КАВИТАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕСНЕНИЯ

КАВИТАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕСНЕНИЯ
МОРСКОЙ И ЗАГРЯЗНЕННОЙ ВОДЫ
Промтов М.А., д.т.н., профессор
Зав. каф. «Машины и аппараты химических производств»
Тамбовского государственного технического университета.
Россия, 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, Тамбовский государственный технический
университет, тел. (007-4752)-63-20-24, -63-27-28, , e-mail: [email protected]
http://www.tstu.ru/r.php?r=structure.kafedra&sort=&id=3
Технология основана на кавитационном эффекте активации и нагрева
воды. Разработано оборудование и метод опреснения морской и солоноватой
воды не требующий ее предварительной подготовки. Вода для опреснения
поступает без предварительной очистки и химической обработки.
Генератором тепла в установке служит роторный импульсный аппарат.
Установка представляет из себя автоматизированный компактный
модуль и может быть установлена на грузовом автомобиле. Предлагаемые
оборудование и технология опреснения воды эффективны для
труднодоступных мест, где имеется источник воды высокой степени
загрязненности и солености.
Нагрев жидкости происходит за счет преобразования кинетической и
акустической энергии в тепловую энергию. Многофакторное, интенсивное
воздействие на жидкость, как правило, на воду, приводит к изменению ее
физико-химических свойств: повышению рН, изменению химического
состава, поверхностного натяжения, вязкости, плотности, диэлектрической
проводимости, электрической проницаемости и др. Эти эффекты повышают
теплообмен, относительный коэффициент теплоотдачи, уменьшают
солеотложение и накипеобразование в гидравлической системе.
Импульсная акустическая кавитация, возникающая в роторном
импульсном аппарате, представляет собой эффективное средство
концентрации энергии низкой плотности в высокую плотность энергии,
связанную с пульсациями и захлопыванием кавитационных пузырьков. В
зонах локального понижения давления в жидкости образуется разрыв в виде
полости, которая заполняется насыщенным паром данной жидкости. В фазе
сжатия под действием повышенного давления и сил поверхностного
натяжения полость захлопывается, а пар конденсируется на границе раздела
фаз. Через стены полости в нее диффундирует растворенный в жидкости газ,
который затем подвергается сильному адиабатическому сжатию. В момент
схлопывания, давление и температура газа достигают значительных величин
(по расчетным данным до 100 МПа и 1000 С).
Разработана проектная и конструкторская документация на модульную
пилотную установку по получению дистиллированой воды из загрязненной и
соленой воды производительностью до 100 кг/ч.
Для проверки эффективности работы кавитационной технологии
получения дистиллированной воды была изготовлена экспериментальная
установка (рис. 1). Установка состоит из 4-х ступенчатого роторного
импульсного аппарата, встроенного в емкость, Внутри емкости установлена
испарительная камера, соединенная трубопроводом с кожухотрубчатым
конденсатором и емкостью для сбора дистиллята. Экспериментальная
установка работает в циклически периодическом режиме. При заполнении
емкости процесс прерывается, дистиллят и рассол сливаются. Затем процесс
возобновляется при тех же режимных параметрах. На рис. 2 показаны пробы
исходной соленой воды и дистиллята.
Удельный расход энергии в экспериментальной установке без
рекуперации тепла и развитой системы теплообмена в испарителе составил
около 0,68 кВт на 1 литр дистиллята, что ниже, чем для электрических
дистилляторов. Производительность экспериментальной установки по
дистилляту – до 34 л/ч.
Рис.1. Фотография экспериментальной установки.
Рис. 2. Фотография проб исходной и дистиллированной воды.