Спосіб очищення води

Спосіб очищення води, що містить подавання 3 подавання неочищеної шахтної води до випарника; нагрівання випарника і наявної в ньому води до температури її кипіння; подача пари з випарника до конденсатору; подавання очищеної води з конденсатору споживачу; періодичне скидання розсолу з випарника. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу очищення води, в якій шляхом введення конструктивних додаткових ознак забезпечується досягнення технічного результату - зниження собівартості очищеної води за рахунок використання геотермальної енергії і зменшення витрат не відновлюваних викопних енергоносіїв (таких як природний газ або вугілля), зменшення негативної дії на оточуюче середовище, а також запобігання загрозі вибухів і пожеж в гірничих виробках унаслідок відсутності відкритого полум’я і температур повітря, сумірних з температурою спалаху метану або вугільного пилу (450...600 С). Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі очищення води, який передбачає подавання шахтної води у випарник, нагрівання випарника з водою до температури її кипіння, надходження пари з випарника до конденсатора, подавання очищеної води з конденсатора споживачу, періодичне скидання розсолу з випарника, згідно корисної моделі, повітря спрямовують у штучно створені після виїмки корисної копалини канали, а потім - до вихрової труби, з якої потік гарячого повітря подають до випарника. Причинно-наслідковий зв’язок ознак, що складають суть корисної моделі і технічний результат, що досягається, пояснюються наступним. Неочищена вода подається у випарник, нагрівається до температури кипіння. Проведення каналів у відпрацьованому вугільному пласті дозволяє отримати нагріте повітря за рахунок використання геотермальної енергії і, як наслідок, зменшення витрат не відновлюваних викопних енергоносіїв (таких як природний газ або вугілля). Подача нагрітого повітря до вихрової труби дозволяє отримати два потоки - гарячий і холодний. Гарячий потік повітря зумовлює переведення неочищеної води до пароподібного стану. Очищена вода в стані перегрітої пари подається до конденсатору. Приклад: Сутність корисної моделі пояснюється кресленням, де на фігурі 1 зображена схема геотеплообміннику, на фігурі 2 - схема конфігурації моделі очищення води, де 1 - відпрацьований вугільний пласт; 2 - виробка для підводу повітря; 3 канали у виробленому просторі; 4 - вентиляційна перемичка; 5 - виробка для відводу повітря; 6 повітропровід; 7 - компресор; 8 - трубопровід холодного повітря; 9 - вихрова труба; 10 - трубопровід гарячого повітря; 11 - водопровід неочищеної шахтної води; 12 - випарник; 13 - місткість для розсолу; 14 - водовідливна установка; 15 - зумпф; 16 - паропровід; 17 - ляда; 18 - ходок для подачі пари до конденсатору; 19 - вентиляційна труба; 20 конденсатор; 21 - збірник очищеної води. Установка для очищення шахтної води включає геотеплообмінник, який складається з пройде 17246 4 них по відпрацьованому вугільному пласту 1 виробок 2 і 5, за допомогою яких повітря відповідно підводять і відводять з пройдених по виробленому простору на відстані 50...70м один від одного, паралельних каналів 3. Вентиляційна перемичка 4 встановлена у повітрявідвідній виробці 5 між каналами 3 і очисною виробкою, де відбувалася виїмка вугілля. Геотеплообмінник поєднано повітропроводом 6 з компресором 7, нагнітальна магістраль компресора сполучена з входом вихрової труби 9. Трубопровід (магістраль) холодного повітря 8 від вихрової труби 9 підключений до повітряпідвідної виробки 2, трубопровід (магістраль) гарячого повітря 10 - до випарника 12, а після випарника виведена до шахтного стовбуру. Трубопровід неочищеної шахтної води також приєднаний до випарника 12. Місткість 13 встановлена під випарником для періодичного зливу в неї розсолу. Від випарника 12 паропровід 16 виведено в шахтний стовбур. Водовідливна установка 14 встановлена біля зумпфа 15, її нагнітальний трубопровід через шахтний стовбур підведений до збірника очищеної води 21. Шахтний стовбур перекрито лядою 17, а з конденсатором 20 поєднано ходком для подачі пари 18. Конденсатор 20 виконаний у вигляді окремої споруди і оснащений вентиляційною трубою 19. Спосіб очищення шахтної води дистиляцією реалізовано таким чином. Проводили виїмку пласта 1, при цьому у виробленому просторі між виробками 2 і 5 створювали канали 3. Виймався вугільний пласт 1 за допомогою комбайнів з частковою закладкою виробленого простору і залишались в останньому канали (порожнини) 3. Повітря через виробку 2, канали 3 і виробку 5 постачали до повітропроводу 6. Регулювання витрат повітря через канали і очисну виробку проводили шляхом періодичного зведення вентиляційної перемички 4 між каналами 3 і очисною виробкою, де виконувалась виїмка вугілля. За рахунок пропускання повітря через геотеплообмінник він придбавав додаткову теплову енергію, оскільки нагрівався до температури гірничих порід, яка на глибоких горизонтах в Донбасі складає 35...50 С. З геотеплообмінника по повітропроводу 6 повітря за допомогою компресора 7 подавалося на вхід вихрової труби 9. В ній відбувалося розділення повітря на два потоки - гарячий і холодний. Вихрова труба 9 конструктивно дозволяє проводити регулювання температури і витрати повітря в гарячому потоці до показників, що перевищують теплоту кипіння води у випарнику 12, і в холодному - до меншого, ніж на вході у виробку 5. Гаряче повітря пропускалося через випарник 12 і викидалося в шахтний стовбур. Туди ж був виведений паропровід 16 з випарника 12. Зважені речовини і розчини хімічних з’єднань (розсіл), що нагромаджувалися у випарнику, мали меншу густину, ніж вода, тому накопичувалися в нижній частині випарника 12, звідки їх періодично зливали в місткість 13 і в ній доставляли на переробку, а далі в сховище рідких відходів. Конструктивно приміщення конденсатора 20 не могло бути встановлено безпосередньо над 5 стовбуром, тому стовбур перекривали лядою 17, а гарячу пару направляли до ходка 18. Гаряча пара, що мала густину меншу, ніж густина повітря в шахті, підіймалася по стовбуру і ходку 18 до конденсатора 20. Частково пара конденсувалася на стінках стовбуру і стікала у вигляді води в зумпф 15, звідки її перекачували за допомогою водовідливної установки 14 до збірника очищеної води 21. В конденсаторі 20 пар згущувався і конденсувався на охолоджених поверхнях, після чого стікав до збірника води 21. Надлишок зневодненого повітря видаляли з конденсатора 20 через вентиля 17246 6 ційну трубу 19. Фізичне значення пропонованого способу очищення шахтної води полягає у використовуванні теплоти порідного масиву для забезпечення енергоємного процесу кип’ятіння неочищеної води. З геотеплообмінника, використовуючи в якості теплоагента шахтне повітря, ця теплота передавалася в теплоперетворюючий пристрій, в даному випадку - вихрову трубу, де відділялися молекули повітря, що мали найбільшу енергію, і використовувалися для нагрівання води у випарнику 12. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 17246 8 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