SU997715A1 - Кристаллогидратна установка дл обессоливани воды - Google Patents

Description

(54) КРИСТАЛЛОГИДРАТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ

Изобретение относитс  к опреснению морских и минерализованных вод, в том числе промышленных сточных вод. с помощью кристаллогндратного цикла и может быть использовано дл  обессоливани  воды путем утилизации низкопотенциального тепла, например, гор чей воды, или пара, отработавшего в цехах предпри тий металлургической , . химической и других отрасл х, промышленности.

Известна установка дл -опреснени  воды путем образовани  кристаллогид- . ратов, включаквда  кристаллизатор с теплообменником, сепаратор дл  отделени  и промывки кристаллогидратов от рассола, плавитель кристаллогидратов и насосно-компрессорное оборудование , работа которой основана на способности некоторых холодильных агентов образовывать с водой при охлаждении кристаллогидраты. Образование кристаллогидратов происходит в кристаллизаторе при контакте гидратообразующего холодильного агента с водой, откуда кристаллогидратна  суспензи  поступает в сепарационно-промывочную колонну. Промытые кристалло гидраты плав т в плавителе с образованием пресной воды и регенерированного хладогента 1.

Недостатком известной установки  вл етс  снижение эффективности работы кристаллизатора при повышении степени концентрировани  раствора в такой одноступенчатой установке, а также высокие затраты электроэнергии на привод основного и вспомогательного

10 компрессоров, используемых дл  сжати  холодильного агента.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  процесса обессоливани  за счет использовани  тепла гидратооб-

15 разовани . .

По.ставленна  цель достигаетс  тем, что в кристаллогидратной установкеf включающей кристаллизатор с теплообменником , сепаратор дл  отделений и

20 промывки кристаллогидратов от рассола , плавитель кристаллогидратов и вакуумирукнцее устройство, теплообменник кристаллизатора соединен с вакуумирующим устройством, при этом 25 вакуумируювдее устройство выполнено в виде эжектора.

На чертеже показана схема установ ки. .

; Установка содержит кристаллизатор

30 1, на наружной поверхности которого

смонтированы теплообменник 2 с дроссельным вентилем 3, соединенным с источником исходной воды. Выход теплообменника соединен через насос 4 с полостью кристаллизатора 1. Нижн   часть полости кристаллизатора 1 св з на насосом 5 с донной частью сепаратора 6 колонного типа, имеющего кольцевой карман 7, ограниченный от внут ренней полости кристаллизатора 1 и через вентиль 8 со сливом рассола, В верхней части сепаратора б на уровне склиза 9, соедин ющего сепаратор 6 с плавителем 10/ смонтирован скрепер 11. Плавитель 10, над которым сверху расположен паровой котел 12, а снизу - отстойник 13, окружен примыкающим к нему теплообменником 14, вход которого соединен с котлом 12, а выход - с насосом 15.. При зтом в котле 12 смонтированы разбрызгиватели 16 гор чей воды, св занные с ее источником через дросселирующий вентиль 17, а полость плавител  10 сообщаетс  отверстием 18 с отстойником 13-. Донна  часть последнего св зана через дроссельный вентиль 19с полостью кристаллизатора 1, аего верхн   часть через вентиль 20 соединена с потребителем пресной воды и через насос 21 - с верхней частью сепаратора б. Установка содержит двухступенчатый паровой эжектор. Полость всасывани  его первой ступени 22 соединена с полостью теплообменника 2. Вход первой ступени через вентиль 23 соединен с паровым котлом 12, а выход - с полостью всасывани  второй ступени 24, в.ход которой непосредственно св зан с котлом 12, а выход с водоохлаждаемым конденсатором .25, cв зaнныI с потребителем пресной воды и вакуум-насосом 26.

Установка работает следующим образом .

Исходна  солена  вода через дроссельный вентиль 3 поступает в полост теплообменника 2 кристаллизатора 1, в которой с помощью парового эхсектора , состо щего из двух ступеней 22 и 24, поддерживают вакуум на уровне 0,5-1 кПа. Испар  сь, исходна  вода охлаждаетс  до температуры 273 278 К, при которой осуществл етс  дальнейшее испарение исходной воды, в результате поглощени  тепла гидратообраэовани  из кристаллизатора через поверхность теплообменника.

Исходный раствор, предварительно сконцентрированный в теплообменнике 2, смешивают при помощи насоса 4 с рециркулирующим из кармана 7 рассо .лом и направл ют в кристаллизатор 1, в котором контактируют с гидратообразующим агентом. Кристаллогидратную суспензию, полученную в кристаллизаторе , подают насосом 5 в сепаратор 6 В сепараторе рассол просачиваетс 

через фильтрационную рещетку в карман 7, откуда его большую часть посл предварительного смешени  с исходным раствором возвращают в кристаллизатор 1, а меньшую часть через вентиль 8 вывод т из установки. Отделенные рт рассола гидраты, поднима сь выше фильтрационной решетки, промываютс  от поверхностной рассольной пленки пресной промывочной водой, поступающей из насоса 21 и фильтрующей через гидратный слой как через пористый поршень. Промытые кристаллы скрепером 11 сбрасывают по склизу 9 в плавитель 10. В последнем при подводе в теплообменник 14 гор чей воды крис .таллогидраты плав тс  с образованием жидкого агента и пресной воды, поступающих через отверстие 18 в отстойник 13. Из нижней части последнего жидкий агент после дросселировани  в вентиле 19 возвращают в кристаллизатор 1. Часть полученной пресной воды из верхней части отстойника 13 подают насосом 21 в верхнюю часть сепаратора 5, где ее используют дл  промывки кристаллогидратов, а другую часть через вентиль 20 направл ют потребителю.

В качестве источника рабочего пара , потребл емого первой и второй ступен ми 22 и 24 парового эжектора, в установке используют гор чую воду С температурой 333 К и выше, из которой в паровом котле 12 вырабатывают при помощи разбрызгивателей пар. Меньшу о часть пара направл ют в первую ступень 22 дл  отсоса вод ного пара из теплообменника 2 и сжати  его до промежуточного давлени , равного примерно 2 мкПа, а большую част пара направл ют во вторую ступень 24 парового эжектора дл  сжати  паровой смеси, выход щей из ступени 22, до давлени  конденсации в конденсаторе 25, равного 2,5-3 кПа, в зависимости от температуры охлаждающей воды. Неконденсирующиес  газы удал ют из конденсатора 25 при помощи вакуумнасоса 26. Гор чую воду, охлажденную в котле 12 в результате частичного испарени , направл ют в теплообменник 14, откуда ее вывод т с помощью насоса 15.

В качестве примера работы рассматриваемой кристаллогидратной установ .ки приводитс  следующий вариант.

Claims (2)

1. Исходна  вода с солесодержанием 9,26% NaCl и температурой 288 К через дроссельный вентиль 3 поступает в количестве 20,05 т/ч в теплообменник 2. В последнем перва  ступень 22 парового эжектора создает вакуум, равный 0,72 кПа, под действием которого исходна  вода закипает. Во врем  кипени  2,35 т/ч воды испар етс , что происходит при снижении ее температуры до 276 К и поглощении ею части теплоты гидратообразовани , имеющего место в кристаллизаторе 1 при температуре 281 К и давлении 445 кПа с использованием хлора в качестве гидратообразующего агента. Исходный раствор, предварительно сконцентрированный в теплообменнике до 11,43% NaCl, смешивают при помощи насоса 4 с частью рассола из кармана 7 в количестве 87,5 т/ч и с солесодержанием 26,2% NaCl. Полученную смесь с солесодержанием 23,7% NaCl подают на концентрирование гидратообразованием в кристаллизатор 1, в котором ее ввод т в контакт, при перемешивании с гидратообразующим аген том. Кристаллогидратную суспензию, полученную в кристаллизаторе 1 и сос тавленную из кристаллогидратов, в количестве 15,63 т/ч и рассола в количестве 94,5 т/4,, имеющего концентрацию 26,3% NaCl, подают насосом 5 в сепаратор 6. В сепараторе рассол в количестве 95 т/ч и концентрацией 26,2% NaCl просачиваетс  через фильт рационную решетку в карман 7, откуда его большую часть после предварительного смешени  с исходным раствором возвращают в кристаллизатор 1, а меньшую часть в количестве 7,7 т/ч через вентиль 8 вывод т из установки Отделенные от рассола гидраты, поднима сь выше фильтрационной решетки, промываютс  от поверхностной рассоль ной пленки пресной промывочной водой поступающей из насоса 21. Промытые кристаллы скрепером 11 сбрасывают по склизу 9 в плавитель 10. В последнем при подводе в теплообменник 14 воды с температурой 50-60°С кристаллогидр ты плав тс  с образованием жидкого агента в количестве 4,89 т/ч и пресной воды в количестве 10 т/ч, посту пающих через отверстие 18 в отстойник 13. Из нижней части последнего жидкий агент после дросселировани  в вентиле 19 возвращают в кристаллизатор 1. Часть полученной пресной воды из верхней части отстойника 13 подают насосом 21 в верхнюю часть се паратора 6, где ее используют дл  промывки кристаллогидратов, а другую часть через вентиль 20 направл ют потребителю. . В качестве источника рабочего пара , потребл емого первой и второй ступен ми 22 и 24 парового эжектора, в установке используют воду с температурой 333 К и выше, из которой в паровом котле 12 вырабатывают при помощи разбрызгивателей 16 пар в количестве 13,57 т/ч, из которого 3,1 т/ч направл ют в первую-ступень 22 дл  отсоса вод ного -пара в количестве 2,35 т/ч из теплообменника 2 и сжати  его до 1,4 кПа.Другуючаст пара в количестве 10,47 т/ч направл ют во вторую ступень 24 дл  сжати  паровой смеси, выход щей из ступени 22, до давлени  2,8 кПа. Смесь рабочего и эжектируемого пара из ступени 22 в количестве 15,92 т/ч направл ет в.конденсатор 25 дл  конденсации с помощью охлаждакнцей воды. Неконденсирующиес  газы удал ют из конденсатора 25 при помощи вакуум-насоса 26. Гор чую воду, охлажденную-в котле 12 в результате частичного испарени , направл ют в теплообменник 14, откуда ее вывод т с помощью насоса 15. Суммарное количество пресной воды, вырабатываемой в прессах испарени  и гидратообразовани , составл ет 12,35 т/ч.. При работе той же установки в режиме опреснени , т.е. при снижении конечной концентрации раствора, удельный расход рабочего пара уменьшаетс  в результате.снижени  необходимой степени сжати  эжектируемого пара. Так, при снижении конечной концентрации раствора в 2 раза с 26% NaCl до 13% удельный расход рабочего пара уменьшитс  в 3-3,5 раза. Предлагаема  кристаллогидратна  установку дает возможность использо- . вать тепло гидратообразовани  дл  частичного испарени  исходной воды вод вакуумом в полости теплообменника кристаллизатора, повышает сте.пень концентрировани  раствора и соответственно выход пресной воды при той же нагрузке на кристаллизатор. При этом утилизаци  низкопотенциального тепла, например, гор чей воды .или пара , отработавшего в цехах предпри тий с помощью вакуумирующего устройства кристаллогидратной установки, выполненного в виде эжек-тора, улучшает экономику процесса обессоливани  минерализованных вод. Формула изобретени  1.Кристаллогидратна  установка дл  обессоливани  воды, включающа  кристаллизатор с теплообменником, сепаратор дл  отделени  и промывки кристаллогидратов от рассола, плавитель кристаллогидратов и вакуумирующее устройство , отличающа с  тем, что, с целью интенсификации процесса обессоливани  за счет использовани  тепла гидратообразовани , вакуумирующее устройство соединено с теплообменником.
2. 2.Установка по п. 1, отличающа  с   тем, что вакуумирующее устройство выполнено в виде эжектора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Гальперин Н.И. Носов Г.А. Основы техники кристаллизации расплавов. хими , 1975, с. 294-296.

   |Г Ома кдающа  $ода Т1 /f 22 Ifi I t Рассол