Установка для опреснения минерализованной воды Советский патент 1990 года по МПК C02F1/22 C02F1/22 C02F101/10 C02F103/08 

Изобретение относится к опреснению морской соленой, а также минерализованных сточных вод с помощью кристаллогидратного метода и мажет быть использовано в гаэогидратных установках.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет повышения коэффициента извлечения пресной воды.

На чертеже схематично представлена установка для опреснения минерализованной воды.

Установка состоит из кристаллизатора 1, снабженного теплообменником 2, насоса 3, промывочной колонны 4, в средней части которой расположен карман 5 с фильтрующей сеткой 6, а верхняя часть имеет накопитель 7 гид- ратной суспензии, плавителя 8, снабженного эластичной перегородкой 9, имеющего встроенный теплообменник 10

и соединенного с накопителем 7 гидрат- ной суспензии трубопроводом с вентилем 11 для отвода кристаллогидратов и с разделителем 12 трубопроводом с вентилем 13, трубопровод снабжен фильтром 14. Через эластичную перегородку плаеитель дополнительно снабжен обратноосмотической опреснительной камерой с мембраной 15 и накопителем 16 опресненной воды, имеющим выход к потребителю. Камера снабжена трубопроводом с вентилем 17 и соединена с карманом 5 через ресивер 18 рассола и трубопровод с вентилем 19. Разделитель 12 соединен трубопроводом 20 с дегазатором 21, с верхней частью промывочной колонны 4 через насос 22 - трубопроводом 23 рециркуляции опресненной воды, а трубопроводом 24 - с кристаллизатором 1. Карман 5 промывочной колонны 4 соединен трубопроводом 25

СП

СО СЛ

00

со

4ь

с кристаллизатором, который через насос 26 и деаэратор 27 соединен с трубопроводом 28 подачи исходной соленой воды. Отвод пресной воды потребителю,а также ввод в установку минерализованной воды на чертеже обозначены стрелками. В представленном примере, также как и в прототипе, рассмотрена работа установки с использованием, в качестве гидратообраэу- ющего агента R-22, Установка работать и с использованием других гидратообраэующих агентов, у которых увеличивается объем системы при разложении кристаллогидратов на воду и жидкий гидратообразующий агент. Исходную минерализованную воду через трубопровод 28 и деаэратор 27, где из нее удаляют растворенные газы, насосом 26 подают в кристаллизатор 1, в котором она контактирует с R-22 при 285 К и давлении v |0,68 мПа, в результате чего образуются кристаллогидраты. Образование кристаллогидратов сопровождается выделением тепла, которое отводится холодным источником, прокачиваемым через теплообменник 2. Рассол с кристаллогидратами насосом 3 под давлением 0,95 мПа подают в нижнюю часть промывочной колонны 4. Под действием перепада давлений между верхней и нижней частями промывочной колонны (обычно 0,07-0,1 мПа) суспензия (рассол и кристаллогидраты) движется вверх, проходя через участок с фильтрующей сеткой 6, на котором происходит осушение суспензии вследствие отделения рассола под действием разности давлений до и после фильтрующей сетки. Рассол накапливается в кармане 5, из которого делится на два потока: один рециркулирует в кристаллизатор 1 по трубопроводу 23, а другой подают в ресивер 18. На выходе из участка с фильтрующей сеткой 6 начинает формироваться пористый гид- ратный поршень, в котором промывают гидраты от поверхностной рассольной пленки путем противоточной фильтрации пресной промывочной воды, подаваемой насосом 22. Промытые кристаллы гидратов продвигаются в верхнюю часть промывочной колонны, где сбрасываются в накопитель 7, в котором перемешиваются с опресненной водой, необходимой для дальнейшего гидротранспорта кристаллогидратов. Из накопителя 7

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

гидратов гидраты вместе с водой гидротранспортом подают в плавитель 8 через трубопровод с вентилем 11. При этом открывают вентиль 13. Вода через фильтр 14 и трубопровод с вентилем 13 циркулирует в разделитель 12, а гидраты задерживаются фильтром 14 и накапливаются в плавителе 8. После полного заполнения части плавителя с теплообменником 10 гидратами закрывают вначале вентиль 13, а затем вентиль 11, для предотвращения образования газовой фазы в плавителе, а также закрывают вентиль 17 и полностью заполняют рассолом из ресивера 18 через трубопровод с вентилем 19 обратноосмотическую опреснительную камеру, снабженную мембраной 15 ч отгороженную от гидратов эластичной перегородкой 9, после чего закрывают вентиль 19. Затем подают горячий теплоноситель в теплообменник 10, в результате чего гидраты нагреваются до 291-292 К (на 1,5-2 градуса выше равновесной температуры существования гидратов) и разлагают на воду и жидкий R-22, при этом объем системы увеличивается, в результате чего давление растет и передается через эластичную перегородку 9, последняя прогибается, продавливая воду через мембрану 15, в результате чего происходит опреснение рассола методом обратного осмоса. Так как жидкость практически не сжимаема, в замкнутом объеме создается давление, достаточное для определения рассола,выводимого из кармана промывочной колонны, методом обратного осмоса. Опресненная вода накапливается в накопителе 16 и выводится потребителю. После разложения всех гидратов прекращают подвод тепла в теплообменник 10, открывают вентиль 13 и сливают жидкую массу (смесь опресненной воды и жидкого R-22) в разделитель 12, одновременно открывают вентиль 11 и производят заполнение плавителя новой порцией гидратов из накопителя 7- гидратной суспензии.Одновременно открывают вентиль 17и рассол с повышенным солесодержанием солей, по сравнению с рассолом, выводимым из , кармана 5 промывочной колонны 4, так как из него извлекли часть пресной зоды при продавливании через фильтрующий элемент (мембрану) 15, яыво- длт из установки, после чего открывают вентиль 19 и вновь заполняют рассолом из накопителя 7 обратноосмоти- ческую опреснительную камеру.В разделителе 12 производят разделение опресненной воды и жидкого К-22под действи ем,например,разности плотностей

(ум кг/м3) Жид- кии R-22 по трубопроводу 24 рецирку- лирует в кристаллизатор 1, где вновь контактирует с раствором и образует кристаллогидраты, а опресненную воду насосом 22 частично направляют в промывочную колонну 4, а частично по трубопроводу 20 отправляют в дегаза- тор 21, где из нее удаляют растворенные газы, а затем выводят потребителю. Из рассола, выводимого из установки, также извлекают растворенный гидратообразующий агент в дегазаторе (не показан) для уменьшения потерь гидратообразующего агента. Затем цикл повторяется вновь.

Преимущество предлагаемой установ- ки заключается в повышении коэффициента извлечения пресной воды при практически равных энергетических затратах, а это означает, что концентрация сбрасываемого рассола из уста-

новки будет выше, а соответственно, и масса этого рассола, подлежащего дальнейшей переработке с целью защит окружающей среды, будет меньше.

Формула изобретен Установка для опреснения минерализованной воды, содержащая последовательно соединенные трубопроводами кристаллизатор, промывочную колонну, в средней части которой расположен карман, с фильтрующей сеткой, плави- тель, снабженный обратноосмотичес-- кой опреснительной камерой с накопителем воды и соединенный с камерой через эластичную перегородку, ресивер, разделитель и дегазатор, а также деаэратор, размещенный на входном . трубопроводе, насосы, вентили и трубопровод сброса рассола, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения коэффициента извлечения пресной воды, обратноос- мотическая опреснительная камера соединена через вентиль и ресивер с карманом промывочной колонны и через вентиль - с трубопроводом сброса рассола.

Изобретение относится к опреснению морской соленой, а также минерализованных сточных вод с помощью кристаллического метода, может быть использовано в кристаллогидратных установках и позволяет повысить эффективность за счет повышения коэффициента извлечения пресной воды. Исходная соленая вода подается в кристаллизатор (КР), где, смешиваясь с гидратообразующим агентом, образует кристаллогидраты (КГ). КГ направляют в промывочную колонну, отделяют от рассола, часть из которого рециркулируют в КР, а другую часть направляют в опреснительную камеру плавителя (ПЛ), после чего КГ отмывают от рассольной пленки и направляют в ПЛ для разложения. 1 ил.

Составитель А.Никитин Редактор Н.Киштулинец Техред М.ДидыкКорректор Л.Бескид

Заказ 82

Тираж 774

ВШИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное