кафедра «Промышленная теплоэнергетика».
34, ул. Рабфаковская, г. Иваново, 153003.
Department of Industrial Thermal Power Engineering.
34, Rabfakovskaya str., Ivanovo, 153003.
34, ул. Рабфаковская, г. Иваново, 153003.
34, Rabfakovskaya str., Ivanovo, 153003.
При работе опреснительных установок различного принципа действия происходит негативное воздействие на окружающую среду, во-первых, за счет выбросов продуктов сгорания, образующихся в результате сжигания первичного топлива необходимого для энергообеспечения процесса обессоливания, во-вторых, за счет выбросов концентрата, представляющего собой раствор солей и минералов. Решение экологических проблем, связанных с работой опреснительных установок является актуальной задачей. Одним из вариантов ее решения является разработка энергоэффективных установок, в которых рассол упаривается до состояния сухого остатка, представляющего собой продукт коммерциализации. Поскольку при работе опреснительных установок термического типа возникает необходимость отвода теплоты для конденсации водяного пара и подвод тепловой энергии более высокого потенциала для осуществления процесса испарения, то перспективным является встраивание в тепловые схемы опреснителей данного типа трансформаторов теплоты. Разработана тепловая схема газоконтактной опреснительной установки, в которую интегрирован парокомпрессионный трансформатор теплоты (ТТ). Выполнено исследование влияния типа рабочего агента на показатели эффективности работы ТТ в составе опреснительной установки, проанализированы различные энергоносители ТТ. Наибольший коэффициент трансформации при наименьшем энергопотреблении компрессора достигается при работе установки на рабочем агенте R600а. Рассчитаны основные показатели работы ТТ для различных температур барботажа и осушки паровоздушной смеси. Определено распределение потока рабочего агента между конденсаторами ТТ. Установлено, что наиболее эффективный режим работы установки наблюдается при высоте теплоподъема 15°С, разработанное техническое решение для ТТ на изобутане эффективно при солености морской воды, поступающей в установку, не превышающей 20 г/л.
During the operation of desalination plants of various principles, negative environmental impacts occur, firstly due to emissions of combustion products formed as a result of burning primary fuel required for the energy supply of the desalination process, and secondly due to emissions of concentrate, which is a solution of salts and minerals. Addressing the environmental problems associated with the operation of desalination plants is an urgent task. One possible solution is the development of energy-efficient installations in which brine is evaporated to a dry residue state, representing a commercially viable product. Since thermal desalination plants require heat removal for condensation of water vapor and supply of higher-potential thermal energy for the evaporation process, integrating heat transformers into the thermal schemes of desalination plants is promising. The authors have developed a thermal scheme of a gas-contact desalination plant, integrated with a steam compression heat transformer (HT). The influence of the working agent type on the performance indicators of the HT within the desalination plant was studied, and various HT energy carriers were analyzed. The highest transformation coefficient with the lowest compressor energy consumption is achieved when operating with the R600a working agent. Key performance indicators of the HT were calculated for different bubbling and drying temperatures of the steam-air mixture. The distribution of the working agent flow between the HT condensers was determined. It was established that the most efficient operating mode of the plant occurs at a heat lift height of 15°C. The developed technical solution for isobutane-based HT is effective at seawater salinity not exceeding 20 g/l.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.