Способ опреснения,накопления и хранения опресненной воды Советский патент 1986 года по МПК E03B3/30 F25C1/00 

Изобретение относится к способам опреснения, накопления и хранения опресненной воды и может быть использовано при перераспределении опресненной замораживанием воды из периода года с установив- и1имися отрицательными температурами в период с установившимися положительными температурами, для сельскохозяйственного оро1пения и пастбищного животноводства, а также тепловых мелиорации сильно прогреваемых почвогрунтов, помещения и площадок для скота.

Цель изобретения - удешевление производства, опреснения и хранения опресненной воды.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа опреснения, накопления и хранения опресненной воды, предусматривающего заполнение емкости слоем соленой воды, частичное ее замораживание до образования блока льда, отвод незамерз- щего рассола для опускания блока льда на днище емкости, частичное нагревание блока льда и отвод оттаявшей воды, теплоизоляцию массива льда, частичное нагревание льда осуществляют путем подачи дополнительной порции соленой воды с положительной температурой на поверхность льда, после чего производят частичное ее замораживание до образования блока льда, а затем одновременный отвод оттаявшей воды и незамерзшего рассола для опускания вновь образованного блока льда на ранее полученный блок и выдерживания их при низкой температуре до смерзания, после чего цикл опреснения повторяют до формирования массива льда заданных размеров.

На фиг. 1 показана емкость в процессе замораживания первого блока льда; на фиг. 2 - то же, с поданной дополнительной порцией соленой воды; на фиг. 3 - то же, с вторым образованным блоком льда; на фиг. 4 - сформированный массив льда из опресненной воды.

Способ осуществляют следующим образом.

В емкость (бассейн) 1, теплоизолированную слоем 2, по трубам 3 в период времени года с отрицательными температурами наливают слой 4 соленной минерализованной воды, например, толщиной 14-15 см. Часть воды слоя 4 замерзает, образуя блок 5 опресненного льда, который располагается в верхней части слоя 4 воды, а незамерзший рассол образует слой 6 (фиг. 1). При этом согласно принципу зонального замораживания образующиеся кристаллы пресного льда выдавливают рассол в зону, где еще имеется незамерзшая вода. После этого незамерзщий рассол 6 удаляют с помощью известных средств, например через трубу 7, покрытую электропроводящей пленкой 8, позволяющей при прохождении тока по пленке поддерживать температуру трубы и в непосредственной близости от нее 0,5-1,0°С,

что обеспечивает поддержание вокруг трубы 7 незамерзшей воронки жидкости, по которой рассол поступает в трубу и удаляется из емкости при открытом кране 9 с помощью откачивающего насоса (не показан). В результате откачки рассола 6 блок 5 опресненного льда опускается на дно емкости 1 и смораживается с ним. Затем на блок 5 льда подают дополнительную порцию соленой минерализованной воды - слой 10,

0 например, толщиной 14-15 см (фиг. 2). Подаваемая на блок 5 льда вода имеет плюсовые температуры (1-5°С) и охлаждаясь сама, отдает часть своего тепла верхнему слою блока 5 льда, имеющего отрицательную температуру, прогревает верх5 нюю его часть и размораживает замерзший между кристаллами пресного льда рассол, который, перейдя в жидкое состояние, смешивается с водой слоя 10. При этом в первую очередь размораживаются линзы

Q замерзшего при образовании корки льда рассола, на размораживание которых уходит часть тепловой энергии подаваемой дополнительной порции воды. Таким образом происходит дополнительное опреснение уже образовавшегося первого блока 5 льда.

5 С уменьшением температуры воды происходит постепенное замораживание соленой минерализованной воды сверху с образованием блока 11 опресненного льда по принципу зонального замораживания (фиг. 3). Затем производят одновременный отвод от0 таявшей воды и незамерзщего рассола 12. Блок 11 опресненного льда опускается на блок 5 опресненного льда, и их выдерживают при низкой температуре до смерзания. Далее цикл повторяют до формования многослойного массива 13 опресненного льда

заданных размеров. Затем массив 13 льда с помощью известных средств сохраняют, теплоизолируя его, например, теплоизоляционным слоем 14 (фиг. 4). Размораживание массива 13 льда, кроме как указанными

Q способами, можно осуществлять поблочно, нагревая его, например, отводимым от теплового насоса или двигателя теплом через теплообменник (не показан) установленный в массиве 13.

5 Предлагаемый способ позволяет сократить время образования массива льда толщиной 0,5 м в 3,3 раза. Осуществление частичного нагревания блока льда посредством подачи на него дополнительной порции соленой воды, которая, отдавая свое

0 тепло, одновременно охлаждается сама, позволяет ускорить и удещевить процесс опреснения воды. Кроме того, при подаче дополнительной порции соленой воды на ранее полученный блок льда наблюдается даль- нейщее опреснение получаемого льда в ре зультате оттаивания линз рассола вблизи поверхности ранее образованного блока льда (за счет тепла вновь поданной воды), имеющего повышенное содержание, например, NaCl, и роста кристаллов пресной воды.

Предлагаемый способ позволяет получать воду с количеством солей до 7-8 г/л из минерализованных вод, аналогичным по минерализации водам Азовского и Каспийского морей (13 г/л). Такая вода считается

/

w/////////// // /

7 /Y/ /// /// //у

фиг.2

///

/7/ ////////// // //л / /// /// /// /// /// /// /// /// ///

фиё.З

/

приемлемой для пастбищного животновод ства.

Предлагаемый способ дает возможность накапливать в период с отрицательными температурами и перераспределять в период с положительными температурами больше «хо лода на единицу объема получаемой опресненной воды по сравнению с известными.

/

74