Формула изобретения

1. Способ получения пресной воды, включающий подачу предварительно подогретой соленой воды в испарительную камеру, ее испарение, конденсацию и сбор потребителю, отличающийся тем, что одновременно с подачей предварительно подогретой соленой воды производят параллельную подачу охлаждаемой пресной воды в камеру конденсации и производят захват ею и конденсацию паров соленой воды и отбор излишков пресной воды потребителю, при этом подачу соленой и пресной воды осуществляют посредством разрежения и напора, при котором объем подачи пресной воды превышает объем подачи соленой воды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура соленой воды превышает температуру холодной воды не менее чем на 18^oС.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем подачи пресной воды превышает объем подачи соленой воды в два раза.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительный подогрев соленой воды производят солнечным теплом.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отбор излишков пресной воды потребителю осуществляется через дополнительный бак пресной воды.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение пресной воды производят подземными природными источниками.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разрежение создается в пределах 5-7 м водного столба.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слитая соленая вода частично поступает в бассейн для повторной подачи в опреснитель.

9. Опреснитель, состоящий из корпуса с камерами испарения и конденсации, системы подачи и слива соленой и пресной воды, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бассейн нагрева соленой воды и бак-накопитель соленой воды, бак пресной воды с системой ее охлаждения и подачи в камеру конденсации, внутри которой расположен вакуумный коллектор, соединенный с вакуумным насосом через запорный клапан, в днище и крышке корпуса размещены перегородки, разделяющие соленую и пресную воду, между корпусом и крышкой размещены панели с отверстиями, через которые соответственно соленая и пресная вода стекает в виде капель в камеры испарительную и конденсации, разделенные сепараторами, сам корпус размещен на опорах определенной высоты, система подачи и слива соленой и пресной воды включает насосы, вентили расходомеры и фильтры.

10. Опреснитель по п. 9, отличающийся тем, что перегородки, разделяющие соленую и пресную воду и размещенные в днище и крышке корпуса, выполнены в виде тепловых мостов.

11. Опреснитель по п. 9, отличающийся тем, что отверстия в панелях выполнены в виде форсунок.

12. Опреснитель по п. 9, отличающийся тем, что он снабжен указателями уровня заполнения камеры испарения, камеры конденсации и баков пресной воды.

13. Опреснитель по п. 9, отличающийся тем, что высота опор определена высотой размещения его над уровнем моря.

14. Опреснитель по п. 9, отличающийся тем, что корпус может быть выполнен прямоугольной или цилиндрической коаксиальной формы.

В течение последних десятилетий в различных странах Земного шара наблюдается постоянное нарастание дефицита пресной воды. Причинами этого, с одной стороны, являются рост численности населения, развитие промышленности, сельского хозяйства, коммунальных услуг и т.п., а с другой - ограниченность дебита природных пресноводных источ-ников, быстрое повышение их загрязнённости и солесодержания, истощение и даже исчезновение некоторых из них. Согласно оценкам экспертов в 2005 году ожидается дефицит пресной воды в мире от 60 до 90 млн. м3/сутки.

Растущий дефицит пресной воды в мире, отсутствие или недостаток её в засушливых и пустынных районах богатых природными ресурсами и перспективных для освоения поставили перед мировым сообществом задачу искусственного производства пресной воды из морской или солоноватой. Запасы этих вод, особенно морской, в обозримом будущем являются практически не ограниченными, и к тому же морские воды пока ещё загрязнены в меньшей степени, чем пресные.

К настоящему времени сложилась чёткая технология получения искусственной питьевой воды из опреснённой воды в не зависимости от метода опреснения. Основными её стадиями являются: предподготовка опресняемой воды, собст-венно опреснение, кондиционирование опреснённой воды до качества регламентированного нормативными докумен-тами - ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая". Кондиционирование опреснённой воды, как правило, включает обогащение опреснённой воды кальцием (не менее 1,5 мг-экв/л), а также фтором, фильтрацию через активированный уголь, кор-ректировку величины рН и обработку хлором.

Из большого количества процессов получения пресной воды путём опреснения солёных вод, основанных на различных принципах отделения пресной воды от солей:

1. Термодистилляционный - путём перевода в пар пресной воды (испарением, выпариванием) с последующей конден-сацией пара на охлаждаемой поверхности;

2. Вымораживания - превращение пресной воды в лёд, отделение его механически от рассола с последующим расплав-лением льда; мембранный - обратный осмос (механическая фильтрация через специальные мембраны);

3. Электродиализ (удаление из воды ионов солей через анионо- и катионообменные мембраны под действием электрического тока);

4. Ионообменный - замена катионов и анионов солёной воды на Н+ и ОН- ионы и т.д. в настоящее время только два про-цесса получили промышленное применение - дистилляционный и мембранный (в основном, обратный осмос).

В последние годы предпочтение в применении всё в большей степени отдаётся термодистилляционному методу, осо-бенно, если речь идёт о получении питьевой воды из морской. В бывшем СССР в крупных масштабах питьевую воду получали в Казахстане (единственный в мире до настоящего времени опреснительный комплекс мощностью 120 000 м3/сутки, работающий на энергии от атомного реактора) и в Туркменистане на Красноводской ТЭЦ.

Основным оборудованием этих станций являются испарительные установки, оснащенные аппаратами с принудитель-ной и естественной циркуляцией опресняемой воды. К настоящему времени разработаны и в промышленных условиях отработаны испарители нового типа - горизотальнотрубные плёночные. Типоразмерный ряд установок с испарителями нового типа включает установки единичной производительностью 0,1; 0,25; 1,0; 10,0; 25,0; 50,0; 160,0; 200,0; 400,0 и 700 м3/ч. Использование испарителей нового позволяет в 1,5 - 2,5 раза снизить стоимость производства дистиллята и, согласно, оценкам, проводимым при неоднократных предложениях к поставке установок на мировой рынок, себестои-мость опреснённой воды не превышает 0,9 долл. США.

В качестве примера использования нового типа испарителей для целей получения питьевой воды представим малога-баритную установку, предназначенную для обеспечения высококачественной питьевой и горячей водой гостиниц, школ, детских садов, групп коттеджей и других потребителей. С помощью этой установки из солоноватых и морских вод приготавливается питьевая вода кальций-гидрокарбонатного класса, считающаяся в настоящее время физиологи-чески наиболее благоприятной для человека; она может быть использована для значительного снижения содержания различных загрязнителей - железа, меди, алюминия, марганца, хлора и других, к сожалению, попадающих в системы питьевого водоснабжения в промышленных регионах и вредно влияющих на здоровье человека. Получаемая вода отвечает в полной мере требованиям ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" и новейшим рекомендациям Европейского Экономического Сообщества по качеству питьевой воды.

Одновременно на установке может приготавливаться вода с температурой 55-75°С для горячего водоснабжения. Это позволяет за счёт энергии, расходуемой на нагрев воды, осуществлять опреснение воды без дополнительных затрат тепла на собственно процесс опреснения.

Установка представляет собой комплекс, состоящий из основного модуля - получения дистиллята и нагрева воды для горячего водоснабжения (ПВ) и вспомогательного модуля - кондиционирования дистиллята (КД). Основным конструктивным элементом ПВ является дистилляционная опреснительная установка наиболее перспектив-ного на сегодняшний день типа с двумя орошаемыми горизонтально-трубными плёночными испарительными ступе-нями производительностью по дистилляту 0,25 м3/ч. В этом модуле за счёт тепловой энергии, необходимой для на-грева воды горячего водоснабжения до температуры 55 - 75°С, осуществляется опреснение исходной воды. В модуле КД полученный в ПВ дистиллят последовательно проходит через фильтры, в которых он обогащается би-карбонатом кальция, очищается от посторонних запахов и доводится до высококачественной питьевой воды. В зави-симости от состава и солесодержания исходной воды производительность составляет: по питьевой воде 0,2 - 0,6 м3/ч; по горячей воде 0,2 - 1,0 м3/ч. Установка может эксплуатироваться как в условиях умеренного и холодного климатов, так и тропического влажного.

Для работы установки требуется от 40 до 80 кг/ч водяного пара давлением 0,4 МПа в зависимости от выполняемых задач - получение только питьевой воды или получение питьевой воды и воды для горячего водоснабжния. При отсут-ствии у потребителя пара установка доукомплектовывается электро- или газовым паровым котлом соответствующей мощности.

Установка поставляется Заказчику в полностью собранном виде, поэтому при монтаже требуется только посадка её на фундамент, подсоединение к технологическим трубопроводам (пар, исходная вода, питьевая и горячая вода, опорож-нение) и подключение к электросети. Кроме своего прямого назначения установка может использоваться для переработки минерализованных сточных вод предприятий различных отраслей промышленности с получением дистиллята высокой степени очистки и значитель-ным уменьшением объёма жидких отходов.

Дата добавления: 2015-09-05