Использование барабанов пленочного испарения при опреснении
Дата: 13/01/2023
Тема: Альтернативные источники энергии


Виталий Узиков, инженер  

Барабаны пленочного испарения (БПИ) разрабатывались для концентрирования жидких радиоактивных отходов, однако принципы выпаривания растворов, заложенные в основу функционирования этих аппаратов, могут применяться и во множестве других отраслей промышленности. Встраивание БПИ в многоступенчатые выпарные установки наряду с использованием возобновляемых источников солнечной энергии и ветра позволит создать конкурентоспособную технологию опреснения, в которой не используются дорогостоящие расходные материалы и нет необходимости в централизованных источниках электроснабжения. 



Солнечная энергия и вода — два самых распространенных ресурса на Земле. И тем не менее, нехватка воды и энергии — две основные глобальные проблемы, стоящие перед современным обществом. Прямо сейчас почти пятая часть населения мира проживает в районах с нехваткой воды, а еще 1,6 миллиарда человек живут в районах с экономической нехваткой воды из-за технических или финансовых ограничений на получение пресной воды, даже если вода доступна. Это обстоятельство станет гораздо более серьезным к 2025 году, когда, по прогнозам, две трети населения мира будут испытывать нехватку воды, согласно Докладу Организации Объединенных Наций о развитии водных ресурсов мира в 2012 году. Таким образом, технология, которая сочетает в себе преимущества производства пресной воды, легкий доступ и экономичное потребление энергии, представляет большой интерес для решения этого глобального водного кризиса, особенно для людей, живущих в автономных районах [1]. 

Практически неограниченным ресурсом, составляющим 97,5 % от всей воды на Земле, является морская вода, однако большое содержание растворенных солей создает проблему для её использования в хозяйственных нуждах и в качестве питьевой воды. 

Поэтому неудивительно, что одним из основных решений проблемы нехватки пресной воды, в частности, на Ближнем Востоке, стало строительство на прибрежных участках больших промышленных установок опреснения  морской воды.

Однако промышленное опреснение воды в больших масштабах не панацея для решения проблемы необеспеченности отдельных регионов мира пресной водой. Как показывают последние исследования ученых, опубликованные ООН, опреснительные заводы, которых на земле насчитывается порядка 16 тысяч, производят больше токсичных отходов, чем собственно питьевой воды. Соленая суспензия или рассол, в котором находятся удаленные из воды растворенные соли, содержит большое количество меди и хлора и после опреснения выбрасывается обратно в океан или море. Сверхсолевое вещество становится еще более токсичным из-за химических веществ, используемых в процессе опреснения, сообщили исследователи в журнале Science of the Total Environment. В результате в месте выбросов образуются мертвые зоны — огромные участки воды, лишенной кислорода, где не выживают ни растения, ни морские животные, которые получают кислород из воды. Кроме того, отравленная вода повышает температуру прибрежных вод. Причем объем сбрасываемых отходов в полтора раза превосходит объем полученной пресной воды. Таким образом, в целом объем отходов опреснительного производства во всем мире ежегодно достигает 50 миллиардов кубометров токсичных выбросов. Такого количества рассола хватило бы, чтобы покрыть всю площадь штата Флорида 30-сантиметровым слоем. Более половины всех солевых отходов, согласно представленным данным, производят нефтяные страны: Саудовская Аравия (22%), Объединенные Арабские Эмираты (20,2%), Кувейт (6%), Катар (5,8%) [2].

Однако совершенно отказаться от опреснительных установок в настоящее время не представляется возможным, так как население многих стран, в том числе в Африке, на Ближнем Востоке и на островных государствах, зависит от опреснительных установок. По данным ООН, примерно каждый четвертый человек живет в регионах, где имеется дефицит водных ресурсов. Ожидается, что с глобальным потеплением ситуация станет хуже из-за истощения водоносных горизонтов.

Отмечается, что с 2015 года в ежегодном «Глобальном докладе о рисках» Всемирного экономического форума неизменно причисляются «водные кризисы» к числу глобальных угроз. Дефицит воды вызван многими причинами, в том числе и ежегодно увеличивающимся населением планеты [2]. Используемая сейчас промышленная технология удаления соли из воды существует с 1960-х годов. Возможно, назревшую проблему отравления водных ресурсов поможет решить новая технология опреснения с нулевым сбросом жидкости.

Обычно применяемые технологии не позволяют полностью выпаривать воду до солевого остатка. Наиболее сложной проблемой, связанной с высокой степенью концентрирования солей, является накопление солевых отложений на поверхности нагрева, что создает серьезные проблемы, связанные с теплопередачей и необходимостью частой отмывки  или механической очистки греющих поверхностей.

Отложение солей на греющих поверхностях не дает возможность обеспечить непрерывность и устойчивость процесса выпаривания, что приводит к увеличению эксплуатационных расходов и снижению производительности и эффективности выпарных установок.

Предлагаемая технология выпарных аппаратов на базе барабанов пленочного испарение (БПИ) [4, 5, 6], обеспечивающими возможность многоступенчатого упаривания и непрерывную механическую очистку греющей поверхности от отложений  позволят достичь решения важнейшие проблем солнечного опреснения

 - создание технологии опреснения с нулевым сбросом жидкости (ОНСЖ)

- процесс опреснения  с нулевым углеродным следом

- простота эксплуатации без сложных сооружений и сложного оборудования

- использование принципа многоступенчатости опреснения.

Задача обеспечения нулевого сброса жидкости решается в два этапа. На первом этапе производится выпаривание раствора в БПИ до уровня высококонцентрированного рассола (~300 г/л, что примерно соответствует солесодержанию в Мертвом море), из которого при минимальных затратах может быть удалена вся несвязанная вода и получена сухая соль, обеспечивая при этом минимизацию проблем, связанных с солеотложением на поверхностях в выпарных аппаратах и в сливных трубопроводах. На втором этапе полученный высокосолевой раствор упаривается до состояния сухой соли на открытой и подогреваемой снизу площадке, где обеспечивается удаление влаги из рассола в окружающий воздух как из-за инсоляции на площадку, так и из-за подогрева площадки за счет подвода греющего пара, отбираемого из последней ступени БПИ.

Таким образом, новая конструкция солнечного опреснителя открывает возможности для более экологичного опреснения ОНСЖ, в том числе для обработки рассолов с высоким содержанием солей на традиционных опреснительных установках, а также для очистки промышленных сточных вод с высоким содержанием солей.

 

Новый тип солнечных опреснителей

Известно много типов испарителей, которые могут использоваться для дистилляции, однако для проблемы энергоэффективной солнечной дистилляции соленой воды с нулевым расходом жидкости предлагается использовать новый тип испарителей - БПИ.

Учитывая обильные, возобновляемые и широко распространенные ресурсы солнечной энергии и источников воды, этот экологически чистый процесс с нулевым углеродным следом и простота эксплуатации без сложных сооружений делает солнечное испарение одной из наиболее многообещающих технологий для производства и преобразования чистой воды и энергии. Рассматриваемая солнечная опреснительная многоступенчатая установка (автономная солнечная опреснительная установка на базе барабанов пленочного испарения – АСОУ-БПИ) предназначена, прежде всего, для бытового (частного) и, возможно, коммерческого использования в странах с жарким климатом, недостатком пресной при наличии соленой воды.

Реализуемость описанной технологии опреснения проверялась расчетными оценками для благоприятных условий жаркого засушливого климата, советующих климату в г. Каир (Египет) [3], (Рисунок 1).

Рисунок 1  Общая инсоляция по месяцам года (от декабря до января) и времени суток для города Каир, Египет.

Как видно из диаграммы на рисунке, в таком жарком засушливом регионе как Египет максимальная инсоляция на горизонтальной поверхности в летние месяцы может достигать 1,1 кВт/м2, поэтому максимальные расчетные оценки эффективности привязаны к локации Ближнего Востока.

Для наиболее эффективного использования солнечной энергии и с целью упрощения и удешевления конструкции выбран параболический рефлектор с одной осью отслеживания (Рисунок 2)

Рисунок 2 – Параболический рефлектор с одной осью отслеживания.  

Источником электроэнергии для привода поворота рефлектора в течении дня, приводов вращения БПИ, электромагнитных клапанов и системы контроля и управления может служить как централизованное электроснабжение, так и автономные источники электроэнергии, например фотогальванические коллекторы (Рис.3).

Рисунок 3   Применение фотогальванических коллекторов. (Фото  DOE/NREL, Warren Gretz)

Одним из важных преимуществ выпарных аппаратов на базе БПИ является возможность модульности дизайна, когда отдельные унифицированные модули барабанов пленочного испарения  (МБПИ) [4, 5, 6]  могут включаться в технологическую схему  как параллельно, так и последовательно, обеспечивая при этом заданную производительность и возможность выбора источника энергии, в том числе с нулевым углеродным следом (например, солнечная энергия или энергия ветра).

 

Особенности конструкции МБПИ

Конструкция МБПИ проста и технологична в изготовлении, так как основными элементами являются трубы большого диаметра, в том числе и обычные стандартные трубы, имеющие относительно низкую стоимость.

При широком использовании модульных выпарных установок, массовость производства модулей обеспечит низкие затраты на их производство и, соответственно,  стоимость унифицированных МБПИ, в значительной степени определяющих общую стоимость солнечных опреснительных многоступенчатых установок (АСОУ-БПИ).

МБПИ представляет собой горизонтальный пленочный выпарной теплообменный аппарат с вращающимся обогреваемым барабаном. [4, 5, 6]. Внутри барабан частично заполнен выпариваемой жидкостью, которая при вращении барабана создаёт плёнку на внутренней поверхности. При подводе тепла на внешнюю поверхность вращающегося барабана и непрерывном отводе пара из барабана это плёнка интенсивно испаряется. Аналогичный процесс происходит в лабораторных роторных испарителях при выпаривании растворов [8], когда вакуумированием обеспечивается отвод пара из колбы и внешний подвод тепла к наружной поверхности колбы со стороны горячей жидкости, в которую частично погружена вращавшаяся под углом к горизонту колба Рис.4.  

Рисунок 4 – Роторный испаритель модель LRE-20 (LABOAO)

На Рисунке 5 можно проследить отличие конструкции МБПИ от роторного испарителя, которое заключается в том, что вместо вращающейся под углом к горизонту стеклянной колбы используется горизонтальный металлический барабан (поз. 1) на подшипниковых опорах (поз. 2), что позволяет при его вращении обеспечивать непрерывную очистку внутренней греющей поверхности от солевых отложений под уровнем жидкости (поз. 3), например, перекатываемым чистящим элементом, выполненным в виде стержня со шнековой навивкой (поз.4,). Постоянный контакт острых кромок навивки с поверхностью барабана не позволяет образовываться устойчивым солевым отложением на внутренней теплообменной поверхности, а вращение шнека при вращении барабана обеспечивает перемещение образующихся твердых солевых осадков к месту периодической выгрузки солевого концентрата (поз. 5), которая осуществляется по отводящей трубке (поз. 6) при достижении заданной концентрации солей.  Это дает возможность поддерживать греющую поверхность в чистоте, обеспечивая тем самым непрерывность технологического цикла упаривания раствора. При периодическом сливе концентрата по отводящей трубке  его потеря, автоматически восполняется подачей раствора на упаривание. Отбор концентрата и подача раствора производятся на противоположных участках барабана, поэтому обеспечивается сохранение высокой  концентрации соли в сливаемой порции рассола. Скорость вращения барабана выбирается из условия повышения концентрации солей в пленке до оптимальных значений и обеспечивается мотор-редуктором с электроприводом (поз.7), которые также входят в комплект выпарного модуля. Как и в роторных испарителях, барабан лишь частично заполняется упариваемым раствором (поз. 3), уровень которого поддерживается постоянным с помощью поплавкового клапана  (поз. 8), установленного на подводящей трубке (поз. 9).

Вид продольного разреза МБПИ с греющей паровой рубашкой и шнековым элементом для очистки греющей поверхности показан на Рис.5

Рисунок 5 – Конструкция МБПИ с греющей паровой рубашкой и шнековым элементом для очистки греющей поверхности

Конструктивное исполнение модуля МБПИ с греющей паровой рубашкой включает каркас (поз. 10) с установленными в нем цилиндрическим герметичным корпусом (поз. 11) с днищами на фланцевых соединениях (поз. 12) и привод вращения БПИ (поз. 7). Слив дистиллята, образующегося после конденсации греющего пара на внешней поверхности барабана, происходит через отводящую трубку (поз. 13). Подвод греющего пара в МБПИ осуществляется через патрубок (поз.14), а отвод вторичного пара – через патрубок (поз. 15).

 

Дизайн автономной солнечной опреснительной установки на базе БПИ (АСОУ-БПИ)

Солнечная опреснительная установка выполняется по схеме многоступенчатой опреснительной установки, когда пар, произведенный  с использованием концентрированной энергии инсоляции в БПИ  первой ступени становится греющим паром в паровой рубашке МБПИ первой ступени, который входит в блок, например, из трех МБПИ, соединенных по последовательной схеме. При этом пар, произведенный  в одной из ступеней становится греющим паром для последующей ступени, что обеспечивает кратное увеличение производительности при тех же самых затратах тепловой энергии. Пар, произведенный в последней ступени МБПИ, при конденсации частично используется для подогрева исходной воды перед поступлением в выпарные барабаны, а частично подогревает концентрат соли для его осушки на открытом воздухе.

Технологическая схема солнечной многоступенчатой опреснительной установки с указанием потоков приведена на рисунке 6

Рисунок 6 – Технологическая схема АСОУ-БПИ

Управление процессом опреснения заключается в изменении положения параболического рефлектора с одной осью для отслеживания при движении солнца, а также в периодическом открытии электромагнитных клапанов для слива концентрата на отрытую площадку с целью его осушения и получения сухой соли. Слив концентрата производится порциями после достижения солесодержания ~ 300 г/л.  Объем сливаемых порций зависит от частоты выгрузки и оптимизируется исходя из реальных условий эксплуатации.

Слив конденсата из греющих рубашек модулей и теплообменника рекуператора не требует управления, так как производится через пассивные элементы - термодинамические конденсатоотводчики [7]. Поддержание уровня жидкости в барабанах осуществляется автоматически с помощью поплавковых клапанов. Движение потоков жидкости обеспечивается созданием гидростатического давления  при подъеме емкости исходной воды, а также  нахождением приемной емкости конденсата в нижней точке опреснительной установки. Эти особенности обеспечивают простую систему управления процессом без вмешательства обслуживающего персоналом.

Пожалуй, единственным участком опреснительной установки, который может потребовать особого внимания при обслуживании, является площадка осушения соли, так как её периодически придется очищать от сухого продукта. Очистка может производиться как с использованием ручного труда, так и автоматически, с использованием механических щеток с электроприводом для их перемещения по площадке.

Внешний вид 3D модели АСОУ-БПИ производительностью до 200 литров в час представлен на Рисунке 7.

Рисунок 7 – 3D модель автономной солнечной опреснительной установки АСОУ-БПИ производительностью до 200 литров в час

Обогрев барабана первой ступени производится солнечной энергией, сконцентрированной параболическим рефлектором (поз. 1), выполненным в виде желоба. Для более полного поглощения тепловой энергии внешняя поверхность этого барабана имеет светопоглощающее покрытие (поз. 2), например, алюминиевая поверхность барабана покрывается чёрной краской, что обеспечивает поглощение свыше 90% падающего на неё излучения [9]. При максимальном лучистом тепловом потоке  I = 1,02 kW/m2 параболический рефлектор площадью A = 38 m2 фокусирует на барабан QБПИ = 35,2 kW лучистой энергии, что с учетом степени черноты поверхности барабана ε' соответствуют тепловой мощности на испарение Qev ~32 kW, обеспечивающей производительность по пару
m = 52,05 kg/h при давлении P =0,175 MPa.

Обогрев барабанов следующих ступеней МБПИ производится греющим паром предыдущей ступени. При этом происходит его конденсация на внешней поверхности барабана, а стекающий в греющую рубашку конденсат отводится самотеком через термодинамический конденсатоотводчик [7] в полость  под площадкой осушения соли (поз. 9, Рис 7). Сгенерированный солнечной энергией пар из БПИ первой ступени гибкому шлангу поступает в блок из 3-х МБПИ, соединенных последовательно (поз. 3). При полной автономности установки вращение всех БПИ обеспечивается либо мотор-редукторами (поз. 4) за счет энергии солнечных панелей (поз. 5), либо за счет механической энергии ветряка. В самом простом варианте (без воздушного компрессора) вода на упаривание поступает в БПИ из бака, находящегося на возвышении (поз. 6) после предварительного подогрева в паровом водонагревателе (поз. 7). Греющий пар для этого водонагревателя отбирается из последней, третьей ступени МБПИ и частично конденсируется в нем. Остаток пара в составе пароводяной смеси направляется в полость под площадкой осушения соли (поз. 8), где конденсируется, нагревая и осушая солевой концентрат на площадке  осушения (поз. 9). В эту же полость по трубкам с термодинамическим конденсатоотводчиком сливается весь горячий конденсат из всех БПИ. После частичного охлаждения суммарный поток конденсата из установки АСОУ-БПИ сливается из полости под площадкой осушения в ёмкость для приема дистиллята (поз. 10).

В представленной конструкции солнечного опреснителя рассматривается четыре ступени испарения, на первой из которых пар генерируется солнечной энергией, а на последующих 3-х ступенях МБПИ для производства вторичного пара используется пар предыдущей ступени, имеющий большее давление и, соответственно, температуру, чем генерируемый в этой ступени пар.

На Рис.8 подробнее показана конструкция выпарного модуля с БПИ, нагреваемого солнечным параболическим рефлектором. Внешняя поверхность БПИ покрыта светопоглощающей краской [9] (поз. 1). Параболический рефлектор и БПИ первой ступени установлены на подшипниковых опорах (поз, 2), позволяющих им вращаться. Вода на упаривание поступает по гибкой трубке (поз. 3), а концентрат соли отводится через трубку (поз.4.) с электромагнитным клапаном SV (поз. 12). Сгенерированный в БПИ пар отводится в блок из трех МБПИ через патрубок (поз.5) и гибкий паропровод (поз. 6). Для поддержания патрубка (поз.5) в строго вертикальном положении при повороте параболического рефлектора   служит груз (поз. 7). Подвод воды на выпаривание производится через поплавковый клапан (поз. 8), сто позволяет поддерживать в БПИ постоянный уровень жидкости (поз. 9). Вращение этого БПИ обеспечивается мотор редуктором (поз. 10), а очистка от солевых отложений производится перекатывающимся стержнем с навивкой под уровнем жидкости (поз. 11). После достижения требуемой концентрации соли, порция рассола сливается на площадку осушения периодическим открытием электромагнитного клапана (поз. 12).

Рисунок 8 – Конструкция выпарного модуля с БПИ, нагреваемого солнечным параболическим рефлектором

Внешний вид обвязки трубопроводов в солнечном опреснителе показан на Рисунке 9.

Рисунок 9 – Внешний вид обвязки трубопроводов в солнечном опреснителе

Подсоединение парового водонагревателя к трубопроводам показано на Рис.10

Рисунок 10 – Подсоединение парового водонагревателя к трубопроводам

В паровой водонагреватель (поз.1) подаваемая на упаривание вода из емкости поступает по  трубе (поз.2) в трубное пространство горизонтального кожухотрубного теплообменника, а после подогрева через трубку (поз. 3)  раздается по всем БПИ. Для обогрева исходной воды используется вторичный пар последней ступени МБПИ, подаваемый через паропровод (поз.4) в межтрубное пространство парового водонагревателя. После частичной конденсации пароводяная смесь направляется по трубопроводу (поз. 5) в полость под площадкой осушения солевого концентрата (поз. 2, Рис. 11).

На Рисунке 11 показана конструкция участка осушения солевого концентрата, включающего отрытую площадку для осушения (поз. 1), на которую по трубкам (поз.3 и 4) периодически сливается солевой концентрат после открытия  электромагнитах клапанов (поз. 8). Под площадкой для осушения расположена полость подогрева (поз. 2) в которой конденсируется оставшийся пар после прохождения парового водоподогревателя, поступающий по трубе (поз. 6).  Так же в эту полость по трубе (поз. 5) сливается горячий конденсат.

Рисунок 11 – Конструкция участка осушения солевого концентрата

Суммарный поток конденсата из полости подогрева площадки осушения (поз. 2) сливается по трубке (поз. 7) через термодинамический конденсатоотводчик (поз. 9) в емкость сбора дистиллята.

Подробный тепловой расчет многоступенчатой солнечной выпарной установки приведен в [10] (https://infoingenering.ru/solardesalination/ ).

Представленный выше дизайн 3-х ступенчатой солнечной опреснительной установки на базе DFEM даёт возможность для дальнейшего повышения её эффективности и производительности. При повышении давления производимого пара в DFEM первой ступени, обогреваемого солнечным параболическим рефлектором, появляется возможность увеличения количества последовательно соединённых ступеней DFEM и соответствующего повышения производительности по опреснённой воде при той же площади солнечного параболического рефлектора. Для этого гидростатическое давление исходной соленой воды в установленной на возвышении ёмкости заменяется давлением газовой подушки в этой емкости, которое создаётся небольшим компрессором (Рисунок 12).

Рисунок 12 – Емкость соленой воды под давлением воздушного компрессора

Кроме того, установка может быть существенно упрощена, снижена её стоимость и энергопотребление, если в качестве приводов вращения барабанов будут применяться не электродвигатель с мотор-редуктором, а используется энергия ветра, передаваемая барабанам через зубчатую передачу от ветряков. При этом положительным фактором для такого дизайна является то, что вращения барабанов будет продолжаться не только днём, когда есть электропитание от солнечных батарей, но и ночью, что позволит очищать греющую поверхность от солевых отложений даже тогда, когда выпарная установка не работает по своему назначению, например ночью (Рисунок 13).

Рисунок 13 – Емкость соленой воды под давлением воздушного компрессора

При повышении давления в емкости холодной воды до 0,6 МПа потенциала давления греющего пара хватает на 10 ступеней МБПИ (Рисунок 14) и, соответственно, повысится производительность
при 0,5 м3/ч (Рисунок 15).

Рисунок 14 – Снижение давления греющего пара по ступеням МБПИ

Рисунок 15 – 10-ти ступенчатый автономный солнечный опреснитель

 

Оценка экономической эффективности предлагаемой технологии солнечного опреснения

К достоинствам предлагаемой технологии можно отнести практически полное отсутствие эксплуатационных расходов, так как полностью отсутствуют расходные и сменяемые материалы (сорбенты, мембраны, фильтроматериалы, химикаты, включая токсичные и т.д.). Единственной регулярной операцией, которая может потребовать вмешательства человека, является очистка площадки осушения от сухой или полусухой соли, однако и эта операция может быть легко автоматизирована.

Конструкция элементов достаточно проста в изготовлении и транспортировке, а модульность установки позволяет существенно снижать стоимость отдельных МБПИ при массовом производстве.

Очень грубая калькуляция стоимости установки при прогнозируемой производительности позволяет оценить её экономическую эффективность. Стоимость 10-ти ступенчатой конструкции опреснительной установки при массовом производстве прогнозируется ~50 тыс.$.

Для жарких регионов при среднегодовой инсоляции 2300 (kWh)/m2 в среднем за день должно опресняться ~ 5 m3 воды, а за год 1750 m3. При прогнозируемом сроке службы 60 лет может быть произведено 105 тыс. m3 опресненной воды. Тогда при прогнозируемой стоимости установки 50 тыс.$ удельные затраты на производство воды составят ~ 0.47 $/m3. С учетом простоты обслуживания, отсутствия потребности в расходных материалах эти затраты могут быть приемлемыми.

Кроме того, имеется еще один важный довод для применения таких установок. Этот солнечный опреснитель не только полностью энергетически автономен (не привязан к централизованным источникам электроснабжения), не имеет углеродного следа и работает по технологии опреснения  с нулевым сбросом жидкости (ОНСЖ), но он еще и всеяден и может опреснять и утилизировать рассолы,  получаемые на промышленных опреснительных установка по технологии обратного осмоса. Этим он может решить острейшую экологическую проблему образования «мёртвых зон» в местах сброса рассола. Кроме того, солнечная опреснительная установка, занимающая площадь 200 м2 и производящая до 0,5 м3/ч обессоленной воды может обеспечить капельным орошением до 5000 м2 сельскохозяйственных земель.

 

Заключение

Расположенная на площади 200 м2 автономная опреснительная установка на базе барабанно-пленочных испарителей с нулевым расходом жидкости, работающая только от энергии солнца и ветра, производит пресную воду из морской воды, которой достаточно для капельного орошения и озеленения 5000 м2 засушливых земель.

Предлагаемая технология испарителей на основе барабанов пленочного испарения (БПИ), обеспечивающая возможность многоступенчатого выпаривания и непрерывной механической очистки поверхности нагрева от отложений, поможет решить важнейшие задачи солнечного опреснения:

— создание технологии обессоливания с нулевым сбросом жидкости;

— процесс опреснения с нулевым углеродным следом;

— простота эксплуатации без сложных сооружений и сложного оборудования;

— нет необходимости в дорогих и высокотехнологичных расходных материалах;

— использование принципа многоступенчатости выпаривания. 

Солнечный опреснитель не требует предварительной подготовки воды и может опреснять воду любой минерализации и состава солей.

Очистку поверхности нагрева от солевых отложений можно произвести с помощью энергии ветра.

Сухую морскую соль, полученную в дистилляторе, можно использовать или легко утилизировать.

Предлагаемая конструкция установок позволяет организовать их производство практически на любом машиностроительном предприятии.

Основные элементы изготовлены из стандартных алюминиевых труб большого диаметра.

Габаритные размеры элементов опреснительной установки удобны для транспортировки и монтажа.

 

Список источников

1.       Chaoji Chen, Yudi Kuang, Liangbing Hu,  Challenges and Opportunities for Solar Evaporation, Joule, Volume 3, Issue 3, 20 March 2019, Pages 683-718

2.       Современные опреснительные установки загрязняют океан токсичными отходами, считают ученые./ https://voda.org.ru/news/science/sovremennye-opresnitelnye-ustanovki-zagryaznyayut-okean-toksichnymi-otkhodami-schitayut-uchenye/

3.       William B. Stine, Michael Geyer, Power From The Sun. Part 2. Solar Collectors / https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=68277

4.       Film evaporation drum, Patent RU 2761207 C1, 2021.

5.       Emission installation for concentration of liquid solutions. Patent RU 2619768 C1, 2021.

6.       Concentration of liquid solutions, Patent RU RU 2488421 C1, 2012.

7.       Bhatia A., Overview of Steam Straps, / https://www.cedengineering.com/userfiles/Overview%20of%20Steam%20Traps-R1.pdf

8.       Шарп Дж., Госни И., Роули А. Практикум по органической химии = Practical Organic Chemistry / Пер. с англ. В. А. Павлова, под ред. В. В. Москвы. — М.: Мир, 1993. — ISBN 5-03-002126-4.

9.       Степень черноты и поглощательная способность материалов / https://msd.com.ua/energiya/sepen-chernoty-i-pogloshhatelnaya-sposobnost-materialov/

10.   Автономная солнечная опреснительная установка с нулевым сбросом жидкости на базе барабанных пленочных испарителей / https://infoingenering.ru/solardesalination/







Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=10376