a common rotary surface | |
| CN103626249A (zh) | 一种太阳能光伏半导体制冷海水淡化装置和方法 | |
| CN201834781U (zh) | 单级真空蒸馏海水淡化装置 | |
| Macias-Bu et al. | Technical and environmental opportunities for freeze desalination | |
| WO2013054218A1 (en) | Method for concentrating brine | |
| WO2015011681A2 (en) | Evaporation-condensation desalination with a low temperature heat sink | |
| WO2009157875A1 (en) | Apparatus and method for improved desalination | |
| CN110090467A (zh) | 一种真空升华蒸发冷热能分离方法和装置 | |
| RU2315002C2 (ru) | Термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания | |
| US20090255797A1 (en) | Apparatus for desalinization utilizingtemperature gradient/condensation and method thereof | |
| UA86257C2 (uk) | Спосіб опріснення мінералізованої води | |
| EP3947291B1 (en) | System and method for purification of water by membrane distillation | |
| WO2006075930A1 (fr) | Procede pour obtenir de l'eau distillee et dispositif de sa mise en oeuvre | |
| CN103435117A (zh) | 热泵式常压压气蒸馏海水淡化水盐联产装置 | |
| CN107200373A (zh) | 载冷剂机组切换回热驱动多组多效结冰脱盐塔 | |
| JP2003311262A (ja) | 海洋深層水の脱塩水と塩分濃縮水の生成分離装置 |