Методи опріснення

Відомі фізичні, хімічні, електрохімічні та термічні методи опріснення води. Опріснення за допомогою термічних методів відбувається зі зміною агрегатного стану води, при використанні інших методів - без зміни агрегатного стану. Найбільше поширення з перерахованих методів отримали термічні, електрохімічні та хімічні. Для видалення з води зважених і колоїдних домішок діаметром 10 3 + 10 ~ 4 мм роблять її фізичну обробку, тобто пропускають воду через механічні фільтри.

Хімічні та електрохімічні методи знесолення води доцільно застосовувати при загальному солевмісті вихідної води не більше 1,2 г / л, а найбільший ефект ці методи дають при знесолюванні води з початковим загальним солевмістом (5Н) 75 мг / л і нижче.

З хімічних методів найбільшого поширення набув іонний обмін. При іонному обміні використовуються спеціальні органічні речовини, звані ионитами. Ці речовини здатні виборчо обмінювати свої іони на іони солей води. Завантажувальними матеріалами для суднових іонообмінних фільтрів є іоніти (катіоніти, аніоніти) або їх суміші, електронно-та ионообмінники і дренажний підшар.

Катіоніти (Ку-2-8чС; Ку-2-8) і аніоніти (АВ-* 17-8чС; АВ-17-8) призначені для очищення води від катіонів, аніонів і не розчиняємих продуктів корозії. Електронно - і іонообмінники (ЕІ-21-50 СНУ) служать для очищення води від розчиненого в ній кисню. Дренажний підшар (сплав ВТ-1-ОСС; сталь 12Х 18Н9Т), що представляє собою рубаний дріт з корозійно-стійкого металу, призначений для запобігання щілин дренажних фільтрів від забивання дрібними зернами іонітів і виключення попадання іонітів з фільтрів в систему.

В основу електрохімічного методу знесолення води покладений електродіаліз. Останній не знайшов широкого застосування на суднах, тому що установки мають великі питому масу і габаритні розміри.

Метод зворотного осмосу, або гіперфільтрація (фізичний метод) простий. Він передбачає фільтрацію води через спеціальні мембрани при одночасному затримання іонів розчинних солей.

Процес опріснення забортної води способом зворотного осмосу може початися в установці при тиску 3 МПа. Однак для його підтримання необхідно значно більший тиск, так як концентрація опріснюваної води збільшується в міру відділення чистої води.

У реальних установках осмотичний тиск дорівнює близько 10 МПа. У одноступінчатих обратноосмотичних установках S'n опрісненої води становить 35 мг / л при концентрації солей в вихідній воді близько 35 г / л.

Для більш глибокого знесолення необхідно здійснювати двоступеневе фільтрування.

Широке впровадження зазначених установок на суднах стримується необхідністю ретельної фільтрації води перед опрісненням і малою швидкістю зворотного осмосу. Установка конструктивно проста. Вона включає насос з натиском 10-15 МПа, обратноосмотичний апарат, що складається з мембранних опріснювальних елементів або пакетів, трубопроводів з арматурою і ємності.

До термічних методів опріснення відносять дистиляцію. Дистиляція, або випарювання, - це процес підігріву забортної води до кипіння, що супроводжується утворенням чистого водяного пара і збільшенням концентрації солей та інших домішок в обсязі випарного апарату. Киплячу в випарнику воду називають розсолом, пар, що утвориться в корпусі випарника, - вторинним паром; конденсат вторинного пара - дистилятом; випарний апарат - випарником, а сукупність випарника, конденсатора, насосів, апаратів, трубопроводів і арматури називають опріснювальною установкою.

-За способом випарювання морської води - СОУ з зануреними гріючими батареями і кипінням морської води в умовах природної конвекції, миттєвого закипання і з стікаємою плівкою морської води. СОУ з зануреними гріючими батареями, які отримали поширення на флоті, служать для глибоковакуумного режиму випарювання морської води з використанням як теплоносія води, що охолоджує суднові ДВС;

-В залежності від числа ступенів вторинного пара - одноступінчасті і багатоступінчасті СОУ. Одноступінчасті складаються з одного, двох або більше паралельно включених випарників. В них підтримується один і той же тиск вторинної пари. Двоступінчасті і багатоступінчасті СОУ складаються з двох і більше випарників та конденсаторів, включених послідовно. В випарних секціях таких СОУ тиск насичення вторинної пари і температура розсолу першого ступеня вище (нижче) аналогічних параметрів другого ступеня і т. д. Перебіг дистиляту і розсолу з одної секції в іншу здійснюється за рахунок перепаду тисків у останніх;

-в залежності від гріючого середовища - парові, утилізаційні (з можливістю парового обігріву), універсальні і електричні СОУ;

- в залежності від величини тиску в корпусі випарника - вакуумні та надлишкового тиску СОУ. У перших випаровування води відбувається при тиску нижче атмосферного, в-других - перевищує атмосферний;

- по зв'язку з циклом Е У автономні СОУ, робота яких не залежить від роботи головного двигуна або турбіни, і неавтономні СОУ - випарники, вторинний пар яких використовується в циклі головної паросилової установки для підігріву ГК, що сприяє різкому зниженню витрати палива на вироблення дистиляту;

-За способом регенерації тепла в випарнику-компресорні установки, в яких вторинний пар, стиснений компресором, використовується в якості гріючого в тому ж випарнику, і ступінчастої ​​установки, в яких вторинний пар першого ступеня використується як гріючий пар у другій, вторинний пар другого ступеня - в третій і т. д.

СОУ серії Д-вакуумні з водяним гріючим контуром. Принцип дії установки (рис. 16.8) заснований на частковому випаровуванні морської води. В якості теплоносія, що забезпечує процес випаровування, використовується прісна вода, подавєма з системи охолодження дизеля при температурі 60 - 80°С або нагрівається пором в пароводяному інжекторі 2. Гріюча вода циркулює в міжтрубному просторі корпусу батареї і віддає своє тепло морській воді, що надходить у трубки батареї.

Рис. 16.8. Схема опреснительной установки серии ц А—осушение греющего контура; Б — вход греющей воды; В —выход греющей воды; Г —работа на паре; Д —вход греющего пара; Е — заполнение греющего контура; Ж — выход конденсата греющего пара; 3 — вход забортной воды; И — удаление за борт; К — осушение

Морська вода проходить через конденсатор 3 і в якості робочої води прямує до повітряно-розсільного ежектору 7, а потім через незворотно-запорний клапан 9 відводиться за борт. Частина води, що дорівнює приблизно чотирикратної продуктивності установки, відбирається за конденсатором і подається для живлення випарника 1. На трубопроводі живлення встановлені витратомір 4, підпружинений клапан 5 і дросельна шайба 6. Підпружинений клапан призначений для перекриття подачі води у випарник у разі зниження тиску