SU857002A1 - Hygroscopic distillation unit - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для опреснения, а также деминерализации вод и может найти применение в химической, металлургической, пищевой отраслях промышленности, а также в энергетике. . . .⁵ The invention relates to a device for desalination, as well as demineralization of water, and may find application in the chemical, metallurgical, food industries, as well as in the energy sector. . . . ⁵

Известны выпарные опреснительные установки с промежуточным газовым теплоносителем, обеспечивающие предель ную степень извлечения пресной воды с выделением солей в виде сухого остатка р].Evaporative desalination plants with an intermediate gas coolant are known that provide the maximum degree of fresh water extraction with the release of salts in the form of dry residue p].

Такие установки обладают высокой энергетической эффективностью, однако технологически сложны, металлоемки.Such plants have high energy efficiency, but are technologically complex, metal-intensive.

Известны также и нашли применение Ддя опреснения и деминерализации вод гигроскопические опреснительные установки С 23 ·Also known and found application for desalination and demineralization of water hygroscopic desalination plants C 23 ·

Эти установки технологически прос- _м ты, достаточно надежны, однако в них имеет место процесс накипеобразования. Кроме того, энергетическая эффективность таких установок недостаточ но высока, а степень извлечения пресной воды (степень концентрирования _f раствора) мала вследствие контакта раствора с поверхностью нагрева.These settings are technologically pros- _m you are quite reliable, but in them there is a process of scaling. In addition, the energy efficiency of such plants is not high enough, and the degree of fresh water extraction (degree of concentration _{f of the} solution) is small due to the contact of the solution with the heating surface.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности является гигроскопическая опреснительная установка, в которой энергетическая эффективность и степень извлечения пресной воды повышены за счет утилизации тепла рассола и пресной воды и увеличения числа ступеней испарения и конденсации воды. Данная установка включает испаритель, конденсатор, являющийся также нагревателем исходной воды, подогреватель, газодувку, насосы исходной воды, дистиллята и рассола, а также теплообменники для подогрева исходной воды дистиллятом и рассолом. В ней исходная вода нагревается в ступенях конденсатора за счет тепла конденсации воды из воздуха, поступающего из ступеней испарителя, дополнительно нагревается в подогревателе и подается в испаритель, где охлаждаясь и частично испаряясь, нагревает и увлажняет воздух.The closest to the proposed technical essence is a hygroscopic desalination plant, in which the energy efficiency and the degree of fresh water extraction are increased by utilizing the heat of brine and fresh water and increasing the number of stages of evaporation and condensation of water. This installation includes an evaporator, a condenser, which is also a source water heater, a heater, a gas blower, source water pumps, distillate and brine, as well as heat exchangers for heating the source water with distillate and brine. In it, the source water is heated in the steps of the condenser due to the heat of condensation of water from the air coming from the steps of the evaporator, is additionally heated in the heater and fed to the evaporator, where it cools and partially evaporates, heats and moistens the air.

Для осуществления регенерации тепла в указанной установке нагреватель раствора и конденсатор выполнены в виде одного поверхностного аппарата, что предопределяет накипеобразование на поверхности, омываемой раствором [з].To carry out heat recovery in the specified installation, the solution heater and condenser are made in the form of one surface apparatus, which determines scale formation on the surface washed by the solution [h].

Недостатком данной установки является ее низкая экономичность за счет, повышенного накипеобразования на поверхностях теплообмена.The disadvantage of this installation is its low efficiency due to the increased scale formation on the heat transfer surfaces.

Цель изобретения - повышение экономичности установки за счет снижения накипеобразования на поверхностях теплообмена.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the installation by reducing scale formation on heat transfer surfaces.

Указанная цель достигается тем, что гигроскопическая опреснительная установка, содержащая нагреватель исходной воды, испаритель, конденсатор, газодувку, насосы исходной водьц дистиллята и рассола, снабжена нагревателем газа, расположенным по ходу газа между конденсатором и нагревателем воды.This goal is achieved by the fact that the hygroscopic desalination plant, comprising a source water heater, an evaporator, a condenser, a gas blower, and pumps for the initial water distillate and brine, is equipped with a gas heater located along the gas between the condenser and the water heater.

Кроме того, в указанной,установке нагреватель исходной, воды выполнен в виде контактного аппарата.In addition, in the indicated installation, the initial water heater is made in the form of a contact apparatus.

На чертеже представлена схема гигроскопической опреснительной установки.The drawing shows a diagram of a hygroscopic desalination plant.

Установка состоит из нагревателя I исходной воды, нагревателя 2 газа, конденсатора 3, охладителя 4, испарителя 5, воздуходувки 6, газодувки 7, насоса 8 исходной вода, рассольного насоса 9 и насоса 10 дистиллята.The installation consists of a source water heater I, a gas heater 2, a condenser 3, a cooler 4, an evaporator 5, a blower 6, a gas blower 7, a source water pump 8, a brine pump 9 and a distillate pump 10.

Рабочий процесс опреснения воды протекает следующим образом.The working process of desalination is as follows.

Исходная вода насосом 8 подается в нагреватель 1 исходной воды, в котором вода нагревается при контакте с газом, например до 120°С, и затем : подается в испаритель 5, где частично испаряется и концентрируется при взаимодействии с воздухом. После этого часть рассола насосом 9 выводится из установки, а часть подается на рециркуляцию, смешиваясь на входе в нагреватель 1 исходной воды с вновь поступающим исходным растёором. Воздух из испарителя поступает в межтрубное пространство конденсатора 3, где вода, ассимилируемая воздухом в испарителе 5, конденсируется и стекает по трубкам, нагревая при этом газ, проходящий внутри труб и поступающий затем в нагреватель 2 газа. Здесь газ нагревается, например до 160°С, и поступает в нагреватель 1 -исходной воды, после охлаждения в котором подается в газодувку 7 и затем, после повторного охлаждения в охладителе 4, вновь поступает в конденсаторThe source water is pumped 8 to the source water heater 1, in which the water is heated in contact with the gas, for example, to 120 ° C, and then: it is supplied to the evaporator 5, where it partially evaporates and concentrates when interacting with air. After that, part of the brine pump 9 is removed from the installation, and part is fed to recirculation, mixing at the inlet of the source water heater 1 with the newly incoming source raster. Air from the evaporator enters the annulus of the condenser 3, where water assimilated by air in the evaporator 5 condenses and flows through the tubes, heating the gas passing inside the pipes and then entering the gas heater 2. Here, the gas is heated, for example, to 160 ° C, and enters the source water heater 1, after which it is supplied to the gas blower 7 and then, after re-cooling in the cooler 4, again enters the condenser

3. Дистиллят из конденсатора отводится насосом 10 и выводится из установЮ ки, а осушенный воздух воздуходувкой вновь подается на увлажнение в испаритель 5.3. The distillate from the condenser is discharged by the pump 10 and removed from the unit, and the dried air by the blower is again fed to the evaporator 5 for humidification.

Предлагаемая гигроскопическая опреснительная установка характеризу15 ется повышенной экономичностью за счет снижения накипеобразования на поверхностях теплообмена. Это обусловлено уменьшением простоев установки, связанных с очисткой поверхностей 20 теплообмена от накипи (до 10% в структуре себестоимости дистиллята) и расхода материалов за очистку поверхностей (до 2% в структуре себестоимости) , снижением потребности в ре25 зервном оборудовании на 30-40%, а также уменьшением доли ручного труда в эксплуатации установки, что в целом приводит к снижению себестоимости получения дистиллята на 15-20% ₃₀ по сравнению с известной гигроскопической установкой.The proposed hygroscopic desalination plant15 is characterized by increased efficiency by reducing scale formation on heat transfer surfaces. This is due to a decrease in plant downtime associated with cleaning surfaces 20 of heat transfer from scale (up to 10% in the structure of the cost of distillate) and the consumption of materials for cleaning surfaces (up to 2% in the structure of the cost of production), reducing the need for backup equipment by 30-40%, as well as a decrease in the share of manual labor in the operation of the installation, which generally leads to a reduction in the cost of producing distillate by 15-20% ₃₀ compared with the known hygroscopic installation.

Claims (3)

Изобретение относитс  к устройствам дл  опреснени , а также деминерализации вод и может найти применение в химической, металлургической, пищевой отрасл х промышленности, а также в энергетике.. , Известны выпарные опреснительные установки с промежуточным газовым теплоносителем, обеспечивающие предел ную степень извлечени  пресной воды с выделением солей в виде сухого остатка )J. Такие установки обладают высокой энергетической эффективностью, однако технологически сложны, металлоемки. Известны также и нашли применение Дд  опреснени  и деминерализации вод гигроскопические опреснительные установки 23 Эти установки технологически просты , достаточно надежны, однако в них имеет место процесс накипеобразовани . Кроме того, энергетическа  эффек тивность таких установок недостаточНО высока, а степень извлечени  пресной воды (степень концентрировани  раствора) мала вследствие контакта раствора с поверхностью нагрева. Наиболее близкой к предложенной по технической сущности  вл етс  гигроскопическа  опреснительна  установка , в которой энергетическа  эффективность и степень извлечени  пресной воды повышены за счет утилизации тепла рассола и пресной воды и увеличени  числа ступеней испарени  и конденсации воды. Данна  установка включает испаритель, конденсатор,  вл ющийс  также нагревателем исходной воды, подогреватель, газодувку, насосы исходной воды, дистилл та и рассола, а также теплообменники дл  подогрева исходной воды дистилл том и рассолом. В ней исходна  вода нагреваетс  в ступен х конденсатора за счет тепла конденсации воды из воздуха, поступающего из ступеней испарител , дополнительно нагреваетс  в подогревателе и подаетс  в испаритель, где охлажда сь и частично испар  сь, нагревает и увлажн ет воздух, Дл  осуществлени  регенерации тепла в указанной установке нагреватель раствора и конденсатор выполнены в виде одного поверхностного аппарата, что предопредел ет накипеобразование на поверхности, омываемой раство ром З.. Недостатком данной установки  вл етс  ее низка  экономичность за счет, повышенного накипеобразовани  на поверхност х теплообмена. Цель изобретени  - повьшениё экономичности установки за счет снижени  накипеобразовани  на поверхност х теплообмена. Указанна  цель достигаетс  тем, что гигроскопическа  опреснительна  установка, содержаща  нагреватель ис ходной воды, испаритель, конденсатор газодувку, насосы исходной воды дис ;тилл та и рассола, снабжена нагревателем газа, расположенным по ходу га между конденсатором и нагревателем воды. Кроме того, в указанной,установк нагреватель исходной, воды выполнен в виде контактного аппарата. На чертеже представлена схема гиг роскопической опреснительной установ ки. Установка состоит из нагревател  1 исходной воды, нагревател  2 газа, конденсатора 3, охладител  4, испари тел  5, воздуходувки 6, газодувки 7, насоса 8 исходной воды, рассольного насоса 9 и насоса 10 дистилл та, Рабочий процесс опреснени  воды протекает следующим образом. Исходна  вода насосом 8 подаетс  в нагреватель 1 исходной воды, в котором вода нагреваетс  при контакте с газом, например до 120С, и затем подаетс  в испаритель 5, где частично испар етс  и концентрируетс  при взаимодействии с воздухом. После этого часть рассола насосом 9 выводи с  из установки, а часть подаетс  на ре1Ц1ркул цию, смешива сь на входе в нагреватель 1 исходной воды с внов поступающим исходным растйором. Воздух из испарител  поступает в межтрубное пространство конденсатора 3, где вода, ассимилируема  воздухом в испарителе 5, конденсируетс  и стекает по трубкам, нагрева  при этом таз, проход щий внутри труб и посту 8 4 аюищй затем в нагреватель 2 десь газ нагреваетс , например до , и поступает в нагреватель 1 сходной воды, после охлаждени  в котором подаетс  в газодувку 7 и затем , после повторного охлаждени  в охладителе 4, вновь поступает в конденсатор 3, Дистилл т из конденсатора отводитс  насосом 10 и выводитс  из установки , а осушб ный воздух воздуходувкой 6 вновь подаетс  на увлажнение в испаритель 5, Предлагаема  гигроскопическа  опреснительна  установка характеризуетс  повьшенной экономичностью за счет снижени  накипеобразовани  на поверхност х теплообмена. Это обусловлено уменьшением простоев установки , св занных с очисткой поверхностей теплообмена от накипи (до 10% в структуре себестоимости дистилл та) и расхода материалов за очистку поверхностей (до 2% в структуре себестоимости ) , снижением потребности в резервном оборудовании на 30-40%, а также уменьшением доли ручного труда в зксплуатации установки, что в целом приводит к снижению себестоимости получени  дистилл та на i по сравнению с известной гигроскопической установкой. Формула изобретени  1.Гигроскопическа  опреснительна  установка, содержаща  нагрева ,тель исходной воды, испаритель, конденсатор , газодувку и насосы исходной воды, дистилл та и рассола, о тличающа с  тем, что, с целью повышени  экономичности установки за счет снижени  накипеобразовани  на поверхност х теплообмена, она снабжена нагревателем газа, расположенным по ходу газа между конденсатором и нагревателем воды . 2.Установка по п, 1, отличающа с  тем, что нагреватель исходной воды выполнен в виде контактного аппарата. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Таубман Е,И., Бильдер 3,П. Термическое обезвреживание минера5 лизованных. цромыпшенных сточных М., 1975, с. 86-88. The invention relates to devices for desalination, as well as demineralization of water, and can be used in the chemical, metallurgical, food industries, as well as in the energy sector. Evaporative desalination plants with an intermediate gas coolant are known that provide a limited degree of fresh water extraction with discharge salts in the form of a dry residue) J. Such plants have high energy efficiency, but technologically complex, metal-intensive. Dd desalination and demineralization of water are also known and have been used hygroscopic desalination plants 23 These plants are technologically simple, reliable enough, but they form a scale formation process. In addition, the energy efficiency of such facilities is insufficiently high, and the degree of extraction of fresh water (the degree of concentration of the solution) is small due to the contact of the solution with the heating surface. Closest to the proposed technical entity is a hygroscopic desalination plant, in which the energy efficiency and the degree of extraction of fresh water are increased by utilizing the heat of brine and fresh water and increasing the number of evaporation and condensation stages of water. This installation includes an evaporator, a condenser, which is also a source water heater, a preheater, a gas blower, a source water pump, a distillate and brine pumps, and heat exchangers for heating the source water by distillate and brine. In it, the initial water is heated in the steps of the condenser due to the heat of condensation of water from the air coming from the evaporator steps, is additionally heated in the preheater and fed to the evaporator, where it cools and partially evaporates, heats and moistens the air. In this installation, the solution heater and condenser are made in the form of a single surface apparatus, which predetermines scale formation on the surface washed by solution Z. The disadvantage of this installation is its low and efficiency due to, the increased scale formation on heat transfer surfaces. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the installation by reducing scale formation on the heat exchange surfaces. This goal is achieved by the fact that a hygroscopic desalination plant containing a source water heater, an evaporator, a gas blower condenser, source water pumps and distillate is equipped with a gas heater located along the hectare between the condenser and the water heater. In addition, in the above, the installation of the initial heater, water is made in the form of a contact apparatus. The drawing shows a diagram of a hygroscopic desalination plant. The installation consists of source water heater 1, gas heater 2, condenser 3, cooler 4, evaporator 5, blower 6, gas blower 7, source water pump 8, brine pump 9, and distillate pump 10. The desalination process proceeds as follows. The source water is pumped to pump 8 to source water heater 1, in which water is heated by contact with gas, for example, up to 120 ° C, and then fed to evaporator 5, where it is partially evaporated and concentrated by contact with air. After that, a part of the brine is withdrawn from the installation by the pump 9, and a part is fed to the recycling, mixing at the entrance to the heater 1 of the source water with the newly supplied source solution. The air from the evaporator enters the annular space of the condenser 3, where water assimilated by air in the evaporator 5 condenses and flows through the tubes, heating the pelvis passing inside the tubes and the post 8 4 Ayuishch then into the heater 2 here the gas is heated, for example, to and enters the heater 1 of similar water, after cooling in which it is fed into the gas blower 7 and then, after being re-cooled in the cooler 4, again enters the condenser 3, the distillate from the condenser is withdrawn by the pump 10 and removed from the unit blower 6 is supplied again to the evaporator humidification 5 A proposed water-absorbing desalination plant characterized povshennoy efficiency by reducing scale formation on heat transfer surfaces. This is due to the reduction of plant downtime associated with cleaning the heat exchange surfaces from scale (up to 10% in the cost structure of the distillate) and material consumption for cleaning the surfaces (up to 2% in the cost structure), reducing the need for backup equipment by 30-40%, as well as a decrease in the share of manual labor in the operation of the installation, which generally leads to a decrease in the cost of producing distillate by i compared with the known hygroscopic installation. Claim 1. Hygroscopic desalination plant comprising heating, source water tank, evaporator, condenser, gas blower and source water, distillate and brine pumps, which means that in order to increase plant efficiency by reducing scale formation on heat exchange surfaces It is equipped with a gas heater located along the gas between the condenser and the water heater. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the source water heater is designed as a contact apparatus. Sources of information taken into account in the examination 1, Taubman E, I., Bilder 3, P. Thermal neutralization of mineralized ones. the crumbed waste M., 1975, p. 86-88. 2. Патент Англии № 2260214, кл. В I В, 1972. 857002 вод. 2. Patent of England No. 2260214, cl. In I, 1972. 857002 waters. 3. Слесаренко В.Н. Современные методы опреснени  морских и соленых вод. М., 1973, с. 49, 50, рис. 2-24.3. Slesarenko V.N. Modern methods of desalination of sea and salt waters. M., 1973, p. 49, 50, fig. 2-24. Рассол исх р-рBrine ref rr