Вода от растворенных солей может отделяться переводом ее в твердую фазу вымораживанием или образованием газогидратов.[ ...]
Вымораживание основано на использовании явления разделения кристаллов пресного льда и рассола при замерзании соленой воды. Температура замерзания рассола ниже температуры замерзания чистой воды и зависит от концентрации солей. Поэтому в твердое состояние вначале переходит чистая вода, а рассол в виде вакуолей оказывается включенным в массу пресного льда.[ ...]
С увеличением температуры окружающей среды первыми в жидкое состояние переходят включения рассола, которые дренируют массу льда и вместе с частью растаявшего пресного льда сбрасываются в сток. Когда температура окружающей среды повышается до 0,5—4° С, остается рыхлая масса пресного льда, при таянии которого и получается пригодная для использования пресная вода.[ ...]
Опреснение вымораживанием выгоднее дистилляции, поскольку скрытая теплота льдообразования (плавления) составляет всего х/7 скрытой теплоты парообразования. При этом, однако, следует учитывать, что в настоящее время стоимость энергии, затрачиваемой на получение холода, выше стоимости энергии, расходуемой для получения тепла. Также дорого обходится отделение пресного льда от рассола. Поэтому целесообразно использование природного холода в районах со стабильной низкой температурой в зимнее время [132, 133].[ ...]
Наиболее экономичным с точки зрения энергетических затрат является непосредственное вымораживание, в котором используется прямой контакт опресняемой воды с жидким холодильным агентом, таким как пропан, бутан, фреоны и др [123, 134]. Испарение хладагента происходит за счет выделяющейся скрытой теплоты образования льда. Из полученной суспензии пресные кристаллы льда выделяются, отмываются и плавятся. Этот процесс положен в основу опытной опреснительной установки производительностью 56,5 м3 пресной воды в сутки, построенной в Райтсвилл-Бич (США) [135]. Поступающая на опреснение морская вода (рис. 277) предварительно деаэрируется, фильтруется, охлаждается в теплообменнике прямым контактом с потоком углеводорода, охлажденного уходящей из системы пресной водой и рассолом, а затем поступает в кристаллизатор, где смешивается с жидким бутаном.[ ...]
В этом процессе основное внимание уделялось управлению ростом кристаллов льда. При тщательном контроле скорости испарения бутана удалось создать условия, при которых в переохлажденном рассоле предотвращалось образование большого числа центров кристаллизации.[ ...]
Отмытые от .рассола кристаллы льда подвергаются плавлению. Для этого пары хладагента отсасываются из испарителя (замораживателя) и сжимаются в компрессоре, а затем нагнетаются в конденсатор-плавитель. Парообразный хладагент конденсируется и за счет выделяющейся теплоты конденсации плавит лед. Смесь конденсированного хладагента и воды, полученной в результате плавления льда, направляется в резервуар, где происходит разделение на слои двух несмешивающихся жидких фаз: агента и пресной воды. Сконденсированный агент вновь направляется в испаритель, а пресная вода, пройдя теплообменник и охладив поступающую на опреснение соленую воду, уходит из системы.[ ...]
По расчетным данным, на установке такого типа производительностью 37 800 мъ ¡сутки при температуре исходной воды 21° С потребление электроэнергии составит 7,27 квт-ч/м3.[ ...]
Способностью образовывать газогидраты обладают предельные углеводороды (метан, этан, пропан), их галоидные дериваты (фреоны), хлор, углекислый газ и другие вещества [137].[ ...]
Поведение системы гидратообразующий агент — вода изображается фазовыми диаграммами, представленными на рис. 278 [138]. На всех линиях, диаграмм система находится в равновесии. Характерными точками являются А и В [137]. Точку А называют четверной, поскольку в ней присутствует четыре фазы (гидрат, жидкая вода, жидкий агент и газ — система нонвариантна), или же критической, так как при любых давлениях, больших чем в точке А, гидраты не образуются. В точке В находятся в равновесии гидрат, лед, жидкая вода и газ. Линия АС представляет собой кривую давления паров трехфазной системы (жидкий агент, жидкая вода и пар), она почти совпадает с кривой давления паров для чистого агента. В области давлений выше линии конденсации AC (III, IV, VI) агент существует только в виде жидкости, а ниже AC (I, II, V) — в виде газа.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Установка для получения пресной воды методом вымораживания |
 |
| Схема опреснительной установки в Райтсвилл-Бич |
 |
| Фазовые диаграммы для систем |
 |
| Температура разложения гидрата пропана и льда в растворе хлористого натрия |
|
| Потоковая схема установки для опреснения морской воды при помощи гидратов пропана |
 |
Аналогичные главы в дргуих документах:
| См. далее:Опреснение воды переводом ее в твердую фазу |