Технологическая линия получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии и способ получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии

Технологическая линия получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии и способ получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике и технологии получения хлористого натрия и предназначено для использования в производстве садочной поваренной соли бассейным способом с применением солнечной энергии.

Систематическое получение соли из морской воды было начато в Китае до 2200 г. до н.э. В настоящее время соль, добываемая из морской воды простым выпариванием солнечными лучами (самосадочная), также занимает значительную долю в общем балансе получения соли странами с подходящими климатическими условиями и источниками соленой воды, например, такими как Китай, Индия, Вьетнам и др. Как правило, для производства соли выпариванием из морской воды необходим жаркий климат с сухими ветрами. Помимо близости моря и жаркого климата требуется соблюдение еще ряда условий: слабая водопроницаемость грунта испарительных бассейнов, наличие обширных низменных площадей, лежащих ниже уровня моря или затопляемых морскими приливами, малое количество осадков в течение месяцев активного испарения, отсутствие разбавляющего влияния речных пресных вод, а также наличие дешевых транспортных средств либо близость рынков сбыта.

Одним из способов добычи соли является способ добычи соли из рапы с помощью бассейнов, в которых происходит естественное испарение рапы и кристаллизация (садка) солей - бассейный способ. Размеры бассейнов выбирают соответственно величине промысла с учетом местных климатических, почвенных условий, состава и концентрации рапы. В бассейнах больших размеров ветер развивает волны, обнажает слой соли, что вызывает неравномерную садку. Подготовка садочной рапы заключается в последовательном повышении концентрации исходных рассолов до состояния, близкого к началу садки соли, которое наступает при плотности рапы 24,0 боме (ISES Solar World Congress «Solar Energy for a Sustainable Future», Гетеборг, Швеция. June, 14-19, 2003). Этот процесс осуществляется в подготовительных бассейнах, в них же происходит отделение (выпадение в осадок) карбонатов кальция, магния и железа, гипса, а также возможные примеси илов и песка. При этом применяются статическая и/или динамическая система подготовки садочной рапы. Дальнейшее концентрирование садочной рапы осуществляется в садочных бассейнах, куда подготовленный рассол заливается определенным слоем. Во время испарения рапы в садочных бассейнах под воздействием солнца и ветра концентрация рапы возрастает, при этом в осадок выделяется поваренная соль. Маточная рапа, из которой выделился хлористый натрий, сбрасывается через шлюзы из садочного бассейна.

Важнейшим фактором, определяющим продуктивность бассейного промысла, является испаряемость рапы. Рапа испаряется медленнее, чем вода, так как давление водяного пара над рассолом меньше, чем над водой. Величина коэффициента испаряемости рапы (отношение высоты слоя испарившейся рапы к высоте слоя воды, испарившейся в тех же условиях), которая всегда меньше единицы (может быть и отрицательной величиной, что соответствует поглощению рапой влаги из воздуха), зависит от состава и концентрации рапы, а также от климата и погоды, и может быть различной для одной и той же рапы, испаряющейся в разных условиях, например, при разной влажности воздуха. Чем выше коэффициент, тем больше продуктивность бассейна.

Соли, добываемые бассейным способом, более чисты, чем, например, извлекаемые из донных отложений озер, так как содержат значительно меньше ила и других механических примесей. По своему химическому составу поваренная соль, добытая бассейным способом, обычно соответствует пищевым стандартам (несоответствие только по влажности и классу помола), не проходит никакой термической обработки, и является «живой солью», обогащенной всеми микро и макроэлементами мирового океана. Таким образом, производство поваренной соли бассейным способом, обладающее определенными преимуществами, занимает существенную долю на мировом рынке в настоящее время, и разработка новых технологий и оборудования указанного назначения остается актуальной.

Существенным недостатком бассейного способа, так же, как и добычи самосадочной соли, является сезонность и зависимость от климатических явлений. Одним из способов, позволяющим снизить климатозависимость, является применение устройств для сбора тепловой солнечной энергии, производящих нагрев теплоносителя - солнечных коллекторов, или отдающих тепло непосредственно испаряемой жидкости. Преимуществом таких устройств, является, в том числе, энергосберегаемость и экологичность.

В (JPS 5742529 А, 1982-03-10) раскрывается процесс концентрирования морской воды в испарительном бассейне, дно которого покрыто тонким слоем магнетита, который, будучи черного цвета, эффективно поглощает солнечный свет и нагревает морскую воду в бассейне, ускоряя процесс испарения. Данный процесс нецелесообразно применять в промышленных масштабах в садочных бассейнах как вследствие высокой цены магнетита, так и из-за сложностей в уборке и очистке соли, полученной описанным способом, что сильно повышает себестоимость соли.

Описан способ получения садочной соли из рапы солнечным испарением с помощью коллекторов с зачерненной поверхностью, расположенных параллельно-последовательно между собой (SU 1792916 A1, 07.02.1993). Наклонные поверхности коллекторов устанавливают над поверхностью рапы, а формирование и уборку пласта осуществляют между коллекторами. Способ интенсифицирует процесс испарения рапы. Недостатком указанного способа является малый срок службы указанных коллекторов, поскольку агрессивная среда соли быстро разъедает любую краску, применяемую для чернения поверхности коллекторов.

Предложены устройства различных конструкций для одновременного обессоливания морской воды и получения соли с применением солнечных коллекторов (CN 201183758 Y, 2009-01-21; DE 102008013598 А1, 2009-09-24; CN 201567245 U, 2010-09-01; JP 2010269953 А 2010-12-02; WO 2011034707 А1, 2011-03-24; CN 203845840 U, 2014-09-24; CN 204550112 U, 2015-08-12; CN 105060379 А, 2015-11-18; CN 105366752 А, 2016-03-02; CN 105523599 А, 2016-04-27). Описываемое оборудование сложноконструкционно, направлено в первую очередь на обессоливание воды и в редких случаях позволяет получать соль в производственных масштабах.

В (CN 102320627 А, 2012-01-18) интенсификация испарения морской воды достигается, в том числе, за счет использования в испарительном бассейне шаров, содержащих черную волокнистую ткань, поглощающую солнечное тепло. Такой способ интенсификации испарения морской воды является малоэффективным и дорогостоящим.

Описаны комплексы устройств для получения соли испарением морской воды бассейным способом (CN 103058305 А, 2013-04-24; CN 203095657 U, 2013-07-31), включающие подготовительный пруд, пруд кристаллизации, резервуар для хранения остаточной жидкости и область хранения соли, где подготовительный пруд, пруд кристаллизации и резервуар для хранения остаточной жидкости представляют собой железобетонные бассейны с отверстиями в верхних частях. Описанное оборудование применимо для получения соли для бытовых нужд, масштабирование заявленных комплексов для промышленного получения соли требует значительных денежных затрат.

В (CN 204848293 U, 2015-12-09) заявлено оборудование, где для ускорения испарения морской воды в испарительном пруду используют одновременно солнечную панель для преобразования солнечной энергии в электрическую для испарительной трубы отопления и ветровую турбину.

Описывается устройство для интенсификации концентрирования морской воды в испарительном пруду с использованием грубой ткани (CN 205820920 U, 2016-12-21). В качестве недостатков указанных устройств следует отметить сложность и дороговизну, что повышает себестоимость соли полученной с их использованием.

Несмотря на широкий ассортимент известных устройств и способов получения соли бассейным способом с использованием солнечной энергии путем концентрирования морской воды, создание простого оборудования для получения соли, не требующего значительных капиталовложений, решающего проблему интенсифицирования испарения и ускорения кристаллизации, продолжает оставаться актуальным.

Задачей настоящего изобретения является интенсификация процесса осаждения поваренной соли из рапы при производстве соли бассейным способом, увеличение выхода садочной поваренной соли, снижение потерь соли из-за неблагоприятных погодных условий и повышение качества полученной садочной поваренной соли при сохранении простоты технологического процесса и применяемого оборудования. Также задачей изобретения является создание нового оборудования для получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии и нового способа получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии, расширяющих арсенал известных устройств и способов указанного назначения, интенсифицирующих процесс осаждения соли и позволяющих снизить потери соли из-за неблагоприятных погодных условий при сохранении простоты и экономичности технологического процесса и используемого оборудования, при этом повышающих качество полученной садочной поваренной соли.

Технический результат изобретения заключается в конструкции заявляемого оборудования, а именно технологической линии получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии, обеспечивающей оптимальные условия для испарения рапы в садочном бассейне и кристаллизации соли, что приводит к интенсификации процесса осаждения поваренной соли из рапы, снижению потерь соли из-за неблагоприятных климатических условий, увеличению выхода соли и повышению ее качества. Также технический результат состоит в реализации заявляемых оборудования и способа получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии.

Задача решается, и технический результат достигается заявляемой технологической линией получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии, включающей систему солнечных коллекторов, выход которой соединен с входом оборудованного системой сброса паров излишне нагретой воды и насосом расширительно-накопительного бака, выход которого соединен с входом змеевика, расположенный под дном системы садочных бассейнов на глубину залегания, двукратно превышающую диаметр труб, составляющих змеевик, расстояние между которыми двадцатикратно диаметру труб змеевика, а выход змеевика соединен с входом системы солнечных коллекторов.

Заявляемая технологическая линия получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии, по сути, является комплексом, поскольку представляет собой несколько специфицированных изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.

Схема заявляемой технологической линии получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии представлена на фигуре. Заявляемое оборудование для получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии представляет собой замкнутую технологическую линию, включающую три последовательно расположенных в замкнутую линию блока - блок №1 преобразования солнечной энергии в тепловую, блок №2 аккумулирования нагретого теплоносителя и блок №3 производства садочной соли. Выход блока №1 соединен со входом блока №2, выход которого соединен со входом блока №3, а выход блока №3 соединен со входом №1.

Блок №1 преобразования солнечной энергии в тепловую представляет собой систему 1 солнечных коллекторов (не менее одного), выход которой связан соединительной трубой со входом расширительно-накопительного бака 2, оборудованного системой сброса паров излишне нагретой воды и насосом 3. Выход расширительно-накопительного бака 2 соединен посредством соединительной трубы со входом змеевика 4, расположенного под дном системы садочных бассейнов 5 (не менее одного). Змеевик 4, расположенный под дном системы садочных бассейнов 5 (водоемов кристаллизации) представляет собой систему труб, расположенных параллельно друг другу под всей поверхностью дна системы садочных бассейнов 5, и соединенных между собой последовательно соединительными муфтами. Выход змеевика 4, расположенного под дном системы садочных бассейнов 5, соединен посредством соединительной трубы со входом системы 1 солнечных коллекторов. Как показано на схеме, заявляемая технологическая линия является замкнутой. Соединительные трубы на фигуре цифрами не обозначены. Входы и выходы системы 1 солнечных коллекторов и змеевика 4 оборудованы вентилями для регулирования скорости потока теплоносителя.

В заявляемой технологической линии получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии применяют усовершенствованную технологию трансформации солнечной энергии в тепловую при помощи солнечных коллекторов с использованием принципа двухконтурной циркуляции нагреваемого теплоносителя.

Первый (внутренний) контур обеспечивает нагрев циркулирующего теплоносителя за счет солнечной энергии, второй (внешний) контур обеспечивает отдачу тепловой энергии теплоносителя, движущегося по змеевику 4, расположенному под дном системы садочных бассейнов 5 (не менее одного). За счет этого в садочном бассейне 5 происходит ускоренное испарение рапы, образование центров кристаллизации, повышение концентрации солевого раствора и выпадение кристаллов соли.

Основание дна садочных бассейнов выполняют осадочными грунтами (смесью песка с илом) с уклоном в одну из сторон. После планировки, формирования фундамента стенок бассейна и уплотнения основания строят берега с каналами для слива отработанной рапы. Материалы, из которых изготовлены стенки бассейна, не оказывают влияния на достигаемый результат, выбор материалов обусловлен исключительно сроком их службы.

Для создания оптимальных условий испарения рапы и кристаллизации соли под дно системы садочных бассейнов 5 устанавливают змеевик 4, расстояние между соседними трубами которого двадцатикратно превышает диаметр труб змеевика 4, и змеевик 4 устанавливают с глубиной залегания, двукратно превышающей диаметр труб змеевика 4. Под глубиной залегания змеевика подразумевают расстояние от верхних точек труб, входящих в змеевик, до рапы. Под расстоянием между трубами змеевика подразумевают расстояние между центральными осями труб, входящих в змеевик. Влияние глубины залегания змеевика 4 и расстояния между его трубами на производительность соли и ее качество продемонстрировано в таблице.

Для снижения теплопотерь змеевик 4 располагают на термоизоляционном материале, в качестве которого, например, может быть использована фольгированная ткань, которую настилают на основание дна садочного бассейна отражательной поверхностью вверх.

Трубы змеевика могут быть зафиксированы, например, за счет забивки в грунт металлических скоб.

Промежутки между трубами змеевика заполняют, например, речным песком или бетоном.

Дно садочных бассейнов выполняют из полиэтиленовой пленки или гранитных плит.

Глубину залегания змеевика - расстояние от верхних точек труб, входящих в змеевик, до рапы устанавливают с учетом толщины гранитных плит дна садочного бассейна и толщины слоя плиточного клея, на который фиксируются гранитные плиты.

Толщину полиэтиленовой пленки (0,5-1,5 мм) не учитывают. По результатам испытаний толщина пленки не оказывает влияния на производительность и качество получаемой соли.

Заявляемая технологическая линия работает следующим образом.

В блоке №1 преобразования солнечной энергии в тепловую, представляющим собой систему 1 солнечных коллекторов (не менее одной) происходит кумуляция солнечной энергии с трансформацией в тепловую. Количество солнечных коллекторов, входящих в систему 1 солнечных коллекторов, зависит от площади системы садочных бассейнов, входящих в технологическую линию. Солнечные коллекторы устроены по принципу сосуда Дьюара - внутри одной колбы находится другая, теплоизоляцией между ними служит гелий. Солнечные лучи, попадая на специальное покрытие внутренних колб солнечных коллекторов - гелиотан, удерживаются им и нагревают теплоноситель внутри внутренней колбы солнечного коллектора. Холодный теплоноситель подается в нижнюю точку коллектора и последовательно поднимается до верхней части коллектора, нагреваясь до заданной температуры 60-98°С. За счет регулирования скорости циркуляции теплоносителя, обеспечиваемом вентилями на входе и выходе как системы 1 солнечных коллекторов, так и змеевика 4, можно регулировать температуру нагрева теплоносителя. В качестве теплоносителя, исходя из экономических соображений, обычно используют воду. При определенных условиях (например, при среднедневной температуре ниже 22°С), в качестве теплоносителя может быть использован, например, антифриз, кроме того, могут быть использованы жидкий этанол, масло, воздух. Нагретый в системе 1 солнечных коллекторов в течение светлого времени суток до температуры 60-98°С (интенсивность нагрева теплоносителя зависит от погодных условий, в облачную погоду нагрев меньше) теплоноситель подается по соединительной трубе в расширительно-накопительный бак 2, который в том числе выполняет роль емкости для сброса излишнего давления и температуры в системе. В нем происходит непрерывное перемешивание теплоносителя, в случае излишнего нагрева теплоносителя и закипания незначительное количество паров и нагретого теплоносителя выводятся из расширительно-накопительного бака 2, (например, через расширительную трубку), таким образом, показатель температуры внутри расширительно-накопительного бака 2 не превышает 90°С.

Из расширительно-накопительного бака 2 посредством насоса 3, расположенного между расширительно-накопительным баком 2 и входом змеевика 4, горячий теплоноситель по соединительной трубе поступает в змеевик 4. Нагретый теплоноситель, движущийся по трубам змеевика 4, под всей поверхностью дна садочного бассейна 5, нагревает рапу, находящуюся в садочном бассейне 5, тем самым способствуя быстрому испарению рапы и ускорению кристаллизации соли, при этом теплоноситель охлаждается. После теплообмена охладившийся теплоноситель возвращается через выход змеевика 4 через соединительную трубу во вход системы 1 солнечных коллекторов (в блок №1). Таким образом, движение теплоносителя по замкнутому контуру заявляемой технологической линии обеспечивается насосом 3, работающим в непрерывном режиме в светлое время суток.

Задача изобретения также решается, и технический результат достигается заявляемым способом получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии, включающим испарение рапы с повышением концентрации 24 боме до 27,5-28,6 боме в системе садочных бассейнов, дно которых обогревается нагретым в системе солнечных коллекторов теплоносителем, циркулирующим при помощи насоса по замкнутому контуру - система солнечных коллекторов - расширительно-накопительный бак - змеевик - система солнечных коллекторов, причем расстояние между трубами змеевика двадцатикратно превышает диаметр труб змеевика, расположенного под дном системы садочных бассейнов на глубину залегания, двукратно превышающую диаметр труб змеевика, отстаивание выкристаллизовавшейся соли от излишней воды и сбор соли.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Используют технологическую линию получения садочной поваренной соли из рапы с использованием солнечной энергии, описанную выше. Применяют садочные бассейны, дно которых выполнено из гранита или полиэтиленовой пленки. В садочный бассейн помещают подготовленную известным способом (после отделения карбонатов кальция, магния и железа, гипса, а также возможных примесей илов и песка) рапу концентрации 24 боме, толщина слоя рапы от дна бассейна должна быть порядка 10 см. Нагревают теплоноситель, например, воду, при помощи системы солнечных коллекторов, который подают в нижнюю точку системы солнечных коллекторов в нижнюю колбу, он последовательно поднимается до самой верхней колбы, нагреваясь до заданной температуры (для воды 60-98°С). За счет регулирования скорости циркуляции теплоносителя, обеспечиваемом вентилями на входе и выходе системы солнечных коллекторов и змеевика, регулируют температуру нагрева теплоносителя. Нагретый теплоноситель поступает в верхнюю треть расширительно-накопительного бака, в котором происходит его непрерывное перемешивание. При использовании в качестве теплоносителя воды температура в верхней трети расширительно-накопительного бака составляет 98-100°С, в средней - 60-80°С, в нижней - 46-50°С. Понижение температуры теплоносителя в расширительно-накопительном баке от верхней трети к нижней позволяет избежать антиуклона движения горячего теплоносителя и снижает риск аварий и повреждения колб из-за избыточного давления и повышения температуры. В случае излишнего нагрева незначительное количество паров и нагретого теплоносителя выбрасываются через расширительную трубку расширительно-накопительного бака. При достижении температуры выше 90°С вручную запускают насос для принудительной прокачки теплоносителя через змеевик. После запуска насоса перегрева теплоносителя не происходит за счет охлаждения теплоносителя при теплообмене с нагреваемым объемом рапы в садочном бассейне. Таким образом регулируют температуру внутри расширительно-накопительного бака, чтобы она не превышала 90°С.

Из расширительно-накопительного бака посредством насоса, расположенного между расширительно-накопительным баком и входом змеевика, нагретый теплоноситель по соединительной трубе поступает в змеевик и нагревает рапу, находящуюся в садочном бассейне. Таким образом происходит испарение рапы не только за счет прямой инсоляции и энергии ветра, но и за счет нагрева рапы от нагреваемого змеевиком дна бассейна, что приводит к ускорению кристаллизации соли. Оптимальные условия испарения рапы и кристаллизации соли достигаются при глубине залегания змеевика, двукратно превышающей диаметр его труб, и расстоянию между соседними трубами змеевика, двадцатикратно превышающем диаметр его труб. После теплообмена охладившийся теплоноситель возвращается через выход змеевика в систему солнечных коллекторов. Движение теплоносителя по замкнутому контуру обеспечивается насосом, работающим в непрерывном режиме в светлое время суток. В темное время суток насос отключают, циркуляция воды прекращается.

Процесс продолжают до концентрации рапы 27,5-28,6 боме (в течение 13 дней). Далее соль отстаивают от излишней воды (4-6 часов), которую отводят через отводные трубки в нижней стенке бассейна, и собирают.

Влияние использования заявляемого оборудования (расстояния между трубами змеевика и глубины их залегания) на оптимизацию получения садочной поваренной соли, а именно на выход соли и ее качество, проиллюстрировано на примерах конкретного выполнения. Для наглядности данные по производству соли заявляемым способом с использованием заявляемой технологической линии в сравнении с обычными способами сведены в таблицу. Данные таблицы демонстрируют, что выход соли, полученной на заявляемом оборудовании заявляемым способом, в 1,25-1,92 раза выше полученной традиционным способом, где используется прямая инсоляция и энергия ветра, без применения подогрева дна системы садочных бассейнов, обеспечиваемого нагретым системой солнечных коллекторов теплоносителем. При этом максимальная производительность достигается при обогреве дна системы садочных бассейнов нагретым теплоносителем, движущимся по змеевику с глубиной залегания, равной двум диаметрам труб змеевика, где расстояние между соседними трубами змеевика в двадцать раз превышает диаметр его труб.

Кроме того, данные таблицы показывают улучшенные показатели качества полученной садочной соли - кристаллы соли плотнее и крупнее в 2-3 раза, что имеет большое значение при последующей обработке по очистке до пищевой соли. Общая площадь поверхности кристаллов соли меньше, поэтому потери при обработке промывкой значительно снижаются (с 35% до 12-18%).

Испытания проведены в городе Фанранг, Вьетнам в разное время года при одинаковых погодных условиях.

Пример 1.

Без применения заявляемого оборудования и заявляемого способа, дата проведения апрель 2017 года.

Производят известным способом строительство садочных бассейнов.

Основание дна выполняют осадочными грунтами (смесью песка с илом) с уклоном в одну из сторон. После планировки, формирования фундамента стенок бассейна и уплотнения основания строят берега высотой 30 см с каналами для слива отработанной рапы. Для этого в нижней стенке (береге) садочного бассейна (со стороны уклона) проводят монтаж отводных трубок диаметром 8 см для сброса отработанной рапы, количество отводных трубок произвольное 6-10 штук; каналы для слива отработанной рапы строятся ниже уровня дна садочного бассейна.

На дно садочного бассейна насыпают толщиной 5 см гранитный щебень (фракция 2,0*2,5 см), трамбуют и проводят бетонную стяжку толщиной 3 см поверх щебня. Берега и дно садочного бассейна выполняют из гранитных плит марки Royal White G603, производства Вьетнам, Фанранг (30×60×2 см). Через каждые 10 метров поперек длины водоема прокладывают между гранитными плитами резиновые пластины толщиной-высотой 2 см и длиной, равной ширине садочного бассейна, для демпфирования разностей расширения бетона и гранита. Расстояние между плитами замазывают цементным раствором. Резиновые пластины прокладывают по всему периметру садочного водоема на стыке дна и стенок.

Площадь внутренней поверхности садочного бассейна без учета берегов (площадь кристаллизации) - 400 м².

В садочный бассейн заливают рапу концентрации 24 боме, полученную после осаждения из морской воды органических примесей и гипса, толщина слоя рапы от дна бассейна - 10 см. Под воздействием солнца и ветра происходит испарение воды из рапы до концентрации 27,5-28,5 боме, которую фиксируют ареометром для измерения плотности солевых растворов - в течение 13 дней. На следующий (14-й) день соль в садочном бассейне отстаивают 4-6 часов от излишней воды, которую отводят через отводные трубки в нижней стенке бассейна. Затем соль собирают и вывозят на склад.

Выход соли - 6,3 тонны.

Средний размер кристаллов соли - 4-8 мм.

Пример 2.

Пример 2 проводят в условиях примера 1, но используют бассейны не с гранитным покрытием, а с пленочным.

Для этого при строительстве берега садочных бассейнов по всему периметру выполняют из бетонных деталей (отливают в специальных металлических опалубках-формах с шириной по основанию 16 см, сверху - 10 см), высотой 30 см с каналами для слива отработанной рапы.

Площадь внутренней поверхности садочного бассейна без учета берегов (площадь кристаллизации) - 400 м².

Дно выстилают дважды просеянным песком на высоту 5-7 см, трамбуют и настилают полиэтиленовую пленку размером, соответствующим площади дна садочного бассейна с учетом высоты стенок бассейна, толщиной 1 мм (производитель Хошимин, Вьетнам, по лицензии корейской компании «Зунг»), которую крепят к берегам садочного бассейна деревянными рейками при помощи нержавеющих шурупов.

Выход соли - 5,3 тонны.

Средний размер кристаллов соли - 4-8 мм.

Пример 3.

Пример 3 проводят в условиях примера 2, но используют садочные бассейны площадью внутренней поверхности (площадь кристаллизации), равной 800 м².

Выход соли - 10,4 тонны.

Средний размер кристаллов соли - 4-8 мм.

Пример 4.

С применением заявляемого оборудования и заявляемого способа, дата проведения - апрель 2017 года.

Производят строительство садочных бассейнов с площадью кристаллизации 400 м².

Дно садочных бассейнов выполняют по принципу сэндвича следующим образом: основание дна выполняют осадочными грунтами (смесью песка с илом) с уклоном в одну из сторон. После планировки, формирования фундамента стенок бассейна и уплотнения основания строят берега садочных бассейнов с каналами слива отработанной воды (отводными трубками в стенке садочного бассейна со стороны уклона). Для этого при строительстве берегов садочных бассейнов по всему периметру выполняют методом сплошной заливки бетона высотой 30 см с одновременным формированием каналов для слива отработанной рапы посредством вставления пластиковых труб диаметром 8 см на уровне основания дна садочного бассейна. Стенки бассейна отливают в специальных металлических опалубках-формах непрерывным методом, пошагово передвигая опалубку по мере застывания бетона. Бетонные стенки армированы тремя железными прутками толщиной 6 мм внутри по всему периметру водоема на высоте 15 см от основания дна водоема.

На основание дна садочных бассейнов укладывают термоизоляционную фольгированную ткань (марки Экзофол, производитель Вьетнам, толщина 6 мм) отражательной поверхностью вверх.

На фольгированную ткань по всей площади укладывают параллельно друг другу металлопластиковые трубы длиной 50 м диаметром 25 мм (производитель Вьетнам, Хошимин, по лицензии немецкой компании Хенке) на расстоянии между центральными осями металлопластиковых труб, десятикратно превышающем диаметр труб - 250 мм. Трубы через каждый метр фиксируют к фольгированной пленке посредством металлических скоб длиной 40 см за счет забивки в грунт. Соединяют между собой уложенные параллельно друг другу на указанном расстоянии и зафиксированные трубы соединительными муфтами, образуя змеевик по всей площади дна садочного бассейна.

Поверх термоизоляционной (теплоотражающей) фольгированной ткани и змеевика выполняют бетонную стяжку на высоту, равную диаметру металлопластиковых труб - 25 мм. Таким образом, змеевик оказывается полностью внутри бетонной стяжки, причем верхний уровень бетонной стяжки совпадает с верхними точками металлопластиковых труб. Поверх бетонной стяжки укладывают на плиточный клей (4-5 мм) гранитные плиты толщиной 20 мм марки Royal White G603, производства Вьетнам, Фанранг (30*60*2 см). Общая толщина гранитного слоя с учетом клея - 25 мм. Таким образом, расстояние от верхних точек металлопластиковых труб змеевика до рапы (глубина залегания змеевика) будет однократно диаметру труб змеевика (25 мм).

Осуществляют монтаж заявляемой технологической линии. Вход змеевика посредством соединительной трубы (диаметр 25 мм длина 2,5 м) через насос (марка NB-1,5 KVT, Хошимин) мощностью 1,5 кВт соединяют с расширительно-накопительным баком объемом 0,5 м³, снабженным расширительной трубкой. Расширительно-накопительный бак в его верхней трети соединяют посредством соединительной трубы с выходом системы солнечных коллекторов, в систему входит 4 секции. В качестве системы солнечных коллекторов и расширительно накопительного бака используют единое устройство (марки MEGASUN производитель Вьетнам), предназначенное для обогрева воды для бытовых нужд с использованием солнечных коллекторов с трансформацией солнечной энергии в тепловую. Солнечные коллекторы располагают перпендикулярно траектории солнечных лучей (под углом 30 градусов к поверхности земли). Стандартная секция коллекторов состоит из 25 последовательно соединенных, расположенных параллельно друг другу термоустойчивых колб (длина каждой колбы 1100 мм, диаметр - 80 мм) в диаметре. Внутри колб расположены внутренние колбы, по которым циркулирует теплоноситель. Поверхность внутренних колб покрыта светоулавливающим фотоэлементом (гелиотан). Между внешними и внутренними колбами находится гелий. Выход змеевика соединен с входом системы солнечных коллекторов посредством соединительной трубы.

После монтажа технологической линии ее наполняют теплоносителем - водой, наполняя расширительно-накопительный бак водой и прокачивая воду насосом через трубы замкнутой технологической линии.

В садочный бассейн аналогично примеру 1 помещают рапу концентрации 24 боме, толщина слоя рапы от дна бассейна - 10 см. Система солнечных коллекторов нагревает теплоноситель, который подают в нижнюю точку системы солнечных коллекторов в нижнюю колбу, он последовательно поднимается до самой верхней колбы, нагреваясь до заданной температуры (60-98°С). За счет регулирования скорости циркуляции теплоносителя, обеспечиваемом вентилями на входе и выходе системы солнечных коллекторов и змеевика, регулируют температуру нагрева теплоносителя. Нагретая вода поступает в верхнюю треть расширительно-накопительного бака, в котором происходит ее непрерывное перемешивание. Температура в верхней трети расширительно-накопительного бака составляет 98-100°С, в средней - 60-80°С, в нижней - 46-50°С. Понижение температуры теплоносителя в расширительно-накопительном баке от верхней трети к нижней позволяет избежать антиуклона движения горячего теплоносителя и снижает риск аварий и повреждения колб из-за избыточного давления и повышения температуры. В случае излишнего нагрева и закипания воды незначительное количество паров и нагретой воды выбрасываются через расширительную трубку расширительно-накопительного бака. При достижении температуры выше 90°С вручную запускают насос для принудительной прокачки теплоносителя через змеевик (примерно после 1,5-2 часов после начала светового дня). После запуска насоса перегрева воды не происходит за счет охлаждения воды при теплообмене с нагреваемым объемом рапы в садочном бассейне. Таким образом регулируют температуру внутри расширительно-накопительного бака, чтобы она не превышала 90°С.

Контроль температуры воды осуществляют ежедневно трехкратно в течение всего периода кристаллизации на точках входа и выхода змеевика, определяя среднедневную температуру циркулирующей воды (данные приведены в таблице). Из расширительно-накопительного бака посредством насоса, расположенного между расширительно-накопительным баком и входом змеевика, горячая вода по соединительной трубе поступает в змеевик и нагревает рапу, находящуюся в садочном бассейне. Таким образом происходит испарение рапы не только за счет прямой инсоляции и энергии ветра, но и за счет нагрева рапы от нагреваемого змеевиком дна бассейна, что приводит к ускорению кристаллизации соли. После теплообмена охладившаяся вода возвращается через выход змеевика в систему солнечных коллекторов. Движение воды по замкнутому контуру заявляемой технологической линии обеспечивается насосом, работающим в непрерывном режиме в светлое время суток. В темное время суток насос отключают, циркуляция воды прекращается.

Процесс продолжают до концентрации рапы 27,5-28,6 боме (в течение 13 дней). Далее соль отстаивается 4-6 часов от излишней воды, которую отводят через отводные трубки в нижней стенке бассейна.

Выход соли - 8,4 тонны.

Средний размер кристаллов соли - 12-16 мм.

Пример 5.

Пример 5 выполняют в условиях примера 4, за исключением глубины залегания змеевика, который устанавливают на глубину, двукратно превышающую диаметр труб змеевика - 50 мм (расстояние от верхних точек металлопластиковых труб змеевика до рапы (глубина залегания змеевика) равна двум диаметрам труб змеевика - 50 мм). Для этого после крепления змеевика поверх термоизоляционной (теплоотражающей) фольгированной ткани выполняют бетонную стяжку на высоту, равную двум диаметрам металлопластиковых труб, - 50 мм. Таким образом, змеевик оказывается полностью внутри бетонной стяжки. Поверх бетонной стяжки укладывают на плиточный клей (4-5 мм) гранитные плиты толщиной 20 мм марки Royal White G603, производства Вьетнам, Фанранг (30×60×2 см). Общая толщина гранитного слоя с учетом клея - 25 мм. Таким образом, расстояние от верхних точек металлопластиковых труб змеевика до рапы (глубина залегания змеевика) будет двукратно диаметру труб змеевика (50 мм), от термоизоляционной (теплоотражающей) фольгированной ткани - 75 мм.

Выход соли - 9,2 тонны.

Размер кристаллов соли - 12-16 мм.

Пример 6.

Пример 6 выполняют в условиях примера 4, за исключением глубины залегания змеевика, который устанавливают на глубину, равную трем диаметрам трубы змеевика - 75 мм (расстояние от верхних точек металлопластиковых труб змеевика до рапы (глубина залегания змеевика) равна трем диаметрам труб змеевика - 75 мм). Для этого после крепления змеевика поверх термоизоляционной (теплоотражающей) фольгированной ткани выполняют бетонную стяжку на высоту, равную трем диаметрам металлопластиковых труб - 75 мм. Таким образом, змеевик оказывается полность