Обессоливание воды дистилляцией

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение профессионального образования

Петрозаводский Государственный университет

Кафедра Энергообеспечения предприятий и энергосбережения

Реферат "Обессоливание воды дистилляцией"

Выполнил: студент гр. 21410

Курганский А.В.

Принял: Зайцева М.И.

Петрозаводск 2013

План

Введение

1. Обессоливание воды

Литература

Введение

Водоподготовка - обработка воды, поступающей из природного водоисточника, для приведения её качества в соответствие с требованиями технологических потребителей. Может производиться на сооружениях или установках водоподготовки для нужд коммунального хозяйства, практически во всех отраслях промышленности (напр. теплогенерирующих предприятий). Качество подготавливаемой воды для пищевых целей описывается СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

Водоподготовка заключается в освобождении воды от грубодисперсных и коллоидных примесей и содержащихся в ней солей, тем самым, предотвращаются, отложение накипи, унос солей паром, коррозия металлов, а также загрязнение обрабатываемых материалов при использовании воды в технологических процессах.

1. Обессоливание воды

Обессоливание воды означает уменьшение содержания в ней растворенных солей. Этот процесс называют также деионизацией, или деминерализацией. Для морских и засоленных (солоноватых) вод такой процесс называют опреснением.

Нормами на питьевую воду предусмотрено, что их солесодержание должно быть менее 1 г/л, и лишь по специальному решению разрешается использовать воду с солесодержанием до 1,5 г/л. Однако в ряде регионов поверхностные и подземные воды содержат больше солей. Морская вода, составляющая основной запас воды на Земле, содержит от 10 до 40 г/л солей. Для использования таких вод для питьевых целей ее подвергают опреснению.

Для многих процессов в теплоэнергетике, химии, электронике требуется вода, содержащая минимальные количества солей, вплоть до сверхчистой, которая практически их не содержит.

Существует несколько способов обессоливания:

· термический;

· ионообменный;

· мембранные;

· обратный осмос;

· электродиализ;

· комбинированные.

Для опреснения засоленных вод используется термический метод, обратный осмос и электродиализ. Потребление при ионном обмене реагентов и объем отходов пропорциональны солесодержанию очищаемой воды, и поэтому его применение считается экономически оправданным при содержании солей до 2 г/л.

Термический метод позволяет обессолить воду с любым солесодержанием.

Во всем мире для опреснения морской воды наибольшее распространение получили установки обратного осмоса. Они обеспечивают получение воды с заданным высоким качеством. Лидирующее положение этого метода укрепляется по мере продолжающегося прогресса в технике изготовления мембран и дополнительного оборудования.

Для получения глубокообессоленной (деионизированной) воды используется как чисто ионообменная технология, так и ее комбинация с различными методами очистки, включающая обратный осмос. Термический метод, который ранее был обязателен для получения апирогенной воды для медицинских целей, и здесь уступил место обратному осмосу с УФ -облучением.

Обессоливание воды, дистилляция - это процесс, во время которого из нее полностью или частично удаляются растворенные соли. Согласно последним полученным данным в настоящее время применяют пять основных способов обессоливания воды - ионный обмен, электродиализ, обратный осмос воды, вымораживание и дистилляция.

В результате действия данных процессов обессоливание и опреснение питьевой и технической воды осуществляется путем удаления из нее избыточного содержания солей, а также путем извлечения молекул воды (данный метод еще называется сепарацией). В процессе сепарации обычно происходит переход воды в иное агрегатное состояние - она превращается либо в пар, либо в лед.

Дистилляция также основывается на переходе воды в иное агрегатное состояние (пар). В этом случае производительность выпарных установок для обессоливания воды, в значительной степени зависит от температуры, до которой происходит нагревание воды, подлежащей обессоливанию, а также от уровня рекуперации тепла. В связи с этим и в зависимости от применения тепловой энергии дистилляционные опреснительные установки могут быть нескольких видов - многоступенчатые, одноступенчатые и паро-компрессорные.

Практически все установки для дистилляции и обессоливания воды имеют сходную принципиальную схему - два теплообменника (конденсатор и испаритель) и обслуживающие их трубопроводы с запорной арматурой. При этом опреснительные установки по способу испарения могут работать с постоянным давлением или быть расширительными.

Установки, с помощью которых осуществляется обессоливание воды и дистилляция, содержат в своей конструкции многокорпусные испарители, различающиеся по способу работы и по типу теплообменной аппаратуры, используемой в них. Современные системы обессоливания и дистилляции в большинстве случаев оборудуются тонкопленочными аппаратами, что дает возможность существенно увеличить их тепловую производительность и снизить энергетические затраты на выполнение непосредственного процесса обессоливания и дистилляции.

Достаточно популярными распространенным способом обессоливания является способ паро-компрессорной дистилляции. Разница между данным методом и процессом обычного выпаривания заключается в том, что после того, как вода превращается в пар, последний с помощью компрессора сжимается, и у него повышается температура до тех пор, пока она не станет превышать на несколько градусов температуру соленой воды, которая предварительно подогревается в теплообменнике. Затем пар конденсируется, и получается пресная вода.

Старейшим методом получения обессоленной воды (дистиллята) является термический метод - перегонка, дистилляция, выпарка.

Основой процесса является перевод воды в паровую фазу с последующей ее конденсацией. Для испарения воды требуется подвести, а при конденсации пара - отвести тепло фазового перехода. При образовании пара в него наряду с молекулами воды переходят и молекулы растворенных веществ в соответствии их летучестью.

Важнейшим преимуществом данного метода являются минимальные количества используемых реагентов и объем отходов, которые могут быть получены в виде твердых солей.

Тепловая и экономическая эффективность метода определяется режимом испарения и степенью рекуперации тепла фазового перехода при конденсации пара.

По характеру использования дистилляционные установки подразделяются на одноступенчатые, многоступенчатые и термокомпрессионные.

Наибольший интерес представляет использование выпарных установок в сочетании с ионообменными и реагентными схемами. В этих условиях, возможно, оптимизировать расход реагентов, тепла и решить как экономические, так и экологические проблемы.

Существует несколько способов очищения воды и получения дистиллированной воды в домашних условиях. Без применения фильтров, очистителей различных форм и фирм можно добиться того, что вода будет, не просто очищена, но и будет обладать даже целебными свойствами. Дистиллированная вода не обладает полезными свойствами, она не содержит солей и примесей вообще, поэтому при длительном употреблении этой воды, происходит вымывание солей из организма.

Приготовление к дистилляции. Очищение воды - отстаивание.

Для начала воду нужно набрать в емкости, например в трехлитровые бутыли и оставить, не накрывая крышками, чтобы она отстоялась несколько часов. В идеале - сутки. Есть и временные рамки - 1-2 часа, чтобы улетучились хлор, сероводород, 6 часов - чтобы осели вредные примеси и соли тяжелых металлов. После этого через трубочку, которую опустите на дно бутыли, необходимо отцедить треть воды из сосуда - в этой воде будут осевшие соли, вредные вещества из воды.

Получение дистиллированной воды в домашних условиях выпариванием.

Дистиллированную воду можно получить путем охлаждения пара. Для этого необходима кастрюля с отстоянной водой, которую ставят на газ и кипятят. Берется емкость поменьше, ставится внутрь кастрюли. После этого большая кастрюля закрывается крышкой. Вода кипит и испаряется, собираясь на крышке, а с крышки уже чистая, дистиллированная вода капает в меньшую емкость. вода обессоливание дистилляция

Метод очищения воды замораживанием.

Очистить воду можно, используя частичное замораживание. Этот способ известен давно, так получали питьевую воду даже из соленой воды. Здесь используется простое правило химии - вода с примесями солей замерзает позже, чем чистая вода.

Вы наполняете доверху емкость - банку, пластиковую бутылку и ставите ее в морозильную камеру. Когда в лед превратится треть или половина имеющейся воды, вылейте ту воду, которая не успела замерзнуть. Эта вода с солями и примесями, а чистая осталась в бутылке. Дайте льду растаять при комнатной температуре и пейте очищенную воду. Талая вода также обладает целебными свойствами, т.к. при низких температурах меняется структура воды. Если даже выпить в жару такой воды, то вы не простудитесь.

Установки для дистилляции воды, производства американской компании NORLAND Int'l, могут иметь конструкцию 2 типов:

Установки второго типа NORLAND Серии ME используют конструкцию последовательно расположенных камер, где производится кипячение воды.

В установках этого типа, тепловая энергия водяного пара, образовавшегося в одной камере, используется для нагрева воды в последующих камерах. В настоящее время производятся системы такого типа, оборудованные от 2 до 6 камерами. Рост популярности таких систем обусловлен их предельно простой конструкцией, отсутствием движущихся частей (кроме соленоидальных клапанов, управляющих потоком водяного пара в камерах) и, как следствие, практически полным отсутствием износа. Надежность таких систем, в совокупности с фактором энергосбережения делает дистилляторы NORLAND ME лучшим решением для задач, с потреблением воды до 2000 литров в день.

Качество очищенной воды, которую производят установки дистилляции NORLAND, очень трудно превзойти. Эти системы удаляют из воды 99,9% содержащихся в воде примесей. Для подготовки оборудования к работе необходимо произвести только одно подсоединение к линии электропитания и три подсоединения к воде (вход, отработанная вода и готовая дистиллированная вода). После запуска оборудования (которое, обычно, покупатели могут выполнить на месте самостоятельно) установки очистки воды работают автоматически и не требуют внимания обслуживающего персонала. Автоматический контроллер осуществляет полный мониторинг системы, выдает диагностику состояния и обеспечивает автоматическое отключение в случае возникновения опасной ситуации. Компания NORLAND Int'l поставляет системы дистилляции, которые производят дистиллированную воду высшего качества (менее 1 ppm примесей) при минимальных затратах и максимальной эффективности.

Дистилляторы NORLAND оборудованы системой контроля качества воды (TDS monitor), основанной на измерении проводимости воды. Чем больше в воде растворенных примесей, тем выше ее проводимость. Если датчик указывает, что загрязнение воды в камере кипячения повышается до 10 ppm, система автоматически удаляет из нее воду с накопившимися примесями. Кстати, таким образом осуществляется автоматическая само очистка наших установок для производства дистиллированной воды, что приводит к необходимости их обслуживания чрезвычайно редко, если правильно настроен и функционирует предварительная система смягчения воды. Качество дистиллированной воды контролируется на уровне 1 ppm.

В установках NORLAND ME, использующих эффект многократных последовательных камер, эффективность системы возрастает прямо пропорционально их количеству. Так, можно сказать, что дистиллятор, оборудованный 6 камерами, позволяет производить 6 литров дистиллированной воды, потратив столько же электроэнергии, сколько потратит установка с одной камерой для производства 1 литра воды. Однако, самыми эффективными дистилляторами являются несомненно паровые компрессоры. Наши машины NORLAND VC теряют всего 2% электроэнергии. Около 98% тепла нагретого пара передается новой поступающей для дистилляции воде. Ведь температура дистиллированной воды на выходе установки составляет около 10°С! Для производства 1 галлона дистиллированной воды (3,78 литра) достаточно всего 0,12 кВт/ч электроэнергии.

Кроме того, экономическая целесообразность использования оборудования NORLAND заключается не только в низкой себестоимости процесса дистилляции, реализованного в наших машинах. Тут следует напомнить, что дистилляторы NORLAND практически не требуют обслуживания, обладают системой само очистки и полностью контролируют весь процесс своей работы.

Кроме того, наши дистилляторы очень экономно обращаются с водой. Так, при соблюдении рекомендаций по использованию оборудования, система NORLAND VC удаляет всего 3,3 литра отработанной воды для производства 20 литров чистейшей дистиллированной. Многие другие системы могут тратить до 160 литров отработанной воды для производства такого же количества дистиллированной.

Литература

1. http://www.homedistiller.ru/60.htm

2. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1400.html

3. http://www.bwt.ru/useful-info/?ELEMENT_ID=717

4. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-144-2/127.htm

5. http://www.libanomaly.ru/spravochnik-15/117.htm

Размещено на Allbest.ru