Дистилляция. 1-,2-,3-ступенчатая дистилляционная установка

Дистилляционный метод основан на способности воды при нагревании испаряться и распадаться на пресный пар и соленый рассол. Латинское слово distillacio означает перегоняться с целью очищения или стекать каплями. Принцип дистилляции основан на том, что при нагревании соленой воды до температуры более высокой, чем температура кипения, вода начинает кипеть, образовавшийся пар практически не способен растворять содержащиеся в опресняемой воде соли, поэтому при его конденсации получается пресная вода.

Одноступенчатая дистилляционная установка с использованием пара для получения дистиллята: (1)

1- Парогенератор

2- Сепаратор. Предотвращает вынос капель вместе с паром

3- Конденсатор

4- Бак с обессоленной водой

5- Подача исходной воды

6- Насос

7- Продувка парогенератора

И – исходная вода

Принцип работы: исходная соленая вода подается ч/з пароконденсатор в генератор. Образующийся пар поступает в конденсатор, где охлаждается исходной водой.

Недостатки установок: на стенках греющих поверхностей происходит отложение солей, снижается теплоотдача, соответственно и производительность. Недостаток всех одноступенчатых схем: большой расход греющего пара на получение дистиллята. На 1т дистиллята надо 1,2т пара. Значительно м. повысить эффективность греющего пара в многоступенчатых установках: например в 3х ступенчатых для 1т дистиллята надо 0,5т пара.

(2)

1- парогенератор

2, 3, 4- испарители соответственно 1ой, 2ой, 3ей ступени

5- конденсатор

6- бак с дистиллятом

7- сепаратор

Исходная вода поступает в конденсатор, охлаждая пар последней ступени, конденсируя его и поступает в 1ый испаритель. В 1ом испарителе, где паром из парогенератора вода нагревается, пар конденсируется и конденсат поступет в парогенератор, а пар поступает во 2ой испаритель где служит греющим паром. Не использующийся в 1ом испарителе вода идет во 2ой испаритель. Разница температур на каждой ступени 10-15 град. Соответственно т4=110, т3= 125, т2=140, т1=155 град.

Проблемы использования дистилляционных установок:

В основном это интенсивное накипеобразование на греющих поверхностях, что приводит к снижению теплопроводности, теплопроизводительности, требует частой чистки аппаратов, что очень трудоемко и дорого. Например, при работе на морской воде производительность установок падает в 6-7раз за месяц. Для борьбы с накипьюобразованием применяют методы:

1. Добавление в воду затравок(присадок): обычно в виде порошка CaCO₃. Частички кальций СО₃ становятся центрами кристаллизации, т.к. имеют большую поверхность и равномерно распределяются в объеме воды, удаляются продувкой и количество солей на греющих поверхностях снижается.

2. Стабилизация воды заключается в поддержании равновесия

3. Подкисление воды – введение в исходную воду стехиометрического количества кислоты(т.е. теоретически необходимого). Обычно вводят серную кислоту. Ион водорода связывает карбонат-ион с образованием гидрокарбонат-иона, который распадается до СО₂ и Н₂О:

(1)

4. Применение антинакипинов(искусственных тонкодисперсных веществ, обвалакивающих частицы СаСО₃, не дающий им слипаться в крупные агрегаты, которые осаждаются на греющих поверхностях).

5. Покрытие греющейся поверхности гидрофобными веществами

6. При большой жесткости – предварительное умягчеие.

7. Разрабатывают аппараты специальных конструкций, работающих без накипеобразования, т.е. снижают температуру кипения за счет снижения давления(дистилляторы мгновенного испарения «флеш»).