ЭлБиб

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

8/2004

Выбор технологии водоочистки оп$

ределяется совокупностью многих па$

раметров, основными из которых явля$

ются оптимальные энергозатраты и вы$

сокое качество получаемого продукта.

Поэтому, несмотря на то, что процессы

дистилляции весьма энергоемки, они

занимают устойчивую нишу в методи$

ках водоочистки – как эффективный

способ использования остаточного теп$

ла на энергетических предприятиях.

Как и любой процесс, дистилляция

имеет свои преимущества и недостат$

ки, но в системах опреснения морской

воды она по праву занимает одну из

ведущих ролей.

Собственно

дистилляцией

называ$

ется процесс увеличения концентра$

ции раствора при удалении раствори$

теля кипячением. Пары растворителя

конденсируются на охлажденной по$

верхности и собираются. Естественно,

что в водоподготовке раствором явля$

ется рассол, а растворителем – вода.

Процесс требует подвода значитель$

ной энергии на кипячение и охлажде$

ние, поэтому дистилляционные систе$

мы обычно размещают совместно с

теплоэнергетическими предприятия$

ми, где они выполняют несколько фун$

кций – утилизируют остаточное тепло,

отводят его избыток от тепловых агре$

гатов и очищают воду.

По месту расположения все дистил$

ляционные системы делятся на две

большие группы –

морские

системы и

береговые

системы.

Морские

системы располагаются на

кораблях. Дело в том, что ходовые ма$

шины на судах вырабатывают много

тепла. Генераторы пресной воды – это

системы, позволяющие утилизировать

это тепло, испаряя морской рассол и

используя для конденсации холодную

забортную воду. Если источник тепла

достаточно горячий (свыше 100 °С) – к

примеру, от выхлопа дизеля или пара

силовой установки – то дистилляция

идет при атмосферном давлении, в

противном случае (при использовании

охлаждающей жидкости дизеля) – ус$

танавливается вакуумная система.

Береговые

системы функциониру$

ют так же, как и морские, только ис$

точником тепла служат выбросы теп$

ловых электростанций.

Выбор насосов в системах

дистилляции

По принципу действия

системы ди$

стилляции подразделяются на четыре

типа

•

системы дистилляции с вакуумной

компрессией пара;

•

системы однократного действия

(одноступенчатые);

•

многоступенчатые системы MED

(Multiple$Effect Distillation – много$

кратный эффект при дистилляции);

•

многоступенчатые системы MSF

(Multi$Stage Flash – многоступенчатое

испарение).

Две первые системы используются

при относительно небольших объемах

дистилляции, в то время как две после$

дних применяют для промышленных

многотоннажных производств пресной

воды. Наибольшие из таких установок

(MSF) расположены в районе Персид$

ского залива и имеют производитель$

ность до 50 тыс. м

/сут при энергопот$

реблении 50 кВт/ч на 1 м

пресной воды.

В силу специфики (много емкостей,

большие объемы) в системах дистил$

ляции применяют большое количество

насосов. Можно сказать, что насосы ис$

пользуются на всех стадиях процесса –

подающие насосы для сырой морской

воды (для дистилляции или охлажде$

ния); насосы для перекачивания и цир$

куляции рассола; насосы для отвода

полученного дистиллята; дозирующие

насосы для добавки противонакипного

реагента. К каждому типу насосов

предъявляются особые требования, на

которых мы остановимся подробно.

Насосы для морской воды

служат

для перекачивания морской воды в

целях собственно дистилляции или ох$

лаждения. Особенностью их примене$

ния являются невысокие напоры (2–3

бар) и очень большой расход – в сис$

темах MED расход морской воды в 5–

50 раз превышает производительность

по пресной воде. Кроме того, морская

вода – среда довольно агрессивная в

силу растворенных в ней солей и насы$

щенности газами. Поэтому лучше вос$

пользоваться многоступенчатым цент$

робежным насосом в нержавеющем

или титановом исполнении – к приме$

ру, GRUNDFOS типа CRT с уплотнением

вала из карбида кремния.

Насосы для рассола

– обеспечива$

ют перекачивание и циркуляцию полу$

чаемого при выпаривании рассола.

Надо отметить, что концентрация со$

лей в рассоле может в три раза превы$

шать соленость сырой морской воды.

Кроме того, температура рассола дос$

таточно высока – 60...80 °С, и вязкость

тоже существенно выше обычной. Эти

факторы создают сложные условия для

работы насоса.

Особенностью эксплуатации перека$

чивающего насоса является необходи$

мость работать при отрицательном

давлении на входе, равном разреже$

нию в испарителе. На практике пере$

качивающий насос для рассола распо$

лагают ниже системы, и давление на

входе составляет – 0,7…0,9 бар. К дру$

гой особенности можно отнести отно$

сительно небольшой напор. Сложные

условия работы (низкое давление, вы$

сокая температура и вязкость среды)

предполагают высокие требования к

гидравлике насоса.

В силу отсутствия кислорода в рас$

соле (дистилляция способствует де$

аэрации) и солености свыше 5 % (мак$

симальная вероятность коррозии воз$

никает при 5 % солености) допустимо

использование насосов в нержавею$

щем исполнении. Те же требования

предъявляются и для циркуляционных

насосов, за исключением того, что они

должны обеспечивать гораздо боль$

ший расход (в 10 раз превышающий

расход по питьевой воде).

Насосы для опресненной воды (ди

стиллята)

перекачивают пресную воду с

температурой 40...50 °С и уровнем рН от

5,5 (высокое содержание СО

) до 7. На$

пор невелик, расход равен производи$

тельности системы по пресной воде.

Здесь оправдано применение многосту$

пенчатых центробежных насосов из

бронзы или нержавеющей стали со

стандартными уплотнениями, напри$

мер, GRUNDFOS типа CRN или NK.

Для

дозирующих насосов

в силу

специфики процесса дистилляции

предварительная подготовка и хими$

ческая обработка морской воды не

производится. Однако в ряде случаев

целесообразным является введение в

рассол антинакипных добавок, чтобы

избежать образования осадка на теп$

лообменниках. Обычно в качестве та$

ких добавок применяют тринатрийфос$

фат. Для интеграции дозирующего на$

соса в автоматизированную систему

имеет смысл использовать цифровой

дозирующий насос GRUNDFOS с ото$

бражением на дисплее дозируемого

количества реагента, русскоязычным

меню и шиной связи ProfiBUS. Посколь$

ку системы дистилляции работают

обычно с фиксированной производи$

тельностью, нет необходимости в дози$

ровании пропорционально расходу,

что упрощает настройку дозатора.

Таким образом, можно сказать, что

эффективность работы систем дистил$

ляции во многом зависит от правиль$

но подобранного и установленного ка$

чественного и современного насосного

оборудования. Только в этом случае

все элементы этой сложной системы

будут работать с должной отдачей и

позволят получить чистую питьевую

воду с оптимальным количеством вло$

женных затрат.

Пресс$служба компании

ООО «Грундфос»

Проблема очистки стоков и рециркуляции

технологической воды в настоящее время

стоит как никогда остро. Специфика

различных отраслей промышленности

требует индивидуального подхода

к созданию высокоэффективных систем

водоочистки и водоподготовки.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека