Газгидратный опреснитель Советский патент 1983 года по МПК C02F1/12 C02F103/10 

Изобретение относится к опресяению минералнзовавной преимущественно шахтной воды в газгядратном опреснителе я может быть использовано для одновременного кондиционирования воды и воодуха на шахтах, рудниках шш промышлеш1ых преаприяти51х. Известен газпадратный опреснитель, включающий кристаллизатор, соединен ный с сепарационно-прсальюной колон ной, плавитель гидратов с линией вььвода ждакости и дегазаторы исходной воды и рассола. Известная установка для ковдициони рования воздуха в шахтах используется в качестве промежуточного хоподоносителя газгидратной суспенаии с соде1 жанием 15-25% гвдратов. Замкнутый охлаждающий цикл осуществлен с помощью кристаллизатора, генерирующ. го газгидраты, откуда газгидратная суспензия насосом направлена в плавитель 1 3В такой установке достигается снижение удельных .энергозатрат на охла; дение воздуха в щахте, однако она является одноцелевой. Кроме этого, ввод газгидратной суспензии (гидрато. образующие агенты - GOg , фресны 11 21, 12 В1 и т.д.) в шахту малоприем лем по соображениям техники безопаоности. . Вследствие этого газгидратная суопензия не может быть использована для контактного теплообмена с цепью очистки шахтного воздуха от пыли и вредных газов. Цель изобретения - повышение эффе тивносзти путем совмёи ения процессов опреснения воды и кондиционирования воздуха. . Поставленная цель достигается тем, что газгидратный опреснитель, включающий кристаллизатор, соединенный с сепйрационно--промывной колонной, плавитель гидратов с линией вывода жидкости и дегазаторов исходной воды, пресной воды и рассола, снабжен устро ством для удаления газообразного гид- ратообразующего агента, вьшолненным в виде компрессрра, и мокрым воздухоохладителем, соединённым с плавителем и дегазатором пресной воды. На чертеже показана схема газгидратного опреснителя. Газгвдратный опреснитель состоит иа Еристаллизаторй1, соединенного с сепаращонно яромьточной колонной 2 адиабатного плавителя гидратов ненного в виде ступеней дросселирования газгидратной суспензии 3 и 4, предварительного газоотдеяителя 5, охлади телей 6 и 7 газа, отсасывающих гидратообразуюший агент устройств, вьшолненных в виде компрессоров 8 и 9, вакуум-насоса Ю. Газгидратный опреснитель насосами 11 - 16, гидротурбиной 17, вентилятором 18, дегазаторами пресной воды 19 и рассола 2О, дегазатором 21 исходной воды, фильтром исходной воды 22 и исходного воздуха 23, мокрым воздухоохладителем 24 и отделителем 25 шлама. Газгвдратный опреснитель работает следуюпдам образом. Исходная шахтная вода с помо71гью насоса 11 поступает через фильтр 22 и дегазатор 21 в кристаллизатор 1, где контактирует с газообразным агентом, .подаваемым через охладители 6 и 7 СпомоиозЮ компрессоров 8 и 9. Отвод газов из деаэратора и дегазаторов установки осуществляют с помощью вакуум-насоса 10. При перемешивании в кристаллизаторе при давлении 375 кПа и температуре 288К образуются газо. вые гидраты, теплоту оС :азовашш которь Х отводят через поверхность теплообменника, встроенного в кристаллизатор, холодной водой. Из кристаллизатора газгидратная суспензия п х гупает в сепарационно-промывочную колонну 2 для отделения и промывки гидратов от раосола пресной водой. При этом большую часть рассола из колонны 2 рецнркулируют с помощью насоса 14 в кристаллизатор, а меньшую часть направляют в дегазатор 2О и далее с помощью насоса 13 выводят из установки. Промытые IDT рассола гидраты в верхней части колонны разжижают пресной водой, подаваемой насог сом 12 из дегазатора 19, и-затем в виде гидратной суспензии (35% гидратов) направляют через газоотдепитепь 5 последовательно в адиаба:гические плавители 3 и 4. При сбросе давления над гидратами в плавителе 3 до 60 кПа и далее в плавителе 4 до 10 кПа с помощью компрессоров 8 и 9, откачивающих выделяющийся агент, гидраты разлагаются с понижением температуры до 273К и образованием кристаллов льда. Гидротурбина 17, установленная в шахте на одном валу с насосом 16, еаляэует перепад давления, обусловленный глубиной шахты, и льдоводяная суо пенаия поступает в мокрый воааухоо% .ладвтепь 24 при атмосферном давлении . . Шахтный воздух, загрязненный пылью и шахтными газами, с помощью вентилятора 18 через фшльтр 23 поступает на барботаж в мокрый воздухоохладитель. В процессе теплсмассоо ена шахо ный воздух охлаждается (с 303-313 К до 288К) и очищается от пыли и газов (npeiOf ymecTBeHHO , СО , СН и СО, растворо ость которых; за исключением СИ , в воде значительно больше растворимости воздуза, а лед шювится. Присутствие в мокром воздухоох ладнтеле кристаллов льда, омываемых шахтным воздухом, интенсифлишрует процесс тепломассообмена за счет о&разования псевдоожиженного слоя в виде взвешенных в воде кристаллов льда. Из воздухоотдел1ггеля вода поотупает с помощью насоса 15 в огд литель 25 и далее насосом 16 .J. направляется на поверхность шахты в дегазатор 19. Большая часть дегазированной пресной воды с помощью насоса 12 возвращается в колонну 2 для промывки гидратов от рассола и их 1 7в ;разжижения, а меньшая часть выводит ся из установки в качестве продухтеи Использование стгупеней дроссвшфо вакия, снабженных отсасывающими уст ройствами, в качестве плавитепя гядра тов дает возможность попутно с опрео неяя&л шахтной воды получить истоташс холода для охла}вдения шахтнсяю ьбаиУ ха в виде льдоводяной суспензии. ТТри этом гстановка в шахте на линии вывода жидкости из плавитепя мокрого во духоохладителя и подача пресной воаы. с сепарационно-промывочную колонну ;с выхода дегазатора позволяет удалять 1ИЗ шахтного воздуха как пыль, так в вредные газы. Использование предлагаемсА устано ки для кондициошфования воздуха н воды э едином технологическом -потоке . снижает удельные капитальные и эксплу тационные затраты .по сравнению с известными установками и одноцелево го на ачения. Экономический Эффект только от сшк ження энергозатрат на кондишшвроваине шахтного воздуха с помощью предлагавмоЛ установки производительносгъю Q 1ОООт/ч по пресной воде составляет iTOBOOO руб/год.

ГАЗГИДРАТНЫЙ-ОПРЕСНИТЕЛЬ, включающий кристаяпвэатор соединенный с сепара 1вош1ОН тромьтвой колонной, плавятель гидратов с лвиней вывода жидкости и дегазаторы всхоаной воды, пресной воды и рассола, .отличающийся г&л, .что, с цепью повыщения эффективности путем совмещения процессов опреснения воды и кондиционирования воаауха, он снабжен устройством для удаления I гааообразнся о гидратообразующего агента, выполненным в виде компрео сора, и мокрым воздухоохладителем, соединенным с плавитепем и дегазатором пресной Bozibi. (/) .§ о: СдЭ -si 00