ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.07.2024
Просмотров: 96
Скачиваний: 0
водятся натурные |
испытания конвективных опреснителей, работающих |
||
с |
естественной и |
принудительной конвекцией. Суть метода |
свстоиі' |
в |
том, что сухой |
воздух при движении вдоль поверхности |
нагретой |
воды увлажняется, а затем влажный воздух, проходя через конденса тор, охлаждается, где выделяется дистиллят. По данным работ/"І0_7 достигнуто повышение производительности в расчете на 1 ио поверх ности испарения на 20-40% по сравнению с обычной солнечной опрес нительной установкой. Сейчас институтом "Узгипросельстроя" раз рабатывается проект солнечных конвективных опреснителей для водо
снабжения пастбищ Кашкадарьинской области.
Одним из основных показателей солнечной опреснительной уста новки является удельная производительность по площади остекления.
Б результате обработки материалов, полученных по 2£ опреснитель ным установкам, работающим в различных странах, И,А. Эйбилнг и Г.
Лёф /-74_7 предложили следующую формулу для определения |
(J |
, |
|||
то |
есть |
|
|
|
|
|
£ = 4,27 |
(0,027 3 |
)І)4 л/ы2сутки, |
(I) |
|
где |
3 - интенсивность |
солнечной |
радиации, ккал/м2 сутки. |
|
|
|
Б последнее время в |
нашей стране и за рубежом ведутся |
иссле |
||
дования возможности применения солнечных нагревателей типа "горя чий ящик" или параболоцилиндрического концентратора в качестве головного подогревателя соленой воды в многоступенчатой опресни тельной установке адиабатического испарения /_7,49_7. При этом в условиях пустынной территории пашей республики использование водо нагревателей с параболоцилиндрическими отражателями является наи более экономичным /“49_7.
Представляет интерес схема маломощной автономной опреснитель ной установки (рис. 6), использующей энергию^солнца и ветра д.“'?5_7Соленая вода подается ветронасосом I в резервуар исходной воды 2
- 47 -
на/юав//еме ѳегора
Рис. 6. Схема маломощной ОпрёсНительноЙ установки, кспользукщей энергии солнца и ветра: 1,8-насосы с приводом от ветроагрегата; 2-бак соленой воды; 3-кондеисатор-і.г.гре ватель; ^-солнечный водонагреватель; 5-испаритель; 6-воздуходувка; 7-ветроаірегэт; S-бак пресной воды.
48 -
иди через конденсатор 3 в солнечный нагреватель 4, где вода нагреватесн до температуры насыщения. Нагретая вода поступает в ис парительную камеру 5 и частично испаряется. Воздуходув’ка 6 с при водом от ветроагрегзта 7 обеспечивает отсос увлажненного воздухаиз испарителя в конденсатор,охландаемый исходной водой, где кон денсируется дистиллят и подается конденсатным ветронасосом 8 в
бак пресной воды S. Неиспарившапся часть соленой воды выбрасывает ся из системы.
/ля оценки экономических показателей существующих солнечных опреснителей следует учесть,что в условиях пустынь стоимость I мэ пресной воды составляет примерно 2,0-3,5 руб., следовательно, стро ительство их более рентабельно, чем доставж. воды автомашинами на ■ расстояние более 25-35 км /~5,б,ІО_7. Однако парниковые солнечные опреснители работают при сравнительно нняких температурах, что при водит к значительным площадям, занятым под установку и огромным ка питальным затратам. В зависимости от солености исходной воды ІО или 40 г/л капитальные затраты составляют 9,3-18,20 руб. на 1мэ воды. Ото ниже удельных капитальных затрат при сборе атмосферных осадков и хранении воды в сардсбях инженерного типа (26,2-50,0 руб/п3), но значительно выше других методов опреснения воды.
Опреснение воды дистилляцией
Проблема водоснабжении методом дистилляции для промышленных, городских и поселковых центров, расположенных на берегу морей, ухе падла практическое решение в опреснительных установках в Красноводске и Шевченко. Возможны также различные варианты применения дистилляцнснных установок для сельскохозяйственного водоснабжения: установки, использующие тепло деиевого природного газа, поскольку
в Туркмении '.ѵ.ектсл огромные запасы газа; многоступенчатые адиа
батные опреснительные установки в блоке с солнечны)/, парвболоцилиндрическим отражателем; установки, использующие энергию ДВС и т.д.
По способу испарения соленых вод дистиллиционные опреснитель
ные установки подразделяются на установки с испарителями кипящего типа (рис. 7а), где для нагрева соленой воды и испарения размещены греющие батареи 4 и установки с адиабатными испарителями соленой воды (рис. 7б), где вода нагревается в подогревателе 3 без кипе
ния и |
далее вводится ь испари -ль 1 и частично испаряется благо |
||
даря |
поддержанию в камере |
давления более низкою, чем давление |
|
насыщения при |
температуре |
воды поступающей в испаритель. Пары |
|
из испарителя |
I поступают |
о |
|
в конденсатор 4, где конденсируются |
|||
и удаляются дистиллятным |
насосом. |
||
Для предотвращения накипеобразования на теплопередающей по
верхности и возможности использования низкопотенциального тепла, установки кипящего типа обычно работают в вакууме. Однако интен сивное образование пены на поверхности кипящего слоя воды приводит
к увеличению уноса капель и засолению дистиллята, что требует при менения сравнительно сложных сепарационных устройств. Наблюдается
нежелательное влияние глубины рассола на/темрературный напор про цесса кипения раствора.
В адиабатных испарителях резко уменьшается накипеобразование
на теллообменной поверхности, так как вода в подогревателе не ки пит и движется с относительно высокой скоростью (1,8-2,0 м/сен),
что также тормозит выделение накипи. Характерной чертой одноступен чатых установок является большой расход тепла (612-697 ккал на
1 кг дистиллята). Поэтому применение их оправдывается лишь в тех случаях, когда имеется достаточное количество сбросного тепла, пригодного для нсішльзования в испарителях.
- 50 -
Irис * 7. Схема дистилляционных установок кипящего (а) и адиабатного (б) типов: 1-исцаритель; 2-конденсатор j 3-оснозной подогреватель; Ч~греющая батарея.
Рис. В. Качественное изменение в росте многоступенчатой кипящей испарительной (I) и адиабатной (2) оп- 'ресвитальных установок.
Экономичность работы диотилляционных установок резко повы
шается при организации многоступенчатого испарения соленой воды- В многоступенчатой испарительной установке кипящего типа все теп
ло вторичного пара первой ступени используется для образования па ра во второй ступени и т.д. Такие установки могут быть включены в работу с параллельным или последовательным питанием кипящих испа рителей.
В установках с последовательным питанием коэффициент продук
тивности первой ступени значительно меньше последующих. Это объяс няется тем, что в данном случае в перзой ступени приходится затра чивать большое количество тепла на нагревание всей исходной воды, нроходящей через опреснительную установку. Вследствие чего умень шается количество тепла, которое можно использовать в последующих ступенях. Это ограничивает возможность увеличения числа ступеней испарителя, уменьшаются возможности повышения степени регенерации тепла, следовательно, возрастает удельный расход греющего пара в установке. Однако, в установках с параллельным питанием возникает трудность в регулировании уровня рассолав испарителях, увеличи вается число рассольных насосов и появляется возможность образова ния сульфатной накипи в первой ступени. і
Ьолее подробного анализа работы кипящих испарительных устано
вок не приводится, так как перспектива их применения для'опресне ния воды в будущем ограничена в связи с появлением более совершен
ных многоступенчатых адиабатных |
опреснительных установок (.МАОА), |
||||
что наглядно' показано на рис. |
8 C ^^J, |
|
|
||
В МАО;/ отчетливо проявляется простота в конструктивном ис |
|||||
полнении большого |
числа |
ступеней П „ Кроме того, |
имеется |
возмож |
|
ность увеличения |
П при |
малом |
перепаде температур |
между |
ними, |
походящей до г,0°С. Понижается |
интенсивность отлокения накипи на |
||||
- 52 -
теплопередающих поверхностях и коррозия трубопроводов и насосов. Число ступеней в МАОУ при одной и той не интенсивности теплооб
мена |
может быть принято сравнительно большим в отличие, от вйпар- |
||||
ных |
аппаратов, |
где увеличение |
П жестко |
связано со |
снижением |
интенсивности |
теплоО<;Ѵ.ена. |
' . |
|
|
|
|
Сейчас имеются различные |
схемы МАОУ |
бтличающиеся |
кратностью |
|
испарения, количеством рециркулирующих контуров, местом подключе ния рециркулирующего рассола и питанием групп конденсаторов. Б МАОУ в отличие от многоступенчатых кипящих установок тепло вторич ного пара используется не для непосредственного нагрева испаряю
щей воды |
в последующей ступени, а аккумулируется в охлаждающей |
|
У |
воде'. |
' |
Конструкция МАОУ проточного типа (рис. 9а) довольна проста. Из-за незначительного повышения концентрации исходной воды в ап парате, расход на очистку теплообменных поверхностей сравнитель но мал, благодаря чему они в основном применяются на судах. Сей час отечественной промышленностью освоено производство автомати зированной пятиступенчатой установки проточного типа производи тельностью ІО т/чсс.
' Удельный выход дистиллята в установках проточного типа из
одного прохода исходной воды через испарители может быть представ лен с достаточной степенью точности в виде•
• где Ср - теплоемкость |
охлаждающей |
воды-, ккал/кгстС ; £> -мапси- |
|||
|
ыальнап температура |
ы-- ;ѵ;ходе из подогревателя, °С; |
|||
t M- температура |
насыщения пара в последней ступени, |
°С; |
|||
V |
среднее значение |
скрытой |
теплоты парообразования в сту |
||
|
пенях, ккал/кг. |
|
|
|
|
Из |
выражения (2) |
следует,что |
^ практически определяется пе |
||
репадом |
так |
как |
Е ^ изменяется незначительно. Если |
||
учесть, |
что в практике |
|
=6 О Ю 0 ° С , тс величина О |
за |
|
