Установка на газообразном топливе для получения дистиллированной и качественной питьевой воды

 

Изобретение относится к одному из методов очистки и опреснения воды путем ее дистилляции в энергетической установке на газообразном топливе (природном, попутном нефтяном, генераторном газе) для получения дистиллированной и из нее качественной питьевой воды. Установка на газообразном топливе для получения дистиллированной и качественной питьевой воды снабжена параллельно расположенными внутри водонагревательных и водоиспарительной емкостей и проходящими через них металлическими теплообменными трубами горения с водяной оболочкой. Внутри верхней части водоиспарительной емкости расположен металлический душ. К теплообменным трубам горения водонагревательной емкости последовательно присоединены металлическая камера сгорания, трубы с шиберами для отвода газообразных продуктов сгорания в атмосферу, теплообменная камера с расположенным внутри нее металлическим баком для плавления водяного льда или снега. Теплообменная камера присоединена к водонакопительному баку соединительной трубой с водяным фильтром. В теплообменные трубы горения водоиспарительной емкости и в дно камеры сгорания вставлены металлические газовые горелки с электроразрядниками. К дну водяного холодильника последовательно присоединены металлическая улавительная камера дистиллированной воды с краном и водяным фильтром. К верхней боковой части корпуса улавительной камеры дистиллированной воды присоединен ресивер с кранами, водяным фильтром и вакуумным насосом. Технический результат изобретения состоит в достижении эффективности работы экологически чистой, мобильной установки на дешевом газообразном топливе. 1 ил.

Изобретение относится к одному из методов очистки и опреснения воды путем ее дистилляции в энергетической установке на газообразном топливе (природном, попутном нефтяном, генераторном газе) для получения дистиллированной и из нее качественной питьевой воды.

Сущность изобретения: опытная установка на газообразном топливе для получения дистиллированной и качественной питьевой воды снабжена параллельно расположенными внутри водонагревательных и водоиспарительной емкостей и проходящими через них металлическими теплообменными трубами горения с водяной оболочкой, расположенными внутри верхней части водоиспарительной емкости металлическим душем, присоединенными последовательно к теплообменным трубам горения водонагревательной емкости металлическими камерой сгорания, трубами с шиберами для отвода газообразных продуктов сгорания в атмосферу, теплообменной камерой с расположенным внутри нее металлическим баком для плавления водяного льда или снега; присоединенным к теплообменной камере и к водонакопительному баку соединительной трубой водяным фильтром; вставленными в теплообменные трубы горения водоиспарительной емкости и в дно камеры сгорания металлическими газовыми горелками с электроразрядниками; присоединенными последовательно к дну водяного холодильника металлической улавительной камерой дистиллированной воды с краном и водяным фильтром, присоединенными последовательно к верхней боковой части улавительной камеры дистиллированной воды металлическими газовой трубой, ресивером с кранами, водяным фильтром и вакуумным насосом.

Использование для получения дистиллированной и из нее качественной питьевой воды в опытной установке на газообразном топливе.

Известна установка [1-3] для получения дистиллированной и качественной питьевой воды, содержащая окруженные теплоизоляцией и соединенные последовательно металлические водонагревательные емкости с соединительными водоподводящими трубами, кранами и водоиспарительную емкость с соединительной пароотводящей трубой, краном и паровоздушным клапаном; присоединенные последовательно к водоподводящей трубе водонагревательной емкости и пароотводящей трубе водоиспарительной емкости металлический водяной холодильник, водонакопительный бак с соединительными водоподводящими трубами и кранами, водяные насос и фильтр; отходящие вниз от водяного холодильника емкости с мешалками и кранами для сбора дистиллированной воды и получения из нее качественной питьевой воды путем добавления минеральных солей.

Основными недостатками известной установки являются дороговизна ее эксплуатации из-за больших затрат тепловой и электрической энергии, сложность конструкции, громоздкость и массивность.

Технический результат изобретения состоит в достижении эффективности работы опытной, экологически чистой, мобильной установки на дешевом газообразном топливе, уменьшении громоздкости и массивности установки, конструктивной и технологической новизны установки, менее безопасной эксплуатации установки применительно к условиям северного климата.

Для достижения указанного технического результата опытная установка на газообразном топливе для получения дистиллированной и качественной питьевой воды, содержащая окруженные теплоизоляцией и соединенные последовательно металлические водонагревательные емкости с соединительными водоподводящими трубами, кранами и водоиспарительную емкость с соединительной пароотводящей трубой, краном и паровоздушным клапаном; присоединенные последовательно к водоподводящей трубе водонагревательной емкости и пароотводящей трубе водоиспарительной емкости металлические водяной холодильник, водонакопительный бак с соединительными водоподводящими трубами и кранами, водяные насос и фильтр; отходящие вниз от водяного холодильника емкости с мешалками и кранами для сбора дистиллированной воды и получения из нее качественной питьевой воды путем добавления минеральных солей, снабжена параллельно расположенными внутри водонагревательных и водоиспарительной емкостей и проходящими через них металлическими теплообменными трубами горения с водяной оболочкой; расположенным внутри верхней части водоиспарительной емкости металлическим душем; присоединенными последовательно к теплообменным трубам горения водонагревательной емкости металлическими камерой сгорания, трубами с шиберами для отвода газообразных продуктов сгорания в атмосферу, теплообменной камерой с расположенным внутри нее металлическим баком для плавления водяного льда или снега; присоединенным к теплообменной камере и к водонакопительному баку соединительной трубой водяным фильтром; вставленными в теплообменные трубы горения водоиспарительной емкости и в дно камеры сгорания металлическими газовыми горелками с электроразрядниками; присоединенными последовательно к дну водяного холодильника металлической улавительной камерой дистиллированной воды с краном и водяным фильтром; присоединенными последовательно к верхней боковой части корпуса улавительной камеры дистиллированной воды металлическими газовой трубой, ресивером с кранами, водяным фильтром и вакуумным насосом.

На чертеже схематично изображена предлагаемая опытная установка на газообразном топливе для получения дистиллированной и качественной питьевой воды.

Установка на газообразном топливе для получения дистиллированной и качественной питьевой воды содержит окруженные теплоизоляцией (стекловата или минвата) 30 и соединенные последовательно под некоторым наклоном относительно ровной поверхности металлические водонагревательные емкости 15, 28 с соединительными водоподводящими трубами 13, 16, 19, кранами 14, 17, 27, 29 и водоиспарительную емкость 22 с соединительной пароотводящей трубой 21, краном 25 и паровоздушным клапаном 20; расположенный внутри верхней части водоиспарительной емкости 22 металлический душ 18; параллельно расположенные внутри водонагревательных и водоиспарительных емкостей 15, 28, 22 и проходящие их насквозь металлические теплообменные трубы горения 23 с водяной оболочкой; присоединенные последовательно к теплообменным трубам горения 23 водонагревательной емкости 15 металлические камеру сгорания 52, трубы 55, 59 с шиберами 53, 54 для отвода газообразных продуктов сгорания в атмосферу, теплообменную камеру 57 с расположенным внутри нее металлическим баком 56 для плавления льда или снега; присоединенные последовательно к водоподводящей трубе 13 водонагревательной емкости 15 и пароотводящей трубе 21 водоиспарительной емкости 22 металлические водяной холодильник 12, водонакопительный бак 8 с соединительными водоподводящими трубами 3, 10, 61 и кранами 4, 5, 9, 58, водяные насос 2 и фильтр 1; вставленные в теплообменные трубы горения 23 водоиспарительной емкости 22 и в дно камеры сгорания 52 металлические газовые горелки 24, 31 с электроразрядниками; присоединенный к теплообменной камере 57 и к водонакопительному баку 8 соединительной водоподводящей трубой 61 водяной фильтр 60; присоединенные последовательно к дну водяного холодильника 12 металлическую улавительную камеру 37 дистиллированной воды с краном 11 и водяной фильтр 38; присоединенные последовательно к верхней боковой части корпуса улавительной камеры 37 дистиллированной воды металлические газовую трубу 36, ресивер 35 с кранами 26, 34, водяной фильтр 33 и вакуумный насос 32.

Опытная установка работает следующим образом. Водяной фильтр 1 погружается в водоем (море, река, озеро и др.). При помощи водяного электрического насоса 2 природная вода 7 подается по водопроводу 3 в водонакопительный бак 8. Полиэтиленовый поплавок 6 с устройством является регулятором уровня воды 7 в водонакопительном баке 8. Из водонакопительного бака 8 при открытом кране 9 вода 7 самопроизвольно поступает по водопроводу 10 в ниже расположенный водяной холодильник 12. По отходящему от водяного холодильника 12 водопроводу 13 вода поступает в первую водонагревательную емкость (бак) 15, затем по водопроводу 16 во вторую водонагревательную емкость (бак) 28, а по водопроводу 19, водяному душу 18 в водоиспарительный бак 22.

Во вставленные в теплообменные трубы горения 23 с водяной оболочкой газовые горелки 24 подается и поджигается при помощи импульсных разрядников газообразное топливо (попутный, нефтяной, природный, генераторный газ). Атмосферный воздух (газ, кислород) как окислитель поступает в зону горения под действием естественной тяги или принудительного дутья. Пламя горелок 25 и выделяемое тепло направлены внутрь теплообменных труб горения 23. Трубы горения 23 нагреваются и передают тепло через металлические стенки воде и образующемуся водяному пару водонагревательных емкостей 15, 28 и водоиспарительной емкости 22. Образующиеся газообразные продукты сгорания в смеси с остатками воздуха поступают в камеру сгорания 52 и по трубам 55, 59 выводятся наружу в атмосферу. Из водонагревательных емкостей 15, 28 нагретая вода поступает через водяной душ 18 в водоиспарительную емкость 22, где часть ее превращается сразу в пар, а остальная часть дополнительно нагревается.

В электросеть включается вакуумный насос 32. По соединительной газовой трубе 36 вакуумным насосом 32 откачивается воздух из емкости 37 для улавливания дистиллированной воды при закрытом кране 11, водяного холодильника 12 и водоиспарительной емкости 22 и в них создается заданное разрежение ниже атмосферного давления. В водоиспарительной емкости 22 нагретая вода начинает бурно закипать уже при температуре порядка +90С. Образующиеся водяные пары в водоиспарительной емкости 22 направляются по соединительной трубе 21 в верхнюю часть водяного холодильника 12, где охлаждаются, превращаются в дистиллированную воду 39, которая стекает вниз в посеребренный изнутри металлический бак 37. После наполнения бака 37 дистиллированной водой 39 до определенного уровня открывается кран 11 и дистиллированная вода 39 стекает сквозь фильтр 38 в сборник 40. В мерную емкость 42 насыпается определенное количество смеси питьевой минеральной соли. Часть дистиллированной воды 39 при открытом кране 44 подается в мерный цилиндр 42. Кран 44 закрывается. Включается электромешалка 41. В результате перемешивания электромешалкой 41 в мерном цилиндре 42 образуется водно-солевой раствор 43 необходимой концентрации. Открывается кран 47 и дистиллированная вода 39 из сборника 40 подается в сборник 49, наполняет ее на 4/5 объема. Кран 47 закрывается. Открывается кран 46. Определенный объем водно-солевого раствора 43 из цилиндра 42 подается в сборник 49. Кран 46 закрывается. Включается электромешалка 48 сборника 49 и производится полное перемешивание водного раствора до получения качественной питьевой воды 50. Питьевая вода 50 подается потребителю путем открывания крана 51, а дистиллированная вода 39 путем открывания крана 45.

В предлагаемой установке предусмотрено также получение дистиллированной и качественной питьевой воды в зимний период при необходимости из льда и снега. В бак 56 сверху загружаются лед и снег. Аналогично горелкам 24 производится подача и поджиг подаваемого горючего газа в горелке 31. Открывается шибер 53, а шибер 54 закрывается. Отходящие нагретые газообразные продукты сгорания с остатками воздуха поступают в теплообменую камеру 57, нагревают бак 56 со льдом и снегом, выходят по трубе 59 в атмосферу. Находящиеся в баке 56 лед и снег под действием тепла отходящих газообразных продуктов сгорания с остатками воздуха плавятся и превращаются в воду. Дно бака 56 расположено по высоте выше водонакопительного бака 8. Поэтому образовавшаяся вода в баке 56 поступает самопроизвольно при открытом кране 5 и закрытом кране 4 сквозь фильтр 60, по водопроводу 61 в водонакопительный бак 8. Далее установка работает по описанному выше принципу.

Краны 25, 27, 29 периодически открывают для слива загрязненной воды в отведенное место.

Литература

1. А.Б.Авакян, М.В.Санин, Л.И.Эльпинер. Опреснение воды в природе и народном хозяйстве. М.: Наука, 1987, с.42-43.

2. В.Н.Слесаренко. Дистилляционные опреснительные установки. М.: Энергия, 1980, 248 с.

3. Б. В. Некрасов. Основы общей химии. М.: Химия, 1973, т.1, с.135, 147.

4. А.И.Егоров. Приготовление искусственной питьевой воды. М.: Стройиздат, 1988, 112 с.

Формула изобретения

Установка на газообразном топливе для получения дистиллированной и качественной питьевой воды, содержащая окруженные теплоизоляцией и соединенные последовательно металлические водонагревательные емкости с соединительными водоподводящими трубами, кранами и водоиспарительную емкость с соединительной пароотводящей трубой, краном и паровоздушным клапаном; присоединенные последовательно к водоподводящей трубе водонагревательной емкости и пароотводящей трубе водоиспарительной емкости металлические водяной холодильник, водонакопительный бак с соединительными водоподводящими трубами и кранами, водяные насос и фильтр; отходящие вниз от водяного холодильника емкости с мешалками и кранами для сбора дистиллированной воды и получения из нее качественной питьевой воды путем добавления минеральных солей, отличающаяся тем, что она снабжена параллельно расположенными внутри водонагревательных и водоиспарительной емкостей и проходящими через них металлическими теплообменными трубами горения с водяной оболочкой; расположенным внутри верхней части водоиспарительной емкости металлическим душем; присоединенными последовательно к теплообменным трубам горения водонагревательной емкости металлическими камерой сгорания, трубами с шиберами для отвода газообразных продуктов сгорания в атмосферу, теплообменной камерой с расположенным внутри нее металлическим баком для плавления водяного льда или снега; присоединенным к теплообменной камере и к водонакопительному баку соединительной трубой водяным фильтром; вставленными в теплообменные трубы горения водоиспарительной емкости и в дно камеры сгорания металлическими газовыми горелками с электроразрядниками; присоединенными последовательно ко дну водяного холодильника металлической улавительной камерой дистиллированной воды с краном и водяным фильтром; присоединенными последовательно к верхней боковой части корпуса улавительной камеры дистиллированной воды металлическими газовой трубой, ресивером с кранами, водяным фильтром и вакуумным насосом.

РИСУНКИ

Рисунок 1