Установка для опреснения воды

Установка для опреснения воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ .вода, включающая последовательно установленные и соединенные трубопроводами кристаллизатор, отстойник, промывочную колонну, снабженную, карманом с фильтрующей решеткой, валом со инеком и устройством для ввода промывочной жидкости, распределитель и плавитель кристаллов, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента извлечения пресной воды, промывочная колонна снабжена конической фильтрующей решеткой с дополнительным карманом, размещенным в зоне расположения шнека, и направляющими ребрами в верхней части колонны, при этом устройство для ввода промывочной жидкости выполнено в виде центральной полой опоры с перфорированным стаканом, установленным ,под нижним витком шнека, а распределитель выполнен в виде конуса с лопастями .

,SuÄÄ t 058894

СОЮЗ COBETCHHX .В

РЕСПУБЛИК

3(5Q 02 F 1/2 3

D 9/04 с

Ы

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ = ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3377034/23«26 (22) 28.12.81 (46) 07.12.83. Вюл. Р 45 (72) Э. A. Бакум, Л. Ф. Смирнов, Ф. С. Желязко и Ю. М. Сафонов (71) Одесский технологический институт холодильной промыаленности (53 ) 663.635(088.8) (56) 1. Schroeder P. J. and athers.

Freesing Processes - the в1апаагй

of the future. DesaIination, 21 (1977), 135. (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ ,ВОДЯ, включающая последовательно установленные и соединенные трубопроводами кристаллиэатор, отстойник, промывочную колонну, снабженную. карманом с фильтрующей решеткой, валом со шнеком и устройством для ввода промывочной жидкости, распределитель и плавитель кристаллов, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения коэффициента извлечения пресной воды, промывочная колонна снабжена конической фильтрующей решеткой с дополнительным карманом, размещенным в зоне расположения шнека, и направляющими ребрами в верхней части колонны, при этом устройство для ввода промывочной жидкости выполнено в виде центральной полой опоры с перфорированным стаканом, установленным .под нижним витком шнека, а распределитель выполнен в виде конуса с ло- Pg пастями.

1058894

2. Установка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что распределитель установлен с возможностью вертикального перемещения.

3. Установка по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю m a s с я тем, что механизм вертикального перемещения расI

Изобретение относится к опреснению морских, соленых, а также минералкзованных сточных вод с помощью крксталлизационных методов и может быть использовано в вымораживающих и газгидратных опреснителях.

Известна установка для опреснения воды, включающая последовательно установленные и соединенные трубойроводами кристаллизатор, отстойник, про- 30 мывочную колонну, снабженную карманом с фильтрующей решеткой и устройством для ввода промывочной жидкости, распределитель и плавитель кристаллов (1).

Недостатком этой установки являет-15 ся ограниченный коэффициент извлечения.пресной воды (или, что взаимосвярано, верхнего предела концентрации . рассола) из-за трудности отмывки льда или гидратов газа в промывоч ной колонне от рассола высокой кон.центрации. Это связано с тем, что с увеличением концентрации рассола возрастают потери, пресной промывочной воды (для контактных заморажива. ющей и кристаллогидратной установок концентрация раствора по соли в суспензии на входе в промывочную колонну обычно не превышает 8-10%).

При более высокой концентрации рассола трудно отмыть кристаллы льда или гидратов газа от этого рассола с тем, чтобы получить опресненную воду с концентрацией солей не выше

0,05%.. Повысить коэффициент извлечения пресной воды и довести концент- 35 рацию сборного рассола до 20-25% можно только путем установления второй ступени установки (имеющей примерно такое же количество аппаратов .аналогичного назначения, что и пер- 4() вая ступень), что увеличивает капитальные затраты.

Цель изобретения -. повышение коэффициента извлечения пресной воды опреснителя.

4S

Поставленная цель достигается тем, что уста44вка, включающая последовательно установленные и соединенныетрубопроводами кристаллизатор, отстойник, промывочную колонну, снабженную карманом с фильтрующей решеткой, вапределителя снабжен пружиной и регулировочной гайкой.

4. Установка по пп. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что перфорированный стакан соединен трубопроводом с дополнительным карманом.

2 лом со шнеком, и устройством для ввода промывочной жидкости, распределитель и плавитель кристаллов, снабжена конической фильтрующей решеткой с дополнительным карманом, размещенным в зоне расположения шнека, и направляющими ребрами в верхней части колонны, при этом устройство для ввода промывочной. жидкости выполнено в виде центральной полой опоры с перфорированным стаканом, установленным под нижним витком шнека, а распределитель выполнен в виде конуса с лопастями.

Распределитель установлен с возможностью вертикального перемещения.

Механизм вертикального перемещения распределителя снабжен пружиной и регулировочной гайкой.

Перфорированный стака соединен трубопроводом с дополнительным карманом.

На чертеже представлена кристаллизационная установка для опреснения минерализованных сточных вод.

Установка состоит.из кристаллизатора 1, насоса 2, отстойника 3, промывочной колонны 4, плавителя-конденсатора 5, компрессоров б и 7 и дополнительного конденсатора 8. Кристаллизатор 1 имеет мешалку 9, приводимую во вращение электродвигателем 10. Промывочная колонна 4 содержит цилиндроконический корпус 11, коническая часть

1.2 которого имеет конусность по ходу движения кристаллов вверх и входит в плавитель 5, По оси промывочной колонны в ее нижней части расположена полая опора 13, верхнее окончание которой представляет собой перфорированный стакан 14, на котором установлен вал 15 со шнеком 1б, приводимым во вращение электродвигателем 17, установленным на съемной крышке 18 люка плавителя. В нижней части корпуса 11 находится патрубок 19 ввода кристаллорассольной суспензии по трубопроводу 20, соединяющему промывочную колонну с отстойником 3, и концентрическая Фильтрующая решетка 21, за которой имеется камера 22, соединенная трубопроводом 23 с кристалли1058894 затором 1. На конической части корпуса 12 на уровне шнека 16 установлена также коническая фильтрующая решетка 24, за которой расположен дополнительный карман 25, соединенный тру- . бопроводом 26, проходящим в полой опоре 13 с перфорированным стаканом

14 (размеры ячеек фильтрующих решеток 21 и 24 30-100 мкм). Промывочная колонна снабжена распределителем, выполненным в виде конуса 27 с лопас- 10 тями, расположенными в зоне плавителя 5, выполняющим одновременно и роль скрепера, распределитель расположен на валу 15 и поджимается пружиной. 28, сжатие которой регулируется гайкой 29 15

В крьмке 18 люка плавителя установлен сальник 30, .уплотняющий вал 15.

Последний виток шнека расположен на

0,1-0 3 м ниже конического торца колонны. В верхней части корпуса, вьпае .последнего витка шнека 16 установлены направляющие ребра 31, препятствующие вращению спрессованной массы. Иэ нижней части плавителя-конденсатора 5, который одновременно служит отстойни- >5 ком, производящим разделение жидкого агента и очищенной воды, выведены два трубопровода: 32 - для жидкого агента, который через дроссельный вентиль 33 соединен с кристаллизатором 1, и 34 для опресненной воды, который в свою: очередь разветвляется на два,трубопровода: 35 - вывода пресной воды иэ установки через дополнительный кон. денсатор 8 н 36, который через вен.тиль 37 соединен с трубопроводом 26.

Дополнительный конденсатор 8 соединен с кристаллизатором 1 трубопроводом 38 с дроссельным вентилем 39 и трубопроводом 40 вывода рассола из установки.

Для ввода исходного раствора на уста- 40 новку предназначен трубопровод 41.

Кристаллиэатор 1 соединен. с отстойником 3 рециркуляционным трубопроводом 42.

Установка работает следующим обра-. 45 эом (для примера рассмотрена работа установки по кристаллогидратному циклу с использованием гидратообразующего агента — фреона 12, при работе по контактному вымораживающему циклу, на- о пример при использовании холодильного агента — фреона 14, установка работает аналогично, отличие состоит лишь в том, что процессы в аппаратах ведут при нескольких иных параметрах, а в описании везде вместо "газовый гидрат" следует понимать "лед".

Исходный раствор поступает .по трубопроводу 41 в кристаллиэатор 1, в котором он контактирует с агентом, подаваемым из плавителя-конденсатора 5 по трубопроводу 32 через дроссельный- вентиль 33 и из дополнительного конденсатора 8 по трубопроводу

38 через дроссельный вентиль 39. При перемешивании мешалкой 9 и охлажде- 65 нии вследствие кипения части хладагента образуются гидраты газа, которые в составе суспензии (жидкий агент, рассол высокой концентрации и гидраты газа) насосом 2 подают в отстойник 3, в котором происходит обогащение суспензии по твердой фазе. Из отстойника часть рассола с жидким агентом по трубопроводу 42 возвращают в кристаллизатор, à суспензию с большей частью рассола (со.держание твердой фазы 15-20%, при большем количестве трубопроводы за-. бираются твердой Фазой) направляют по трубопроводу 20 через патрубок 19 в нижнюю часть промывочной колонны 4.

Под действием гидравлического напора, создаваемого насосом 2, суспеизия движется вверх,. проходя через зону с .фильтрующей решеткой 21, в которой происходит осушение суспензии вследствие отделения рассола под действием разности давлений до и после фильтрующей решетки 21 (перепад давлений составляет 30-70 кПа) и его накопления в кармане 22, из которого рассол разделяется на два потока один по трубопроводу 23 возвращают в кристаллизатор, а второй по трубопроводу.40 через дополнительный конденсатор 8-выводят из установки. На выходе из зоны с фииьтрующей решеткой 21 начинает формироваться пористый поршень гидратов газа, который движется.

1к шнеку, проходя через зону с перфо.рированным стаканом 14, в который под давлением по трубойроводу 26 пода- ют промывочную жидкость (рассол малого.солесодержания). Последняя равно-; мерно распределяется через .перфорацию стакана 14 в массе кристаллов гидратов газа, отмывает их от .остаточного рассола и загряэненнй, замещая собой рассол высокой концентрации. Сформировавшийся поршень из промытых гидратов газа, имеющий в межкристаллических пустотах около 50-60% (по объему) слабосоленого рассола (с концентраци" ей 0,5-1Ъ солей), захватывается первым витком шнека 16.и, перемещаясь вверх, прессуется до давления 30004000 кПа, в результате чего иэ крис- таллов отжимается основная масса слабосоленого рассола. Этот рассол отводят через фильтрующую решетку 24 и направляют по трубопроводу 26 в перфорированный стакан 14. Объем пустот, занимаемых слабосоленым рассолом, согласно опытным данным составляет

5% от объема твердой фазы. Выходящая из колонны в виде плотного спрессованного поршня масса кристаллов гид« ратов газа проходит через коническую часть 12 с ребрами 31, препятствующими вращению поршня вместе с валом, выдавливается тонким конусом 27, вращающимся вместе с валом, разбра-. сывается его лопастями и распределя1058894

Составитель Л. Эпштейн

Редактор Л; Веселовская Техред Е.Надь

Корректор M. Шароши

Заказ 9695/19 Тираж 941 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ется по объему плавителя-конденсатора 5, в котором вследствие подвода теплоты конденсации холодильного агента гидраты газа разлагаются на пресную воду и жидкий агент. Жидкий агент по трубопроводу 32 через дрос- 1 сельный вентиль 33 направляют в кристаллизатор. Опресненную воду по трубопроводу 34 выводят из плавителяконденсатора 5 и разделяют на два потока, один из которых по трубопро- 10 воду 35 чеРез дополнительный конденсатор 8 выводят из установки, а другой по трубопроводу 35 через вентиль

37 подают в трубопровод 26, компенсируя потери слабосоленого рассола при промывке.

Теплота гидрообраэования отвЬдится эа счет кипения части холодильного агента, пары которого отсасываются иэ кристаллизатора компрессо ром 6, который нагнетает их в.-плавитель-конденсатор 5, где они конденсируются, отдавая тепло для разложения гидратов. Несконденсировавшиеся пары агента сжимаются дополнительным компрессором 7 и нагнетают в дополнительный конденсатор 8, где они конденсируютси вследствие теплообмена с потоками опресненной воды и рассола, выводимыми из установки.

Жидкий агент из дополнительного конденсатора по трубопроводу 38 через дроссельный вентиль 39 возвращают

s кристаллиэатор 1.

Преимущества предлагаемой установки по сравнению с прототипом состоят 35 в том, что повышается коэффициент извлечения пресной воды, так как предварительно промывая твердув массу от рассола высокой концентрации до концентрации порядка S 0,6-0,8% (что можно сделать в одной колонне), можно с помощью шнекового устройства получить спресненную воду с солесодержанием 0,05%, т.е. возможно получить максимальное концентрирование рассола (до 20-26Ъ солей) в одной ступени опреснителя и, тем самым снизить капитальные затраты на опреснитель, упрощается регулировка солености опресненной .воды, выводимой иэ установки, путем регулировки прижатия конуса, что изменяет степень прессования и, как следствие, изменяет массу остаточного слабосоленого промывочного рассола в межкристаллических пустотах, который при плавлении гидратов изменяет солесодержание опресненной воды, прижим к торцу промывочной колонны сокращает время выхода установки на режим в период пуска, сокращаются потери опресненной воды на промывку кристаллов, так как промывку проводят в основном рециркулирующим после прессования слабосоленым раствором (при опреснении слабосоленых растворов возможно проводить промывку только исходным, не опресненным раствором) и только потери его восполняются подпиткой опресненной воды, увеличивается коэффициент теплопередачи в процессе плавления гидратов в результате перемешивания их в плавителе лопастями распределителя, что ведет к уменьшению габаритов плавителя.

Применение предлагаемой установки особенно эффективно для разделения концентрированных и высококонцентрированных водных растворов.