СПОСОБ ОПРЕСНЕНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ
METHOD FOR SEA WATER DESALINATION

Изобретение относится к области опреснения соленой воды, например морской или минерализованной воды, дистилляцией и может быть использовано для локального водоснабжения пресной водой.
Известен способ опреснения морской воды (Патент РФ №2412118, C02F 1/461, C02F 103/08, 2011 г.), заключающийся в ее последовательной обработке в электролизере, представляющем собой цилиндрическую электролитическую камеру, выполненную в виде вставки в основной трубопровод, ось которого совпадает с осью электролитической камеры, при этом электролитическая камера состоит из двух секций, в каждой из которых установлены цилиндрические электроды, один из которых установлен по оси электролитической камеры, а второй - на ее внутренней поверхности, и разделена общей для обеих секций цилиндрической проницаемой для электрических зарядов перегородкой на анодные и катодные зоны, имеющие одинаковые геометрические размеры в обеих секциях, причем при переходе из одной секции в другую анодные и катодные зоны меняются на противоположные, при этом морскую воду последовательно пропускают сначала через одну, а затем через другую секцию.
Недостатком данного способа является его высокое энергопотребление, обусловленное электролизом воды до кислорода и водорода.
Наиболее близким к заявляемому способу является «Способ опреснения морской воды и установка для опреснения морской воды» (Патент РФ №2393995, C02F 1/04, B01D 3/10, 2010 г.), принятый за прототип, заключающийся в подаче опресняемой воды в зону испарения, в нагревании и последующем испарении опресняемой воды при одновременном понижении давления в зоне испарения, в непрерывном
отводе образующегося пара в зону конденсации с возможностью конденсации пара посредством его контакта с поверхностью охлаждаемого циркулирующей водой холодильника, а также в выводе опресненной воды и сливе рассола.
Недостаток указанного способа объясняется сложностью реализации, низкой эффективностью парообразования, а также повышенным энергопотреблением, связанным с необходимостью предварительного распыления опресняемой воды.
Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности парообразования и снижении энергопотребления.
Технический результат достигается тем, что в способе опреснения морской воды, заключающемся в подаче опресняемой воды в зону испарения, в нагревании и последующем испарении опресняемой воды при одновременном понижении давления в зоне испарения, в отводе образующегося пара в зону конденсации с возможностью конденсации пара посредством его контакта с поверхностью охлаждаемого циркулирующей водой холодильника, а также в выводе опресненной воды и сливе рассола, опресняемую воду в зоне испарения размещают в открытых одиночных сосудах или в группе механически связанных открытых сосудов, обеспечивают ее циркуляцию в зоне испарения, производят циркуляцию парогазовой смеси через опресняемую воду, а также осуществляют вибрационное воздействие на сосуды с опресняемой водой.
Поверхность холодильника охлаждают морской водой до ее подачи в зону испарения.
На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ опреснения морской воды.
Устройство для опреснения морской воды содержит герметичный наружный корпус 1 и герметичный внутренний корпус 2, между которыми
циркулирует нагреваемый внешним источником энергии (солнечные батареи, ветрогенератор, геотермальные воды, тепловой насос и т.п.) теплоноситель 3 через патрубки 4 и 5.
Во внутреннем корпусе 2 размещены сосуды 6 с опресняемой водой, образующие зону испарения. Сосуды 6 могут быть, например, выполнены в виде полых цилиндров без верхних оснований, а также могут быть механически связаны между собой, например, общей осью 7, проходящей через центры нижних оснований цилиндров. Ось 7 механически связана также с виброгенератором 8.
Зону конденсации пара образует холодильник 9, охлаждаемый циркулирующей морской водой, и конденсатосборник 10. Вывод конденсата обеспечивается насосом 11 через электромагнитный клапан 12.
Циркуляция опресняемой воды в зоне испарения, циркуляция парогазовой смеси через опресняемую воду и через рассол 13 обеспечивается насосом 14.
Слив рассола производится через электромагнитный клапан 15.
Подача опресняемой воды в сосуды 6 производится через электромагнитный клапан 16.
Управление электромагнитными клапанами 12, 15, 16 осуществляет блок управления (не показан).
Способ осуществляется следующим образом.
Опресняемая вода, охлаждающая холодильник 9, после открытия клапана 16 подается в сосуды 6 для испарения. Закрытие клапана 16 выполняется при достижении необходимого объема опресняемой воды в зоне испарения.
Повышение интенсивности процесса испарения достигается, если высоты сосудов 6 значительно меньше их диаметров. Необходимый температурный режим в зоне испарения для нагрева и испарения опресняемой воды из сосудов 6 поддерживается циркулирующим теплоносителем 3.
Насос 14 обеспечивает циркуляцию опресняемой воды в зоне испарения с целью снижения сил поверхностного сцепления молекул воды и повышения интенсивности процесса испарения, для чего сосуды 6 выполнены с возможностью перелива опресняемой воды из верхних сосудов в нижние сосуды и далее в нижнюю часть внутреннего корпуса 2.
Насос 14 обеспечивает циркуляцию парогазовой смеси через опресняемую воду и через рассол 13.
Вибрация сосудов 6, механически связанных осью 7 с виброгенератором 8, а также принудительная циркуляция парогазовой смеси внутри внутреннего корпуса 2 через опресняемую воду также способствуют повышению эффективности процесса испарения опресняемой воды в зоне испарения за счет усиления турбулентных процессов в опресняемой воде.
Понижение давления происходит во внутреннем корпусе 2 при открытии электромагнитного клапана 15 за счет слива части опресняемой воды в начале процесса, а также при последующем сливе части образующегося в процессе дистилляции рассола.
Образующийся пар отводится из зоны испарения и конденсируется, соприкасаясь с поверхностью холодильника 9, а пресная вода стекает в конденсатосборник 10, откуда при открытии электромагнитного клапана 12 откачивается насосом 11. Поверхность холодильника 9 охлаждают морской водой до ее подачи в зону испарения посредством крана 16.
Поскольку потребление электроэнергии определяется лишь работой насосов 11 и 15, его уровень не велик. Конструкция устройства достаточно проста и не требует применения уникальных технических решений и конструктивных узлов.
Таким образом, реализация предложенного способа позволяет обеспечить высокую эффективность парообразования и снизить энергопотребление.