Устройство для опреснения морской воды Советский патент 1978 года по МПК C02F1/44 B01D61/02 C02F1/44 C02F101/10 C02F103/02 C02F103/04 

Изобретение относится к аппаратам опр.еснеНия морской воды методом обратного осмоса, снабженным полупроницаемыми мембранами, предназначенным для работы с использованием гидростатического давления при погружении на глубину.

В обратноосмотических устройствах природная соленая вода (например, морская) опресняется на полупроницаемых пленках за счет создания перепада давления выше осмотического (не- менее 25 кгс/см). При этом должна быть обеспечена определенная скорость потока опресняемой воды через аппарат. При осуществлении процесса опреснения в погруженных на глубину аппаратах для создания перепада давления на плёнках с целью снижения затрат энергии может быть использовано гидростатическое давление столба воды.

Известно устройство для опреснения воды методом обратного осмоса с использованием гидростатического давления опресняемой воды при погружении аппарата на глубину, состоящее из опреснительного аппарата с полупроницаемыми пленками, стационарно устанавливаемого вблизи дна на «мертвых якорях. Пресная вода отводится на

берег по трубопроводу откачивающими насосами 1.

Известное устройство можно использовать только на глубине, при которой гидростатическое давление столба воды больше осмотического. При меньшей глубине погружения производительность ycj-ройства резко снижается, а при глубине около 250 м (для морской воды) и менее действие устройства прекращается, так как гидростатическое давление столба воды равно осмотическому или меньше.

При использовании устройства на заданной глубине быстро ухудщается качество опресненной воды и падает его производительность, так как из-за отсутствия средств для создания протока опресняемой воды через аппарат и перемешивания потока около пленки происходит концентрирование опресняемой воды в прилегающем к пленке слое.

Устройство невозможно использовать на объектах с изменяющейся в процессе эксплуатации глубиной погружения.

Целью изобретения является создание погруженного на глубину устройства для опреснения морской воды методом обратного осмоса, использующего гидростатическое

давление воды, ооеспечивающего oii)cciii-нис видо фи переменном гидростатическом аавлении (в том числе менее осмотического).

Предлагаемое устройство содержит винтовой насос постоянной производительности, установленный перед опреснительным аппаратом, регулирующий орган, имеющий независимые привод плунжера и устройство кo| рекции величины максимального проходного сечения и включенный на трубопроводе сброса рассола из аппарата, регулятор давления опресняемой воды в аппарате, управляющий приводом плунжера регулирующего органа, и датчик гидростатического давления, управляющий устройством коррекцпи величины максимальпого проходного сечопия регулирующего органа.

На чертеже показана принципиа, схема устройства.

Устройство для опреснения морской ao.u.i состоит из обратноосмотичеекого onpe(.ifjHoro аппарата 1, установленного на входе в о 1рес ительный аппарат насоса 2 iicv стоянной 11роизводите.1ьности, устаковлсмиа)го на трубопроводе сброса рассола из акчарата регулирующего органа 3, ре-у,ч гс;ра 4 давления опресняемой воды в ai;na|) и датчика 5 гидростатического давлен;;я.

Предлагаемое устройство работает c/io дующим образом. Морская вода прокачгпи ется насосом постоянной производительности, например, винтовым через обратноосмотический опреснительный аппарат.

В опреснительном аппарате 1 под действием 1идростатического давления п-роисходит отделение пресной воды через полупроницаемые пленки. Опресненная вода направляется к потребителям, а рассол - через регулирующий орган 3 - на сброс в море. Таким образом, прие.м воды и сброс рассола соединены с наружной морской водой п имеют одинаковое гидростатическое дав.зение. При глубине погружения, равной, например, 1000 м,-т.е. при гидростатическом давлении воды, соответствующем оптимальному рабочему давлению в аппарате (около 100 кг/ем 2), постбяпно работающий насос создает напор, необходимый только для преодоления гидравлического сопротивления тракта и обеспечения требуемой скорости протока опресняемой воды вдоль пленок.

Затраты энергии на работу установки в этом случае минимальные. При уменьщении

;-;|дростатическо1Ч) давления вплоть до близкг)го к ат.мосферпому (например, при нахождекии устройства вблизи поверхности мо))я. I j-uicoc 2 развивает напор, ргеобходимый

для обеспечения требуемого рабочего давления в аппарате (100 кгс/м-). В связи с этим с умегплиеЩгем гидростатического /1ав.лепия затраты энергии на работу установки достигают наибольщего значения при нахождении аггпарата вб-лизи поверхности. Постояьпюе давление опресняемой воды в аппарате поддерживается регулятором дав.:1енг я 4, воздействующи.м на привод плунжера 6 регулирующего органа. Для поддержаиия требуе.мого давления опрееняе.мой воДы в аппарате при переменном противодавлепии в линии сброса рассола устройство 7 но сигналу датчика 5 г-идростатического давления изменяет величину максимального проходного сечепия регулирующего органа 3 независи.мо от величины рабочего хода приво/га плунжера, не изменяя при этом его полного хода.

Формула изобретения

cтpoйcтвo для опреснения морской воды., погруженное на глубину и соетояпдее из обратноосмотичеекого опреснительного аппарата с полупроницаемыми пленками и трубопроводом сброса рассола, отличающееся тем, что, с целью обеспечения опреснения воды при переменном гидростатическом давлении, оно дополнительно содержит винтовой насос , постоянной производительности, установленный перед опреснительны.м аппаратом, регу.мфующий орган, включающий независимые привод плунжера и блок коррекции величины максимального проходного сечения и установленный на трубопроводе сброса расеола из аппарата, регулятор давления опресняемой воды в аппарате, связанный своим выходом с приводом плунжера регулирующего органа, и датчик гидростатического давления, соединенный своим выходом с блоко.м коррекции величины .макси.мального проходного сечения регулирующего органа.

Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе:

1. Патент США JY 3171808, кл. 210-321. 1972.

1пресненная бада . д- потреЪителяп

. А