ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩИХ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ
Анисимов Михаил Юрьевич1, к. т.н., доцент, директор Научно-образовательного центра газодинамических исследований, , e-mail: *****@***ru
Бирюк Владимир Васильевич1, д. т.н., профессор, профессор кафедры теплотехники и тепловых двигателей , e-mail: kirsanov. *****@***ru
Кирсанов Юрий Горгиевич2, заместитель главного конструктора, 46-91-39, e-mail: *****@***ru
Горшкалев Алексей Александрович1, ассистент кафедры теплотехники и тепловых двигателей, , e-mail: agorsh@bk.ru
Угланов Дмитрий Александрович1, к. т.н., доцент, доцент кафедры теплотехники и тепловых двигателей, , e-mail: dmitry. *****@***ru
Ключевые слова: Пресная вода, опреснение воды, вакуумно-дистилляционная установка, теплообменник-испаритель, центробежный парокомпрессор
Разработка способов и технических средств создания простых компактных опреснительных установок относится к актуальным темам исследований. Так как серьезной проблемой является рост потребности в пресной воде вызванной ростом народонаселения, развитием промышленности и земледелия. Так же территориальная неравномерность запасов пресной воды, что делает доставку в засушливые регионы очень дорогостоящей. Решение проблемы лежит в опреснении морской и промышленной воды. Наиболее перспективным способом опреснения является вакуумно-дистилляционный. Представленный в статье способ и тип установки позволяет получить высокое качество воды при минимальном количестве реагентов и сбросе солей в окружающую среду. Использование вакуума обеспечивает кипение воды при низкой температуре, что существенно снижает удельные энергозатраты на опреснение. Разработанная установка является модульной, благодаря чему заданная и текущая производительность регулируются путём увеличения или уменьшения работающих ступеней и изменением частоты вращения вала парокомпрессора.
Сущность выпаривания или дистилляции заключается в том, что морскую воду нагревают до кипения, а выходящий пар собирают и конденсируют. Образуется пресная вода, называемая дистиллятом. Выпаривать воду можно как при нормальных атмосферных условиях, так и при пониженном давлении.
Следует особо отметить, что именно вследствие применения парокомпрессора в составе установки, обеспечиваются их относительно низкие величины удельного энергопотребления. В зависимости от производительности установок величина удельного энергопотребления может составлять от 8,0 кВт. час/тонну дистиллята до 15,0 кВт. час/тонну дистиллята.
Таким образом, данный тип установок является привлекательным по сравнению с другими установками дистилляционного типа и даже по сравнению с установками обратного осмоса, которые работают в условиях повышенной концентрации исходной воды.
Дело в том, что в рассматриваемых установках величина удельной работы сжатия испарившегося водяного пара в парокомпрессоре существенно меньше, чем величина удельной теплоты парообразования воды. Кроме того, парокомпрессор позволяет отказаться от присущего любой другой дистилляционной установке конденсатора, в котором происходит существенная потеря тепловой энергии. Парокомпрессор же, наоборот, обеспечивает возврат тепловой энергии с наиболее низкого потенциального уровня на более высокий потенциальный уровень.
