Способ опреснения воды Советский патент 1983 года по МПК C02F1/04 C02F1/14 C02F103/08 

Изобретение относится к обработк воды и может быть использовано для производства пресной воды из морски или соленых континентальных вод. Известен способ опреснения воды, включающий ее испарение при контакте с воздухом и конденсацию. Воздух предварительно охлаждают за счет естественной психрометрической разности температур на теплообменной поверхности, затем его разделяют на два потока, один из которых направляют противоточно всему потоку возд ха вдоль противоположной стороны теплообменной поверхности для контакта с водой, а второй используют для конденсации воды на теплообменно поверхности из полученного увлажнен ного воздуха Однако известный способ опреснен воды при его реализации в районах с влажным климатом имеет низкую эффективность, т.е малый выход пресной воды. Кроме того, эффективность его падает при снижении температ5 ры окружающего воздуха. Цель изобретения - повьвиение выхода опресненной воды. Поставленная .цель достигается тем что воздух перед охлаждением его на теплоойленной поверхности предварительно нагревают предпочтительно лучистой солнечнЬй энергией. Для осуществления способа опреснения воды используют теплообменную поверхность, одну сторону которой смачивают с раствором (например морской или солёной континентальной водой). Вдоль несмачиваемой влагонепроницаемой стороны теплообменной поверхности подают предварительно нагретый, например,за счет лучистой солнечнойf энергии поток воздуха, который, проходя вдо.ль нее,охлаждает .ся без изменения влагосодержания до температуры, близкой к температуре тсьчки росы, затем его разделяют на два потока. Первый поток воздуха направляют противоточно всему потоку воздуха вдоль смачиваемой стороны теплообменной поверхности, при этом весь поток воздуха отдает свое тепло через теплообменную поверхност первому потоку воздуха, которь1й в свою очередь нагревается до темпе ргтуры, близкой к температуре поступающего нагретого воздуха, и за счет естественной психрометрической разности температур увлажняется до величины относительной влажности, близкой к 100%. В этом состоянии, блиэк к насыщению, первый поток воздуха направляют вдоль другой теплообменной поверхности, являющейсй влагонепроницаемой. Второй поток воздуха, полученный после разделения всего потока воз- духа, направляю вдоль вышеуказанной другой теплообменной поверхности, где он движется противоточно первому потоку воздуха. Здесь за счет теплообмена через влагонепроницаемую теплообменную поверхность первого потока воздуха со вторым потоком, температура которого всегда ниже температуры точки росы первого потока воздуха, последний охлаждается, понижая свою температуру ниже точки росы. Вследствие этого, из первого потока воздуха начинает конденсироваться опресненная вода, которую направляют на потребление, а первый и второй потоки воздуха выбрасывают в атмосферу. На фиг.1 представлена экспериментальная установка, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Установка включает линии потока 1-3, полости 4-7, теплообменники 8 и 9. Воэдух предварительно нагретый, по линии потока 1 направляют в полость 4, ограниченную влагонепроницаемой стороной теплообменника 8. Двигаясь вдоль, нее, поток воздуха разделяют на две линии потока 2 и 3. По линии потока 2 воздух направляют в полость 5, а по линии потока 3 - в полость 6, имекщую общую с полостью 5 поверхность теплообменника 8. Со с±ороны полости 6 теплообменник имеет капиллярно-пористую сторону, которая смачивается раствором, например морской водой. В полости 6 воздух по линии потока 3 двигается противотоком воздуху, который поступает по линии потока 1. При этом воздух, который двигается по линии потока 1, отдает свое тепло через теплообменник 8 воздуху по линии потока 3 и охлаждается в пределе до температуры точки росы, а воздух линии потока 3, в свою очередь, нагревается до температуры, близкой к температуре поступающего предварительно нагретого воздуха и ув.лажняется до величины относительной влажности, .близкой к 100%, за счет испарения ВОДЯНЫХ паров из раствора. В этом состоянии, близком к насыиению, воздух линии потока 3 направляют в полость 7, имеющую общую с полостью 5 влагонепроницаемую теплообменную поверхность. В полости 7 воздух по линии потока 3 двигается противоточно воздуху по линии . потока 2, проходящего через полость 5. За счет поверхностного теплообмена воздуха линии потока 3 и 2, температура которого всегда ниже температуры точки росы воздуха по линии потока 3, последний охлаждается, понижая свою температуру ниже температуры точки росы. Вследствие этого из воздуха линии потока 3 начинает конденсироваться опресненная вода, которую направляют на потребление. . .. Пройдя полости 5.И 7, воздух выбрасывается в атмосферу, Осуществляя предварительный нагрев воздуха линии потока 1, например лучистой солнечной энергией перёд его поступлением в полость 4, представляется возможном повысить температуру и влагосодержание воздуха линии потока 3 при выходе его из полости 6, т.е.. при этом большее количество водяных паров из раствора испаряется в полости б в воздух линии потока 3, а это, в свою очередь, увеличивает количество пресной воды при конденсации водяных па ров из этого воздуха в полости 7. Таким образец, предварительный нагрев воздуха перед его охлаждением теплоо(енной поверхности повьаиает эффективность опреснения воды. Предварительно нагретый поток воздуха поступает в теплообменный аппарат состоявши из теплообменных поверхностей, оДна из которасс .влаго непронидаемая, а Другая смачивается морской водой. Проходя по полостям ограничеиныч влагоиепроницаемьми ст ронами, теплообменных Поверхностей, кото1рые при подаче в теплообменный {аппарат поступает воздух, последни охлаждается без измеиения влагосо:держания до температуры, близкой к Температуре точки . На выходе вышеуказанной полости поток воздуха разделяют на два потока. Перйый из них направляют противоточно всему потоку воздуха по полостям, ограничен- нъал смачиваемыми сторонами теплорб- . манных поверхностей, где, за счет естественной психрометрической разности температур, в него испаряется вода из раствора. Увлажнившись до величины относительной влажности близкой к 100%, первый поток воздуха обменивается теплом через теплообменную поверхность со веет потоком воздуха и нагревается До температуры, близкой к температуре поступающего потока воздуха, а зат«4 оба потока воздуха направляют в конден сатор - поверхностный теплообменник, ;В котором, двигаясь противоточйо вдруг другу обмениваются теплом череэ влаго епроницаемью теплообменные по верхности, в резуль-тате чего из первого потока воздуха, насыщенного парами воды из раствора, выпадает конденсат - опресненная вода. Расход воздуха, его температуруi количество затраченной на охлаждение воздуха морской боды и количество опресненной воды зшеряют. Способ проводят при различных параметрах .воздуха, Поступающего в теплообменное устройство. Экспершыентальные данные по опреснению воДы известным и предлагаемым способами представлены в таблице.

tf) (Н

rt

оэ rl«

со

f4

о п

in

(Ч

1.СПОСОБ ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ по авт.св. 952747, о т ЛИ ч а rout и и с я тем г что, с целью повшоег ния выхода опресненной вотл, воздух перед охлаждением на теплообменной поверхности нагревают. 2. Способ по П.1, о т л и ч а root и и с я тем, что воздух нагревают лучистой солнечной энергией. 0 С О. ХЭ ND СО «

u rt

9

«п

а- ео

п (Ч

ч in

M

10

in

Ч

o

%

0

9t

4f-t

о

гч . ч

«о N

о «ч

СП

«r

о чо

in ео

С4

in

о «ч

«S N

ш п

о

«

о о

о in

о in

о

о

о о о о т (Ч

Как ВИДЙ0 из таблицы, предлагаHBMiiie нагрев воздуха существенно повышаетзффектиэмость опреснения,

например,при воздуха с до 8СГС,количество опресненной возрастает с 400 г/ч до 3100 г/ч.