Устройство для отделения соли из минерализованной воды Советский патент 1991 года по МПК C01F7/04 E21B43/28 

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых, в частности к устройствам для извлечения соли в аридной зоне из минерализованных грунтовых вод, преимущественно близко залегающих и может быть также использовано в области мелиорации и сельскохозяйственного водоснабжения, в частности для рассоления почвы и получения пресной воды.

Цель изобретения - повышение эффек- тивности устройства при использовании в качестве источника минерализованной воды скважины за счет выделения соли в твердом виде.

На чертеже представлено устройство, разрез.

Устройство содержит вертикальную скважину 1 с расположенным вокруг нее фильтром 2. Фильтровой каркас 3 скважины 1 представляет собой перфорированную щелевыми отверстиями часть трубы, обтянутой сеткой, например галунного плетения. Э нерг.осиловое оборудование представлено насосом 4, обеспечивающим дебит скважины в 3 - 5 л/с и величину рабо- чего напора в 10 - 15 м. Глубина грунтовых вод на солепромысловом массиве 3 м. Верхняя часть вертикальной скважины 1 1ерме- тично соединена с расположенным над ней теплообменником 5, представленным, на- пример контуром из трубчатых элементов с радиационными пластинами 6 и расположенным в конденсатосборнике 7, изолированном от теплового воздействия внешней среды теплоизоляционным слоем и имею- щим патрубок 8 для стока конденсата 9 Выходная часть теплообменника 5 герметично соединена с распластанной по верхней поверхности испарительной камеры 10 емкостью 11с радиационными пластинами 6, для предварительного подогрева воды 12, причем емкость 11 обеспечивает максимальный слой воды 12 в ней в пределах 1 - 3 см. В противоположной от конденсатос- борника 7 стороне емкость 11 имеет выведен- ный в испарительную камеру 10 распылитель 13 влаги 12. Конденсатосборник 7 и испарительная камера 10 сообщаются между собой посредством окна 14, в котором установлен вентилятор 15 для подачи паровоздушной смеси из испарительной камеры 10 в конден- сатосборник 7. Внутри испарительной камеры 10 имеется установленная в ней с уклоном в сторону конденсатосборник 7 испарительная пластина 16с ребрами 17 для замедле- ния стока испаряющейся минерализованной воды 12 и расположенными в направлении кон- денсатосборника по ломаной линии щелевыми отверстиями, через которые пропущен и закреплен волокнистый водовпитывающий

материал 18, например брезентовое полотенце, концы которого выведены в со/ впри- емник 19 для складирования солевой руды

20.Нижняя часть испарительной пластины 16 опирается на сообщенный с фильтровым каркасом 3 скважины 1 сливной патрубок

21,расположенный между конденсатосбор- ником 7 и солеприемником 19, а верхняя соединена с тепловоспринимающим козырьком 22, размещенным снаружи испарительной камеры 10. Для направленной подачи воздушно-теплового потока в испарительную камеру 10 под испарительной пластиной 16 имеется раструб 23, в котором установлен вентилятор 24. Раструб 23 запитан от воздухопровода 25,снабженного радиационными пластинами 6 для усиления интенсивности нагрева, подаваемого в испарительную камеру 10 воздуха. С целью повышения эффективности работы все тепловоспринимающие и теплоотдающие элементы устройства выполнены из нержавеющего, обладающего хорошей теплопроводностью металла, например из алюминия, а испарительная пластина 16 имеет локально расположенные на ней вентиляционные элементы 26 для пропуска паровоздушной смеси в верхнюю половину испарительной камеры 10,

Устройство работает следующим образом.

При включении энаргосилового оборудования 4, которое ввиду небольшой мощности может работать, например, на ветровой или солнечной энергии, в вертикальную скважину 1 поступает грунтовая минерализованная вода 12, которая, заполняя трубчатые элементы теплообменника 5. охлаждает их. При этом, поскольку теплообменник 5 находится в конденсатосборчике 7, имеющем тепловую изоляцию от внешней среды, обеспечивается минимальная утечка холода. Из теплообменника 5 минерализованная вода 12 поступает в распластанную емкость 11, заполняя ее слоем 1 - 3 см. Здесь вода 12 на певается под воздействием солнца. Нагреву воды 12 способствует большая тепло- воспринимающая поверхность емкости 11, вследствие ее распластанности и наличия радиационных пластин 6, усиливающих эффект нагрева воды 12, Нагретая вода 12 из емкости 11 через распылитель 13 в виде дождя подается в испарительную камеру 10 и, падая на наклонно установленную пластину 16, стекает по ней и ребрам 17 к сливному патрубку 21, увлажняя при этом волокнистый водовпитывающий материал 18, закрепленный на расположенных по ломаной линии щелевых отверстиях. Испарение минерализованной воды 12 происходит в три стадии: сначала в воздухе в капельном

состоянии, далее при движении по испарительной пластине 16, на которой интенсивность испарения усиливается ребрами 17. тепловоспринимающим козырьком 22 и отчасти вентиляционными элементами 26 и наконец с поверхности волокнистого водо- впитывающего материала 18 (по аналогии с сушкой выстиранного; белья). Расположе- ние этого материала по ломаной линии под щелевыми отверстиями повышает эффект испарения воды, так как такое конструктивное исполнение повышает степень взаимодействия воздушно-теплового потока с волокнистым водовпитывающим материалом

18.Легко видеть, что при ином, например, расположении щелей по прямой линии часть воздушно-теплового потока проходит транзитом между рядами волокнистого во- довпитывающего материала 18, не совершая полезной работы. В ходе первых двух стадий испарения происходит последовательное возрастание концентрации солеи в испаряющейся влаге, в результате чего на конечном этапе волокнистый водовпитыва- ющий материал 18 пропитывается высоко концентрированным солевым раствором Выкристаллизовывающаяся в процессе дальнейшего испарения с этого материала соль осыпается в солеприемник 19. Осаж денная солевая руда 20 периодически извле кается из солеприемника 19 и используется в качестве сырья для химической промышлен ности. Не успевшая испариться влага через сливной патрубок 21 поступает обратно « фильтр 2 скважины 1.

В п, оцессе работы устройства, благодаря использованию ряда конструктивных решений, достигается интенсивное испарение влаги в испарительной камере 10. Кроме ребер 17, вентиляционных элементов 26. тепловоспринимающего козырька 22 и зигзагообразного расположения волокнистого водовпитывающего материала 18 повышению интенсивности испарения минерализо ванной воды 12 способствуют также предварительный нагрев воды 12 в распластанной емкости 11 и подача в испарительную камеру 10 через раструб 23 посредством вентилятора 24 предварительно нагретого в воздухопроводе 25 с радиационными пластинами 6 атмосферного воздуха.

Благодаря раструбу 23 воздушно-тепловой поток, подаваемый в испарительную камеру 10 вентилятором 24, направленно обдувает и обсушивает волокнистый водо- впитывающий материал 18, способствуя осыпанию солевой руды 20 в солеприемник

19.Достигая нижней поверхности испарительной пластины 16 воздушно-тепловой поток вместе с образующимися парами воды через локально расположенные вентиляционные элементы 26 поступает в верхнюю часть испарительной камеры 10, в которой также усиливает испарение стекающей по

испарительной пластине 16 и распыляемой в виде дождя минерализованной воды. Образующаяся в ходе этих процессов в испа рительной камере 10 паровоздушная смесь через окно 14 вентилятором 15 подается в

0 конденсатосборник 7, в котором, соприкаса ясь с холодной поверхностью теплообменни ка 5, превращается в конденсат и отводится через патрубок 8 к потребителю Для работы энергосилового оборудования 4 и вентиля5 торов может быть использована в принципе ветровая и солнечная энергия.

Формула изобретения

1.Устройство для отделения соли из минерализованной воды, включающее конден0 сационную камеру с патрубком для отвода конденсата и трубчатым теплообменником, соединенным с источником минерализованной воды, солнечный водонагреватель, сообщенный с испарительной камерой со

5 сливным патрубком, снабженной разбрызгивателем горячей воды и сообщенной с конденсационной камерой, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности устройстпа при использовании в каче0 стве источника минерализованной воды скважины J9 счет выделения соли в твердом виде, испарительная камера снабжена испарительной пластиной с ребрами замедления и турбулизации движения поды

5 вентиляционными элементами с гидролащит- ным козырьком и расположенными по ломаной линии в направлении конденсационной камеры щелевыми отверстиями, при этом испарительная пластина установлена с укло0 ном в сторону указанной камеры, нижняя часть ее сообщена со сливным патрубком, которой чыведен в скважину, верхняя за- креплцча на корпусе испарителя, а через щелевые отверстия пропущен и закреплен

5 волокнистый водовпитывающий материал, концы которого выведены в солеприемник, которым снабжена нижняя часть испарительной камеры, причем солнечный водонагреватель выполнен в виде крыши испарительной

0 камеры, разбрызгиватель горячей воды расположен над верхним концом испарительной пластины, а испарительная камера имеет вентиляционные окна ниже верхней части испарительной пластины, оборудованные вентиляторами для

5 обдува волокнистого водовпитывающего материала воздушно-тепловым потоком.

2.Устройство поп. 1,отличающее- г я тем, что солнечный водонагреватель снабжен установленными внутри него радиационными пластинами.

716542618

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ще е-4. Устройство по п. 1. отличающееся

с я тем, что оно выполнено в форме усечен-тем, что. оно снабжено теп/ювоспринимаюной прямоугольной пирамиды или усечен-щим козырьком, расположенным над крышей

ного прямого кругового конуса.испарительной камеры и соединенным с ним.

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых и м.б. использовано в мелиорации и сельскохозяйственном водоснабжении. Цель - повышение эффективности устр-ва минерализованной воды скважины за счет выделения соли в твердом виде. Устр-во включает конденсационную камеру (К) 7 с патрубком 8 для отвода конденсата и трубчатым теплообменником 5. Выходная часть теплообменника 5 герметично соединена с распластанной по верхней поверхности испарительной К 10 емкостью 11 с радиационными пластинами 6 для предварительного подогрева воды 12 Внутри испарительной К 10 имеется установленная в ней с уклоном в сторону К 7 испарительная пластина (ИП) 16с ребрами 17 для замедления стока испаряющейся минерализованной воды 12. Нижняя часть ИП 16 опирается на сливной патрубок 21. который выведен в скважину 1. Верхняя часть ИП 16 соединена с тепловос- принимающим козырьком 22. При этом К 7 и К 10 сообщаются между собой посредством окна 14, в котором установлен вентилятор 15 для подачи паровоздушной смеси из К 10 в К 7. Нагретая вода 12 из емкости 11 через распылитель 13 в виде дождя подается в К 10 и. попадая на ИП 16. стекает по ней и ребрам 17 к сливному патрубку 21. При этом увлажняется волокнистый водовпиты- вающий материал 18. закрепленный на расположенных по ломаной линии щелевых отверстиях. Выкристаллизовывающаяся в процессе дальнейшего испарения с этого материала соль осыпается в солеприемник 19. Осажденная солевая руда 20 периодически извлекается из солеприемника 19. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. чМ , ос ,7 О ел Јь ю о