Установка для опреснения воды Советский патент 1990 года по МПК C02F1/12 C02F103/08 

кающий в нижней части камеры 5 канал 15 отвода нагретого влажного воздуха через отверстие 3 в камеру конденсации и трубопровод 18 отвода рассола. Кроме того, камера 6 снабжена поверхностным теплообменником 19, подключенным к трубопроводу 20 подачи исходной воды и к трубопроводу

8, трубопроводом 21 отвода дистиллята в сборник 22 дистиллята. На верхней стенке корпуса 1 размешен вентилятор, осуществляющий циркуляцию воздуха по замкнутому контуру и подсоединенный к проходному отверстию 4 всасывающим отверстием, а к камере 5 - нагнетатель ным патрубком. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано для производства пресной воды из морских или соленых (минерализованных) континентальных вод. Цель изобретения - интенсификация процесса опреснения воды путем увеличения поверхности контакта воздуха и воды. Установка содержит корпус 1, разделенный теплоизолирующей перегородкой 2 с проходными отверстиями 3 и 4 на камеры 5 и 6 воздухоувлажнения и конденсации. При этом камера 5 снабжена оросителем 7, подключенным к вертикальному участку трубопровода 8 подачи подогретой воды, на поверхности которого выполнены воздухоэжекционные каналы 9 с всасывающими отверстиями 10 и конфузорным проходным отверстием 11 в центральной части трубопровода, а также имеет орошаемый теплообменник 13 с циркуляцией по нему воды от нагревателя, воздухонаправляющий патрубок 14, нижним краем не доходящий до уровня рассола в поддоне 17 и отсекающий в нижней части камеры 5 канал 15 отвода нагретого влажного воздуха через отверстие 3 в камеру конденсации и трубопровод 18 отвода рассола. Кроме того, камера 6 снабжена поверхностным теплообменником 19, подключенным к трубопроводу 20 подачи исходной воды и к трубопроводу 8, трубопроводом 21 отвода дистиллята в сборник 22 дистиллята. На верхней стенке корпуса 1 размещен вентилятор, осуществляющий циркуляцию воздуха по замкнутому контуру и подсоединенный к проходному отверстию 4 всасывающим отверстием, а к камере 5-нагнетательным патрубком. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано для производства пресной воды из морских или соленых (минерализованных) континентальных вод.

Целью изобретения является повышение интенсивности процесса опреснения воды путем увеличения поверхности контакта воздуха и воды.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема установки- для опреснения воды, продольный разрез , на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. Т, на фиг. 3 - раз- I рез Б-Б на фиг. i; на фиг. ч - разрез В-В на фиг.1.

Установка содержит корпус 1, раз- деленный вертикальной, теплоизолирующе перегородкой 2 с проходными отверстиями 3 и 4 на камеры 5 и 6 возду- хоувлажнения и конденсации. При этом камера 5 воэдухоувлажнения снабжена оросителем 7, подключенным к трубопроводу 8 подогретой исходной воды, имеющим на вертикальном участке в камере 5 воздухоэжекционные каналы 9 с

всасывающими отверстиями 10, и кон40

Ьузорным проходным отверстием 11 в центральной части трубопровода и камеру 12 (участок) смешения воздуха и воды длиной 3-4 диаметра трубопровода, орошаемым поверхностным теплооб- . менником 13 с циркуляцией нагретой воды по замкнутому контуру через нагреватель (не показан) , а также вертикальным воздухонаправляющим патрубком 14, нижним краем не доходящим до уровня воды и установленным с зазором от поверхности теплообменника 13 с жестким примыканием к стенкам камеры на уровне оросителя при помощи наклонных стенок и отсекающим в нижней части камеры канал 15 отвода нагре ; того, влажного воздуха из камеры 5 в камеру 6 через отверстие 3, полотнами насадки 16 из гидрофильного мател5

0

,

5

Q

5

40

. ;

л5

риала, закрепленными на нижнем конце патрубка и стенке камеры 5, нижним краем заведенные под уровень воды в съемном поддоне 17, и трубопроводом 18 сброса рассола из камеры 5. В камере 6 конденсации размещены поверхностный теплообменник 19, подключенный к трубопроводу 20 подачи исходной воды и к трубопроводу 8 подачи подогретой исходной воды в камеру воздухоувлажнения, а также трубопровод 31 отвода дистиллята из камеры 6 в сборник 22 дистиллята. Кроме того, установка содержит вентилятор 23, размещенный на верхней стенке корпуса 1 и подсоединенный к проходному отверстию 4 всасывающим отверстием 24, а к камере 5 - нагнетательным отверстием патрубка, обеспечивая циркуляцию воздуха по замкнутому контуру, трубопровод 25 подачи дистиллята потребителю, сепаратор 26, установленный перед проходным отверстием 3, и запорный клапан 27 для забора воздуха,

Установка работает следующим образом.

Воздух забирается из атмосферы вентилятором 23 через открытый запорный клапан 27 одновременно с началом циркуляции исходной воды по трубопроводу 20 через поверхностный теплообменник 19 и далее по трубопроводу 8 к оросителю 7, при этом воздух несколько нагревается в вентиляторе 23, а вода в теплообменнике 19 подогревается за счет тепла конденсации водяных паров иэ влажного воздуха на его поверхности. После чего запорный клапан 27 зукрывается и воздух циркулирует по замкнутому контуру. Благодаря повышению скорости несколько подогретой исходной воды в конфузорном проходном отверстии 11 через всасывающие отверстия 10 воздухоэжекционных каналов

5-

9 начинается эжектирование(лодсасы- вание) воздуха из верхней части камеры 5, который подмешивается к воде образуя в камере 12 смешения водо- воздушную смесь, при этом растворение воздуха (кислорода) водой в начальный период приводит к некоторому, подогреванию воды и воздуха. Затем образованная водовоздушная смесь через ороситель 7 разбрызгивается на поверхность орошаемого теплообменника 13, в котором циркулирует по замкнутому контуру через нагреватель (не показан) нагретая вода При разбрызгивании оросителем 7 во- довоздушной смеси и особенно при нагреве ее от поверхности орошаемого теплообменника 13 влажный воздух выделяется из воды и вместе с возду- ком, поступающим непосредственно из вентилятора 23 в патрубок 14, догре- «вается и, контактируя далее с пленоч ной поверхностью нагретой исходной воды на поверхностях теплообменника 13, полотен насадки 16 из гидрофильного материала, а также при смывании поверхности рассола в поддоне 17 камеры 5, воздух насыщается влагой, преобретая значительное влагосодер- жание. После этого влажный возцух поступает по отводному каналу 15 через сепаратор 26, где освобождается от возможной капельной влаги, и подается под поверхностный теплообменник 19, по которому циркулирует исходная вода из придонного слоя водоема. Проходя теплообменник 19, размещенный в камере 6 конденсации, воздух, близкий к насыщению, с большим влагосодержанием контактирует с по- верхностью теплообменника и слоями воздуха вокруг нее, имеющих температуру ниже температуры точки росы воздуха на десяток градусов, -что при- водит к конденсации водяных паров из воздуха, а образовавшийся дистиллят по трубопроводу 21 в сборник 22 дистиллята, откуда по трубопроводу 25 постуНает потребителю, рассол из ка- меры 5 самотеком по трубопроводу 18 (Удаляется, например, в бак (не пока- зан), откуда может перекачиваться для получения солы или на сброс.

При длительной эксплуатации, установки в съемном поддоне J 7 нарастает слой соли, и поэтому периодически поддон отсоединяется от возч духоувлажнительной камеры 5, очи- ;

Q 0 5 0 д 5

J

5

1916

щается от кристаллической соли и снова ставится на место. При быстром перемещении по замкнутому контуру частицы воздуха разогреваются о лопасти и стенки вентилятора, друг о друга и образовавшееся тепло уносится с воздушным потоком, при этом температура воздуха в герметичной установке при установившемся режиме (с учетом имеющего место некоторого догревания и охлаждения) повышается на несколько десятков градусов. При этом количество сконденсировавшихся водяных паров (пресной воды) зависит не только от перепада температур насыщенного воздуха и охлаждающей поверхности (движущаяся сила процесса), но и в какой части I-d диаграммы находится точка, характеризующая состояние воздуха. Так, например, при температуре насыщенного воздуха, превышающей 40-45°С, резко возрастает содержание в нем водяного пара и одна и та же движущая сила процесса дает более высокий эффект получения пресной воды.

При эксплуатации предлагаемой установки в южных районах страны в качестве нагревателя (не показан) используется тепло солнечной энергии, аккумулируемое, например, солнечным коллектором, имеющим светопрозрачное покрытие, а в северных районах может использоваться теплоноситель контура системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Для обеспечения лучшей конденсации водяных паров из насыщенного воздуха трубчатая поверхность теплообменника (конденсатора) в нижней половине выполнена в виде общего змеевика с циркуляцией исходной воды по нему сверху вниз, а в верхней части представляет собой сек цию из трубок, объединенных общим коллектором, при этом воздух по ходу движения встречает сначала более теплую поверхность, а затем более холодную поверхность теплообменника.

Формула изобретения

трубопровод подачи исходной воды с установленным на нем оросителем и патрубок слива рассола, укрепленный над днищем, поверхностный теплообменник охлаждения паровоздушного потока, размещенный в камере конденсации, вентилятор и сепарирующие элементы, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса опреснения воды путем увеличения поверхности контакта воздуха и воды, на поверхности трубопровода исходной воды над оросителем выполнены вса- сыаающие отверстия, расположенные в его поперечном сечении, и примыкаю- п ие к ним сверху воздухоэжекциоиные

25

,Л1

18

п

18

--4 )

5-6

каналы, имеющие коническое продольное сечение, при этом выпуклые стенки каналов образуют в центральной части трубопровода конфузорное сопло, площадь поперечного сечения которого равна суммарной площади всасывающих отверстий.

А-А

фиг. 2

Ч74 М

в

Ш

ость

Фиг.Ь