Способ опреснения соленой воды Советский патент 1982 года по МПК B01D1/26 C02F1/04 C02F103/02 C02F103/34 

(54) СПОСОБ ОПРЕСНЕНИЯ СОЛЕНОЙ ВОДЫ

Изобретение относится к способам опреснения морской, соленой и солоноватой воды методом терглнческой дистилляции и может быть использовано при переработке соленых сточных вод химической, нефтехимической, металлургической , теплоэнергетической и других отраслей проквлшленности. Известен способ опреснения соленой воды, включающий подачу в первый по ходу пара корпус исходной аоды, нагретой в регенеративных подогревателях,, выпаривание исходной воды последовательно во всех корпусах, ох лаждение дистиллята и упаренного рас твора путем самоиспарения fl. Недостаток этого способа - повышенный расход тепловой и электрической энергии для осуществления опреснения соленой воды, обусловлейный необходимостью нагрева всего потока исходной воды до температуры кипения ее в первом корпусе. Известен также способ выпаривания растворов в многокорпусной выпарной установке, по которому раствор делят по количеству корпусов на потоки, подогревают каждый поток до температуры кипения раствора в соответствующем корпусе и направляют на упарива ние; раствор по этоглу способу упаривают последовательно от первого корпуса к последнему 2}.. Недостатком данного способа является то, что последовательное упаривание раствора от первого корпуса к последнему вызывает увеличение потерь полезного температурного напора на процесс упаривания за счет повышения физико-химической депрессии раствора при последовательном (от первого к последнему корпусу) упаривании раствора, что приводит к снижению эффективности процесса выпаривания. Наиболее близким к предлагаемому является способ опреснения морской воды, включающий разделение исходной воды на потоки, нагревание их и подачу в первую ступень первого по ходу пара корпуса, упаривание в каждой ступени, охлаждение рассола и дистилляга путем многоступенчатого адиабатного испарения З. Известный способ опреснения соленых вод, сопровождаемой прокачиванием несколькими параллельными потока- ми через регенеративные теплообменни ки всех корпусов опреснительной установки всей исходной воды и нагревом . ее в них с последующей подачей этих lioTOKOB в первую ступень первого по ходу пара корпуса, а также охлаждени ем рассола путем последовательного многоступенчатого адиабатного испаре ния, имеет повышенные расходы тепловой и электрической энергии и пониженную эффективность процесса опрес|нения. Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение эффективност процесса. Указанная цель достигается тем, что согласно способу опреснения соле ной воды в многокорпусной многосту- . пенчатой выпарной установке, включающему рахделение исходной воды на потоки, нагревание их и подочу в первую ступень первого по ходу пара корпуса, упаривание в каждой ступени, охлаждение рассола и дистиллята путем многоступенчатого адиабатного испарения, охлаждение рассола осуществляют до тeIvlпepaтypы его кипения в последней ступени последующего корпуса, при этом пар самоиспарения рассола подают в каждую ступень выпа ривания, начиная с второго .корпуса. При этом разделение исходной воды на потоки и нагревание их ведут последовательно перед входом в каждый корпус. На чертеже изображена многоступен чатая выпарная установка для осущест вления предлагаемого способа. Установка содержит насос 1, подающий предварительно подготовленную воду на опреснение, регенеративные теплообменники 2-5, выпарные аппараты 6-9 ступеней испарения третьего корпуса, регенеративные теплообменники 10-13, выпарные аппараты 14-17 ступеней испарения второго корпуса, регенеративные теплообменники 18-20, выпарные аппараты 21-24 ступеней испарения первого корпуса, камеры 25 32 самоиспарёния рассола, насос 33 откачки рассола,, насос 34 подачи дис тиллята потребителю, камеры 35-42 са моиспарения дистиллята и трубопроводы 43-58 между камерами самоиспарения рассола и самоиспарения дистилля та и паровыми пространствами выпарных аппаратов 6-9, 14-17. Способ осуществляют следунвдим образом. Исходную соленую воду {солесодержание 13,5 г/кг, температура 3-20°С) пр9шедшую стадию предварительной под готовки (не показана), включающую фильтрацию воды, ее подогрев до 3336°С, деаэрацию и противонакипную обработку, насосом 1 прокачивают через регенеративные теплообменники 2-5, 10-13 и 18-20. Примерно 1/3 потока соленой воды после регенеративного теплообменника 4 с температурой 60°С И солесодержанием 13,5г/кг направляют в выпарной:аппарат первой ступени третьего по ходу пара корпуса, другую 1/3 потока подогретой до исходной соленой воды с солесодержанием 13,5 г/кг после регенеративного теплообменника 12 подают в выпарной аппарат 14 первой ступени второго по ходу пара корпуса и в выпарной аппарат 21 первой ступени первого по ходу пара корпуса подают оставшийся поток соленой воды (примерно 1/3 от исходного; солесодержанием 13,5 г/кг, подогретой в регенеративных теплообменниках 18-20 примерно до . Из выпарного аппарата 21 первой ступени первого по ходу пара корпуса исходную воду (солесодержанием 13,5 т/кг, температура 100°С) перепускают в аппараты последующих ступеней (вторая-четвертая) 22-24 этого корпуса, в которых вода последовательно упаривается и ее солесодержание повышается примерно до 40 г/кг. Из аппарата 24 последней ступени первого по ходу пара корпуса рассол направляют в камеры 25-32 самоиспарения рассола, каждая из которых связана по пару с паровым пространством выпарных аппаратов 14-17 второго по ходу пара корпуса. В камерах 25-28 осуществляется испарительное охлаждение рассола, поступившего из выпарного аппарата 24 последней ступени первого по ходу пара корпуса, от 80 до - температуры кипения рассола в выпарном аппарате 17 последней ступени второго по ходу пара корпуса. Образующийся в камерах 25-38 самоис-парения пар подают в аппараты 14-17 второго по ходу пара корпуса. Рассол (солесодержание 42 г/кг, температура ) из камеры 28 испатения смешивают с рассолом (солесодерхсание 45 г/кг, температура 60°С} из выпарного аппарата 17 последней (восьмой) ступени второго по ходу пара корпуса и вводят в камеру 29 испарения. Смесь потоков рассола из камеры 29 и из выпарного аппарата 1.7 второго по ходу пара корпуса испаряется в камерах 29-32, паровые пространства которых связаны с паропроводами вторичного пара выпарных аппаратов 6-9 третьего по-ходу пара корпуса. Соленую воду (солесодержание 13,5 г/кг, температура 60 С), подаваемую из регенеративного теплообменника 12, направляют последовательно через выпарные аппараты 14-17 (ступени пять-восемь) второго по ходу пара корпуса, в которых она последовательно упаривается и ее солесодержание повышается до 45 г/кг. Из аппарата 17 последней ступени второго по ходу пара корпуса рассол (солесодержание 45 г/кг, температура б.ОС) смешивают с рассолом из камеры 28 испарения и направляют, как опис но, на испарение в камеры 29-32. Подаваемую из регенеративного теп лообменника 4 в первую ступень третьего по ходу пара корпуса исходную соленую воду (солесодержание 13,5 г/кг температура ) перемещают последовательно через остальные аппараты 7-9 ступеней этого корпуса, в кото:рых вода упаривается и iее солесодер жание повышается до 50 г/кг, Рассол (температура , солесо держание 50 г/кг) из последнего выпарного аппарата 9 (двенадцатая ступень третьего по ходу пара корпуса) смешивают с рассолом из последней камеры 32 испарения и выводят насосом 33 в вотоотводящий канал (не показан) . Пар ТЭЦ давление 0,14 МПа (1,4ат подают в греющую камеру выпарного аппарата 21 (первая ступень) первого по ходу пара корпуса. Образующийся в этой ступени пар давлением 0,11 МПа (1,1 атм) и температурой служи греющим паром для выпарного аппарата 22 второй ступени, а вторичный пар этого аппарата давлением 0,095 МПа (0,95 атм) и температурой является греющим для выпарных аппаратов 23-24, 14-17, 6-9 третьей ступени и т.д., ступеней. Вторичный пар давлением 0,055 МПа (0,55 атм), температурой из выпарного аппарата 24 последней ступени первого по ходу пара корпуса пода ют в качестве греющего пара в выпарной аппарат 14 первой ступени второго по ходу пара корпуса. Дальнейшее движение пара через аппараты 14-17, 6-9 второго и третьего по ходу пара корпуса осуществляют таким же образом, как и в первом по ходу пара кор пусе. Из выпарного аппарата 9 послед ней ступени (двенадцатой) третьего по ходу пара корпуса вторичный пар (давление О,0075 МПа (о,075 атм), тем пература 40 с) подают в деаэратор и основной конденсатор (не показано). Конденсат греющего пара первой ступени 21 первого по ходу пара корпуса направляют потребителю, например на ТЭЦ. Дистиллят, образующийся при конденсации вторичных паров выпарных аппаратов 22-24, 14-17, 6-9, перемещают последовательно через ступени всех корпусов опреснительной установки следующим образом: потоки дистиллята из греквдей камеры выпарно го аппарата 22 первого по ходу пара корпуса и из регенеративного теплообменника 20 объединяют и направляют в греющую камеру ступени выпарного аппарата 23 первого по ходу пара корпуса вплоть до ступени выпарного аппарата 24, откуда дистиллят подают на испарительное охлаждение в камеры -42-39 самоиспарения. Паровые пространства этих камер соединены с выпарными аппаратами 14-17 второго по ходу пара корпуса паропроводами (не показаны), по которым пар самоиспарения дистиллята в камерах 43-39 подают в соответствующие аппараты 14-17. Дистиллят из выпарного аппарата 17 последней ступени второго по ходу пара корпуса смешивают с дистиллятом из камеры 39 испарения и направляют на дальнейшее самоиспарение в камеры 38-35, которые паропроводами связаны с выпарными аппаратами 6-9 третьего по ходу пара корпуса. Из аппарата 9 последней ступени третьего по ходу пара корпуса дистиллят вместе с дистиллятом из камеры 35 испарения откачивают насосом 34 потребителю . Данные расчетов в сопоставиьвлх условиях технико-экономических показателей опреснения морской воды по предлагаемому и известному способам показатели значительное снижение энер гозатрат и повышение эффективности процесса: сокращение расхода тепловой энергии на 10-15%; уменьшение затрат электрической энергии на 20-25%. Формула изобретения 1.Способ опреснения соленой воды в многокорпусной многоступенчатой выпарной установке, включающий разделение исходной воды на потоки, нагревание их и подачу в первую ступень первого по ходу пара корпуса, упаривание в каждой ступени, охлаждение рассола и дистиллята путем многоступенчатого адиабатного испарения, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения эффективности процесса, охлаждение рассола осуществляют до температуры его кипения в последней ступени последующего корпуса, при этом пар самоиспарения рассола подают в каждую ступень выпаривания, начиная со второго корпуса. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что разделение исходной воды на потоки и нагревание их ведут последовательно перед входом s каждый корпус, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Таубман Е.И., Бильдер З.П. Термическое обезвреживание минерализованных промяипенных сточных вод. Л., Химия, 1975, с.41, 42, рис.2-15. 2.Авторское свидетельство СССР 573167, кл. кл. В 01 D 1/26, 1977. 3.Патент США 3839160, кл. 202-173, 1974.