Спосіб опріснювання морської або солонуватої води

Винахід стосується способу опріснювання морської або солонуватої води. Вода для комунального і сільського господарства, промисловості стає все більш необхідною, але вона є недоступною в багатьох районах світу. Морська вода не може бути використана, так як вона містить сіль, а існуючі способи видалення солі є повільними, складними, дорогими і потребують багато енергії. Витрати енергії швидко зростають у світі і найбільша кількість її виробляється шляхом згорання нафти, вугілля, деревини і інших органічних матеріалів, продукти згорання яких забруднюють навколишнє середовище. Вчені, які вивчають навколишнє середовище, у всьому світі кажуть, що кількість двоокису вуглецю (СО2), яку виробляють і випускають у навколишнє середовище повинна бути зменшена для захисту від пагубної дії газу СО2 на рослинний світ. Багато держав беруть на себе зобов'язання на рівні законів по зниженню випуску СО2. Тому винахід є дуже важливим, так як забезпечує спосіб зниження вартості при виробництві великої кількості опрісненої морської води, використовуючи для реалізації способу газ СО2 у продуктах згорання, які інакше забруднювали б зовнішнє середовище. Цей новий економічний спосіб одночасно забезпечує досягнення цих результатів, хоча і інші способи використовують подібні хімічні речовини. Зокрема відомий спосіб з використанням золи соди амонію, який Ернест Солвей вдосконалив у 1865р. шляхом сатурації концентрованого розчину хлориду натрію з амонієм і пропускання двоокису вуглецю крізь нього для отримання золи соди. Спосіб за винаходом має вище зазначені і інші цілі і переваги і забезпечує хімічний процес опріснення морської води і видалення СО2 з продуктів згорання. Молекули солі (NaCI) мають між атоми Na і СІ міцні внутрішні зв'язки, які повинні бути зруйновані у дві операції. При першій операції за винаходом амоній NH3, що є каталізатором, виміряють і змішують з морською водою, яка має приблизно 3% по масі солі, яку необхідно видалити. Амоній змішується безпосередньо з водою і утворює NH4OH, який вміщує дуже агресивні реакційні молекули. Вони мають сильне притягнення і витягують атом СІ з молекул солі у морській воді. Це зменшує внутрішній зв'язок і робить сіль більш уразливою. Другу операцію способу проводять у закритій камері, яка розміщена над апаратом прояснення. Газ продуктів згорання, який багатий на СО2 і який звичайно виходить в атмосферу, ушкоджуючи зовнішнє середовище, використовують під час реалізації способу. Газ вводиться крізь вхідний отвір з одного боку і залишається у камері протягом процесу. Залишки газу виходять крізь вихідний отвір на іншому боці. Суміш морської води закачують у робочу камеру по декількох вихідних отворах поблизу верхньої частини і розпилюють як не густий туман. Молекули газу СО2 притягуються до атому Na солі і далі послаблюють і розривають молекули солі, які знаходяться у морській воді у вигляді туману. Утворюються дві важкі тверді речовини і вони осаджуються у апараті прояснення і видаляються через нижній вихідний отвір потоком. Опріснена морська вода витікає верхнім потоком з апарату прояснення у великій кількості на тону солі, так як сіль присутня у морській воді тільки у кількості приблизно 3%. Далі опріснена вода може бути використана для комунальних і сільськогосподарських потреб, а також у промисловості. Вона все ж таки має деяку кількість розчиненого амонію, планктонів і інших організмів, які є поживними речовинами для підтримання життя у морі. Ці поживні речовини можуть бути також використані для удобрювання ґрунту у сільському господарстві. Альтернативно, там де потрібно, вони можуть бути видалені з води інтенсивною аерацією і біологічними способами або фільтрами, які не забиваються. Колоїдний матеріал флокулюється і регенерується у мул або фільтрований коржик. Двома твердими речовинами після руйнування солі і видалення газу СО2 є: карбонат натрію Na2CO3 з питомою вагою 2, 53 і хлорид амонію NH4CI з питомою вагою 1, 53. Ці дві тверді речовини можуть бути розділені гідроциклонним сепаратором, повітряним конвеєром і розбризкуванням, або іншим способом. Є великий ринок і різні ціни на карбонати натрію. Тому можливо окупити весь процес, і більш того можемо мати безоплатне отримання опрісненої морської води. Амоній у NH4CI може бути рециркульований шляхом термообробки з окисом кальцію СаО або бути конвертований у NH3 і НСІ. Хімічна формула (або рівняння) реакції розривання солі у морській воді, яка є носієм 3% по масі солі, при 1 тоні видаленої солі має вигляд: Буква Т означає: тону ваги. Числа у останньому рядку є молекулярною вагою сполук у рівнянні. Спосіб за винаходом можливо реалізовувати у робочій камері, яка має верхню плиту і циліндричну стінку і яка розташована над апаратом прояснення з циліндричною стінкою, з'єднаною з конічним дном з відстійною западиною. Вхідна труба з декількома дисперсійними виходами для розбризкування забезпечує подачу морської води, змішаної з амонієм. Вхідний канал забезпечує подачу продуктів згорання з газом СО 2 до робочої камери. Через вихідний канал видаляється залишок газу продуктів згорання. Верхній зливний потік і верхня зливна труба забезпечують витікання морської води з видаленою сіллю. Розбризкуючі дошки і кільце переливної кришки захоплюють і розбризкують воду для додаткового видалення солі. Трубний конвеєр забезпечує переміщення нижнього потоку від заглиблення аероінжектором, який змішує і вивішує матеріал, що у заглибленні, і подає розпилений потік назовні у сепаратор. Повітря виходить через верхню частину сепаратора. Забезпечення вдосконаленого способу за винаходом з молекулярним розпадом і корисним зменшенням солі у морській або іншій солонуватій воді досягається при безперервному хімічному процесі, який проводять у одній або більше замкнених робочих камерах, кожна з яких розміщена над апаратом для прояснення і які розташовані у тандемі або паралельно. Продукти згорання, які є багатими на газ СО2, звичайно отримують у силовому обладнанні для згорання газу, нафти або вугілля, топках і інших апаратах для згорання, і вони є шкідливим для навколишнього середовища, коли досягають верхніх шарів атмосфери. Продукти згорання відводять до робочої камери і газ СО2 використовують для робочого процесу, при якому він видаляється з продуктів згорання. Морська вода має амоній в якості каталізатора, який доданий і перемішаний у морській воді, у кількості відповідно кількості солі для послаблення внутрішнього зв'язку солі, перед тим як морську воду перекачують у робочу камеру і диспергують мілким розбризкуванням у декількох точках біля верху. Мілко розпилений потік ударяється по одній або більше дошок з плетеного матеріалу і, так як газ СО2 діє як сильний реагентом, то він приєднується до послаблених молекул солі і розщеплює їх. Видаляють дві важкі тверді речовини, утворені з атомів від солі, амонію, СО2 і води. А саме, це сполуки: карбонат натрію і хлорид амонію. У нижньому апараті для прояснення морську воду з видаленою сіллю виводять верхнім потоком з апарату для прояснення, а важкі тверді речовини осаджуються і видаляються нижнім потоком, і потім вони можуть бути утилізовані. Декілька робочих камер можуть бути використані по різному. Якщо дві, три або більше камер розташовані паралельно, то має місце пропорційне зменшення на квадратний метр площі камери, у потоці морської води, солі, амонію і СО2, і зростає опріснення морської води. Як інший приклад, якщо три подібні робочі камери розташовані тандемом і продукти згорання течуть від однієї камери у другу і третю, а залишки продуктів згорання потім видаляють, то морська вода, змішана з амонієм, може бути перекачана у другу камеру і там оброблена. Але, якщо морська вода, яку піддають обробці, все ж таки вміщує дуже багато солі, то її потік може контролюватися для забезпечення достатньої кількості амонію і перекачування у першу робочу камеру для кінцевої обробки до потрібної норми опріснення. При потребі, невелика частина змішаної перекачаної морської води може бути відведена і розпилена у третю робочу камеру для кінцевого процесу видалення залишкового газу СО2. Спосіб за винаходом в основному використовують для морської води, яка має відносно однаковий вміст солі. Морська вода вміщує приблизно три проценти солі, але цей процент буде різним в залежності від місцевості. У фіордах і вузьких затоках, які отримують велику кількість чистої води, процент солі буде менший. У тропічних зонах і у неглибокій воді вміст солі є вищим, але він не перевищує 4% по масі. Магній, кальцій і калій присутні у морській воді у дуже невеликій кількості порівняно з присутністю солі натрію. Ці метали є необхідними для більшості життєвих клітин, і частина з них може бути видалена при описаному процесі. Морська вода також вміщує планктони і інші мікроорганізми, які в океані є важливою поживною речовиною для інших видів морських живих організмів. Ці мікроорганізми можуть діяти як добриво, коли опріснену воду використовують для сільського господарства у безводних або маловодних місцевостях, де у зв'язку іззростанням населення і робочого скота опріснена морська вода стає надзвичайно цінним ресурсом, наприклад, у Каліфорнії, Гон Конзі і на Середньому Сході. У арабських державах багато газу від нафтових свердловин згорає і газ СО2 від цього згорання може бути зібраний і переміщений до апаратів опріснення за винаходом для запобігання забруднення атмосфери. Цей газ може бути використаний і як паливо для електричного силового обладнання. При цьому продукти згорання можуть бути відведені, а шкідливий газ СО2 може бути видалений і використаний у великій кількості запатентованим способом для опріснення морської води, яку потім використовують для підвищення продуктивності земель сільськогосподарського призначення. Амоній зараз виготовляють у великій кількості при низькій вартості, тому не буде потреби у рециркуляції його, а вартість буде ефективною. Треба розуміти, що солена вода, яка не є морською, також може бути використана як альтернатива в цьому винаході, при цьому, для не допущення забивання під час процесу і забезпечення надійності процесу максимальна концентрація солі у воді не повинна перевищувати 22%. Цей винахід описаний на прикладі певних переважних втілень, але зрозуміло, що різні варіанти і модифікації їх, які є очевидними для фахівця, можуть бути реалізовані в об'ємі, визначеному формулою винаходу.