Главная » Публицистика

0 ... 115 116 117 118 119 120 121 ... 159

эффективных методов предупреждения образования накипи, однако он дороже предварительной кислотной обработки воды.

Удалить накипеобразующие компоненты из воды перед подачей ее в опреснительную установку можно путем дозирования в нее стехиомет-рического количества осаждающих кальций и магний веществ, т. е. применения, например, термохимического умягчения исходной воды. Это радикальное средство против образования накипи, но его использование влечет за собой значительное увеличение себестоимости получаемой пресной воды вследствие высокой стоимости реагентов. Однако перспектива утилизации побочных продуктов, получающихся в процессе термоумягчения, может значительно повысить рентабельность метода.

В Советском Союзе щирокое распространение получил метод предотвращения накипеобразования с помощью «затравки» (модификация метода контактной стабилизации Ланжелье). Этот метод заключается в следующем. В исходную испаряемую воду перед ее поступлением на установку вводят мелкодисперсное вещество состава выделяющейся накипи. Соединения, образующие накипь, кристаллизуются на частицах затравки, а поверхности теплообменных аппаратов остаются свободными от накипи. Затравку, выводимую из опреснительной установки с концентратом морской воды, улавливают с помощью вертикального отстойника и возвращают в систему.

Применение этого метода эффективно в аппаратах специальной конструкции, в которых кипение из трубок греющих камер вынесено в над-трубное пространство (вынесенная зона кипения).

Основными типами дистилляционных установок, которые в настоящее время получают щирокое распространение, являются установки мгновенного испарения и многокорпусной выпарки. У специалистов отсутствует единое мнение в вопросе выбора типа дистилляционной установки, но расчеты показывают, что экономичность их примерно одинакова. Следует отметить, что каждой стоимости тепла для любой опреснительной установки соответствует свое оптимальное число ступеней. Под оптимальным числом ступеней понимается такое, при котором обеспечивается наименьщая сумма затрат на тепло, отчислений от капитальных вложений и эксплуатационных затрат, т. е. наименьщая стоимость дистиллята.

Метод мгновенного испарения («флеш») основан на явлении снижения температуры кипения воды по мере уменьшения давления в испарителях. Подогретая вода, поступая в изолированную вакуумированную камеру (испаритель), частично мгновенно испаряется. Чем выше температура воды и чем глубже вакуум, тем больше вода испарится. На рис. V.71 показана принципиальная схема многоступенчатой (шесть ступеней) прямоточной опреснительной установки. Каждый испаритель (/-6) представляет собой камеру с трубчатым теплообменником в верхней части 7, под которым имеется лоток 8 для сбора и отведения дистиллята. Для очистки пара от капелек соленой воды предназначен пластинчатый сепаратор пара 9. В самой верхней части камеры имеется штуцер 10 для отсоса эжекторным блоком неконденсирующихся газов.

Исходная соленая вода 12, предварительно обработанная для предотвращения образования накипи, последовательно протекая через указанные трубчатые теплообменники, постепенно нагревается до температуры 75-85° С за счет скрытой теплоты конденсации пара, а затем доводится до температуры 90-100° С в вынесенном головном подогревателе 13. Нагретая таким образом вода вводится в первую камеру, которая служит одновременно деаэратором, и далее последовательно протекает через камеры установки под снижающимся вакуумом, соответствующим

в последней камере температуре 45° С. Не испарившаяся вода откачивается по трубе 14 из последней камеры (из-под вакуума) насосом 15 и сбрасывается в дренаж. Дистиллят из лотков откачивается насосом 16 (из-под вакуума) в резервуар пресной воды.

Возврат теплоноситет

г i г ц S ь » й Рис. V.7I

Рис. V.72

Описанная опреснительная установка будет частью крупнейшего в мире завода производства дистиллята, производительность которого при полном развитии составит 140 тыс. м пресной воды в сутки (разработка Свердловского НИИХиммаш). Производительность установки мгновенного испарения 15 тыс. м дистиллята в, сутки При этом выход дистиллята на 1 т пара составит 8,5 м. Общая установленная электрическая мощность 2600 квт, расход исходной (морской) воды 3600 м/ч.

Для конкретных условий полуострова Мангышлак оптимальное число ступеней опреснительной установки мгновенного испарения составило 34-40, рабочая температура в первой камере 101° С и в последней камере 35° С.

Следует отметить, что, по мнению специалистов, установки мгновенного испарения весьма перспективны для осуществления опреснительных двухцелевых (производящих пресную воду и электроэнергию) заводов большой мощности, использующих низкопотенциальное тепло атомных реакторов (рис. V.72).

Другой технологической схемой в технике термического опреснения являются установки многокорпусной выпарки - с вертикальными длин-нотрубными испарителями-корпусами, включенными последовательно в количестве от четырех до десяти. В нашей стране такие установки получили большее распространение, чем установки мгновенного испарения; они успешно эксплуатируются с 1963 г. в г. Шевченко на Каспийском море. Эти установки имеют относительно небольшое число корпусов (че-тыре-пять). В настоящее время сооружается более экономичная по затратам тепла десятикорпусная установка (рис. V.73). Исходная вода, освобожденная на сетках морского водоприемника от грубых примесей, поступает в главный конденсатор, где нагревается до 36° С, Затем, пройдя деаэратор и систему регенеративных подогревателей, она поступает в первый корпус выпарных аппаратов. Для предотвращения образования накипи в системе применен метод затравочных кристаллов (затравки). Мелкоразмолотый природный мел (СаСОз) вводится в опресняемую воду однократно при запуске установки и затем осуществляется рециркуляция затравки.

Вакуум в установке создается и поддерживается с помощью специальных пароэжекционных устройств и водокольцевых вакуум-насосов. Установки с четырьмя-пятью корпусами оборудуются выпарными аппаратами с естественной циркуляцией. Такие аппараты могут эффективно работать при полезной разности температур в них не менее 10-12° С.

Для установок с десятью корпусами применяют аппараты с принудительной циркуляцией. Они имеют устойчивые показатели (скорость циркуляции, коэффициент теплопередачи) при любых перепадах температур. Производительность десятикорпусной установки (построенной в

г-т r-\ r--» г-I

бозс, 6 кот

/ coma

Морст» Вода

Дистил/тт Затравка

Дисти/тт

Рис. V.73

/ - выпарные аппараты; 2 - регенеративные подогреватели: 3 дчстиллятный подогреватель; 4 - охладитель дистиллята; 5 - охладитель выпара; б -главный конденсаторг 7 - деаэратор; 8 - отстойник для улавливания затравки

Вода

1(%-т>1й р-р СОг

Вода. \ il5~52 f)\

вода

Вода

(0,5г/л)

Рис. V.75

Рис. V.74

г.Шевченко) составляет 18 тыс. м дистиллята в cytKH, Установка эксплуатируется при температуре кипения морской воды в первом корпусе не выше 100-110° С, чтобы избежать выпадения из морской воды сульфата кальция. Температура кипения в десятом корпусе 40° С.

Выпарной аппарат оригинальной отечественной конструкции (рис. V.74) состоит из греющей камеры U сепаратора 2 и циркуляционного насоса «3. Греющая камера имеет поверхность нагрева площадью

0 ... 115 116 117 118 119 120 121 ... 159