Спосіб отримання прісної води шляхом виморожування

Спосіб отримання прісної води шляхом виморожування, який передбачає занурення у ємність з рідиною стрижневих робочих органів, відведення 3 26171 В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб отримання прісної води, в якому за рахунок додаткової операції перемішування знижуються втрати опрісненої води з розсолом та підвищується ступінь очищення води. Поставлена задача вирішена в способі отримання прісної води шляхом виморожування, який передбачає занурення у ємність з рідиною стрижневих робочих органів, відвід тепла від поверхні стрижневих робочих органів, наморожування на них блоків льоду, здійснення механічного перемішування води в діапазоні значень відцентрованого числа Рейнольдса, 20£Reц£130, вилучення робочих органів з намороженими блоками льоду з ємності, їх витримування на повітрі на протязі 40 хвилин, видалення розсолу в ємність, топлення блоків льоду, збирання розплаву блоків льоду в ємність для опрісненої води. Вплив механічного перемішування дозволяє зменшити дифузійний опір приграничного шару на межі «блок льоду - розчин» та інтенсифікувати процес тепломасоопереносу шляхом механічного коливання розчину. Внаслідок цього посилюються дифузійні процеси і формується блок льоду з більш щільним упакуванням кристалів. Це важливо для ефективного розділення розчину і дозволяє підвищити ступінь опріснення води та зменшити втрати опрісненої води з розсолом. Порівняння ефективності запропонованого способу опріснення води з відомим способом, наведено в таблиці. Спосіб реалізується наступним чином: В ємність з рідиною занурювали стрижневі робочі органи і відводили тепло від їх поверхні за допомогою холодоносія. При відводі тепла на поверхні робочих органів відбувалось наморожування на них блоків льоду. Водночас рідину піддавали механічному перемішуванню в діапазоні значень відцентрованого числа Рейнольдса, 20£Reц£130. Потім робочі органи видаляли з ємності і блоки льоду топилися при температурі вище 0°С. 4 Приклад 1. 250мл модельного розчину NaCl з масовою часткою розчинних речовин 0,1% і температурою 21,2°С розміщували в ємності з мішалкою. У розчин занурювали стрижень у вигляді трубки Фільда з діаметром 18мм. Через стрижень проходить холодоносій для відводу тепла. Процес виморожування здійснювали при температурі -5°С протягом 120 хвилин. Під час виморожування розчин піддавали механічному перемішуванню при значенні відцентрованого числа Рейнольдса, Reц»20. Потім стрижень з блоком льоду видаляли з ємності і він топився. Приклад 2. 250мл модельного розчину NaCl з масовою часткою розчинних речовин 0,1% і температурою 21,2°С розміщували в ємності з мішалкою. У розчин занурювали стрижень у вигляді трубки Фільда з діаметром 18мм. Процес виморожування здійснювали при температурі -5°С протягом 120 хвилин. Під час виморожування розчин піддавали механічному перемішуванню при значенні відцентрованого числа Рейнольдса, Reц»108. Потім стрижень з блоком льоду видаляли з ємності і він топився. Приклад 3. 250мл модельного розчину NaCl з масовою часткою розчинних речовин 0,1% і температурою 21,2°С розміщували в ємності з мішалкою. У розчин занурювали стрижень у вигляді трубки Фільда з діаметром 18мм. Процес виморожування здійснювали при температурі -5°С протягом 120 хвилин. Під час виморожування розчин піддавали механічному перемішуванню при значенні відцентрованого числа Рейнольдса, Reц»137. Потім стрижень з блоком льоду видаляли з ємності і він топився. Таблиця 1 Залежність кінцевих параметрів процесу запропонованого способу від значення відцентрованого числа Рейнольдса в порівнянні з найближчим аналогом Приклад Найближчий аналог Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Значення відцентрованого числа Reц Кінцеві параметри процесу Масова частка сухих Ступінь концентруМаса розплаву речовин у розплаві вання розчину, % блоку льоду, кг блоку льоду, % – 1,46 0,03 0,1 20 108 137 1,87 2,62 2,55 0,023 0,015 0,016 0,133 0,164 0,162 З представлених в таблиці прикладів можна зробити наступні висновки. При значенні відцентрованого числа Рейнольдса, Reц£20 не спостерігається суттєвого покращення кінцевих параметрів процесу, але при зростанні значення відцентрованого числа Рейнольдса, Reц£130, кінцеві параметри процесу найкращі. Збільшення значення відцентрованого числа Рейнольдса, Reц>130, призводить до погіршення процесів тепломасопереносу внаслідок того, що ефект зменшення товщини приграничного шару нівелюється зростанням кількості енергії, що вводиться в розчин внаслідок роботи мішалки. Подальше зростання відцентрованого числа Рейнольдса супроводжується відповідним зменшенням ефекту процесу виморожування. Таким чином, найкращий результат процесу виморожування буде досягнутий при 5 26171 значенні відцентрованого числа Рейнольда в діапазоні 20£Reц£130. Промислове застосування: - дистиляція водопровідної води; - опріснення сольових розчинів і морської води; Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 - зневоднення забруднених (стічних) вод промислових підприємств; - виробництво талої біологічно-активної води; - концентрування шляхом виморожування соків, екстрактів, молочних продуктів, виноматеріалів, пива і т.п.; - отримання рідких натуральних харчових барвників і ароматизаторів. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601