Установка для опреснения воды Советский патент 1988 года по МПК C02F1/14 C02F103/08 

Изобретение относится к проиа- {5|одству пресной воды из морских или Нинерализованных континентальных вод

Цель изобретения - повышение эффективности опреснения воды и улучшение эксплуатационных харктеристик опреснительной установки. ; На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой установки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. : Установка содержит воздухоувлажни- 1-ель 1 , разделенный продольной перего |)одкой 2 на каналы 3 и 4 соответст- Венно влажного и сухого воздуха. Ка- йал 3 влажного воздуха снабжен насадкой в виде сменной кассеты 5 с набором продольных полотен 6 из гидрофильного материала и перфорированной верхней стенки, которая образует ороситель 7 для смачивания полотен 6 на- радки, а канал А сухого воздуха снабжен поверхностным теплообменником 8.

Установка также содержит конденса- тор 9, разделенный гофрированной перегородкой 10.на воздушную камеру 11 и охлаждаемую камеру 12, снабженную оросителем 13 исходной воды, нагреватель 4, трубопровод 15 подачи ис- ходкой воды, подключенный к нагревателю и оросителю исходной воды в охлаждаемой камере воздухоувлажнителя соответственно трубопроводами 16 и 1 с запорно-регулирующими вентилями 18 и 19 на последнем трубопроводе. Кроме того, установка содержит сборник 20 дистиллята, соединенный с воздушной камерой конденсатора трубопроводом 21, вентилятор 22 с примы- кающим к нему общим воздухопроводом, разделенным теплоизолирующей перегородкой 23 на воздуховоды 24 и 25, обеспечивающие нагнет ание основного и вспомогате,г1ьного воздушных пото- ков в каналы влажного и сухого воздуха воздухоувлажнителя, -причем в силу несколько большей величины расхода воздуха в основном потоке воздуховод 24 и канал 3 влажного возду- ха имеют большее поперечное сечение, чем воздуховод 25 и канал 4 сухого воздуха, поверхностный теплообменник 26, подключенный к воздуховоду 24 основного воздушного пото- ка, трубопроводу исходной воды и трубопроводу 27 подачи воды в канал влажного воздуха с запорно-регулирую щим вентилем 28, поверхностный теплообменник 29, ncuicoe;iHHeHnt-ui к кпиалу вллжного воздуха воздухоувла/книтсля, конденсатору и сборнику дистиллята посредством трубопроводов 30 - 33. Каналы 3 и 4 воздухоувлажнителя сообщены между собой патрубком 34 отвода рассола в сбросн то магистраль. Канал 4 сухого воздуха воздухоувлажнителя 1 посредством воздуховода 35 связан с охлаждаемой камерой 12 ко}щен- сатора 9, а теплообменник 29 снабжен трубопроводом 36 отвода дистиллята потребителю.

Установка работает следующим образом.

Раствор, например морская вода, ПС трубопроводу 15 поступает в нагреватель 14, где нагрев осуществляется за счет тепла солнечной энергии затем нагретая вода поступает в теплообменник 26, где эа счет теплоотдачи от его поверхности нагревается воздух основного потока, подаваемый вентилятором 22 по воздуховоду 24 в канал 3 влажного воздуха. Туда же по трубопроводу 27 через запорно- регулирующий вентиль 28 и ороситель 7 (перфорированную верхнюю стенку кассеты 5) поступает из теплообменника 26 подогретая исходная вода, которая равномерно смачивает полотна 6 насадки из гидрофильного материала. Следует отметить, что чем большую температуру приобретает воздух основного потока в теплообменнике 26, тем выше становится его водопоглощаю щая способность, потому что в этом случае повышается температура воздуха по смоченному термометру, к значению которой стремится температура контактирующей с ним подогретой воды. Воздух основного потока, перемещаясь по каналу 3 влшкпого воздуха, омывает смоченные поверхности полотен 6 насадки из гидрофильного материала и в силу зна чительной разности парциального давления пара в пограничном слое жидкости и водяных паров в воздухе последний приобретает значительно большее влагосодержаниеj чем воздух в известной установке (вплоть до полного насыщения). Возможный избыток поданной воды после смачивания поверхности полотен 6 насадки и испарения ее в основной поток воздуха в виде рассола собирается на дне кассеты 5 и Yiocjie теплообменника 8 no патрубку 34 отводится в магистраль сброса исходной воды. Затем воздух основного потока с большим, влагосодержанием по трубопроводу 30 поступает в поверхностный теплообменник 29, где отдает тепло дистилляту, циркулирующему через теплообменник, при этом в некоторых случаях возможно выпадение конденсата, который отводится по трубопроводу 33 в воздушную камеру 11, Далее значительно охлажденный в теплообменнике 29 (возможно с конденсацией водяных паров) воздух по трубопроводу 31 поступает в воздушную камеру 11 коден- сатора 9. Вспомогательный поток воздуха, нагнетаемый вентилятором 22 по воздуховоду 25 в канал 4 сухого воздуха воздухоувлажнителя 1, благодаря теплоизолирующей перегородке , поступает в канал 4 без изменения своих параметров, где, обдувая поверхность теплообменника 8 с циркулирующей по нему исходной водой, воздух охлаждается без изменения влагосодержания и приобретает температуру ниже температуры точки рось влажного воздуха основного потока. Охлажденный воздух вспомогательного потока по воздуховоду 35 поступает в охлаждаемую камеру 12 конденсатора. В конденсаторе 9 через гофрированную перегородку 10 (поверхность которой существенно увеличена за счет гофрирования треугольной формы) происходит поверхностный теплообмен между влажным основным потоком воздуха в камере 11 и вспомогательным воздушным потоком в охлаждаемой камере 12. Для повышения эффективности отбора тепла конденсации водяных паров из основного потока воздуха во вспомогательный поток воздуха в камере 12 посредством оросителя 13 разбрызгивается исходная вода, имеющая температуру ниже температуры точки росы основного потока воздуха. Конденсат пресной воды из воздушной камеры 11 поступает по трубопроводу 2 в сборник 20 дистиллята, откуда по трубопроводу 32 подается в поверхностный теплообменник 29 и далее по трубопроводу 36 поступает потребителю. По истечении определенного времени работы установки поверхность полотен 6 насадки и отверстия стея- ки - оросителя 7 постепенно будут зарастать солью и возникнет необ26ЧА8

ходимость их .воссчЧ1новления или обновления. В этом случае работу установки на некоторое время приостанав- 1- ливают, кассету 5 освобождают от крепления в передней стенке и выдвигают из канала 3 влажного воздуха, а на ее место устанавливают новую кассету 5 со всем набором установлен 0 f bFx в ней элементов.

Таким образом, в предлагаемой установке, осуществляя разделение общего потока воздуха на основной и вспомогательный до влагоувлажнителя,

15 представляется возможным повысить

температуру и влагосодержание воздуха основного потока, поступающего в камеру влажного воздуха воздухоувлажнителя, в результате чего увеличивается

2Q количество пресной воды при конденсации водяных паров из этого воздушного потока в воздушной камере кондейсато- ра. Увеличение поверхности контакта взаимодействующих сред в воздухоув25 лажнителе и конденсаторе также повышает эффективность опреснения воды. Кроме того, обеспечение быстрой заме- нь установленно в камере влажного воздуха воздухоувлажнителя кассеты с

JQ гидрофильным заполнителем при ее зарастании солями позволяет улучшить эксплуатационные характеристики установки.

35

Формула изобретения

0

1. Установка для опреснения воды, содержащая воздухоувлажнитель, разделенный продольной перегородкой на канал сухого воздуха и канал влажного воздуха с насадкой, конденсатор, разделенный перегородкой на воздушную.и охлаждаемую камеры для влажного и сухого воздуха, нагреватель опресня- с- смой воды, трубопровод подачи опресняемой воды, подключенный через нагреватель к каналу влажного воздуха воздухоувлажнителя, ороситель, размещенный в камере сухого воздуха конденсатора и подключенный к трубопроводу подачи воды перед нагревателем, вентилятор с подключенным воздуховодом, сборник дистиллята, два поверхностных теплообменника, один из которых установлен на трубопроводе исходной воды и подключен к вентилятору и каналу влажного воздуха воздухоувлажнителя, а другой установлен перед конденсатором и подключен к каналу влажного возду0

5

ха воздухоувлажнителя, воздушной камере конденсатора и сборнику дистиллята, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности опреснения воды и улучшения эксплуатационных характеристик установки, насадка канала влажного воздуха воздухоувлажнителя выполнена в виде сменной кассеты с набором продольных полотен из гидрофильного материала и перфорированной верхней стенкой, а разделительная перегородка конденсатора выполнена гофрированной.

2. Установка по п. 1, о т л и чающая с я тем, что воздуховод снабжен теплоизолирующей перегородкой

разделяющей его на два канала для основного и вспомогательного воздушных потоков, соединенных соответствен но с каналами влажного и сухого воздуха воздухоувлажнителя, при этом поверхностный теплообменник, установленный на трубопроводе опресняемой воды, подключен к воздуховоду основного воздушного потока между вентилятором и воздухоувлажнителем.

3. Установка по пп. 1 и 2, о т - личающакся тем, что возду- хоувлажнитель снабжен поверхностным теплообменником5 установленным в канале сухого воздуха и подключенным к трубопроводу подачи исходной воды.

Изобретение относится к производству пресной воды из морских или минерализованных вод и позволяет повысить эффективность опреснения воды путем увеличения влаго.содержания воздуха, поступающего в конденсатор, и увеличения поверхностей контакта взаимодействующих сред в воздухоув- лажнителе и конденсаторе, а также за счет улучшения эксплуатационных характеристик установки. Установка содержит воздухоувлажнитель 1, разделенный перегородкой на каналы 3,и 4 соответственно влажного и сухого воздуха, в канале 3 влажного воздуха установлена насадка в виде сменной кассеты 5 с набором продольных полотен 6 из гидрофильного материала, имеющая перфорированную верхнюю стенку ; ороситель 7 для равномерного распределения раствора, в канале 4 сухого воздуха установлен поверхностный теплообменник 8, подключенный к трубопроводу подачи холодной исходной воды, конденсатор 9, разделенный перегородкой на воздушную и охлаждаемую камеры, нагреватель 14 исходной воды, вентилятор 22, поверхностные теплообменники 26 и 29, сборник 20 дистиллята. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг. г

6-6

11

Фиг.З