ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория работы и типы опреснительных установок из "Судовые водоопреснительные установки " Общие сведения о морской воде. Морская вода непригодна для бытовых и технических нужд из-за весьма высокого общего солесодержания (в среднем 35 тыс. мги) и большой жесткости. С последним ее качеством связано интенсивное накипеобразо-вание при нагревании и невозможность растворять обычные сорта мыла. Это исключает ее применение в качестве мытьевой и в ряде случаев охлаждающей воды, а высокое солесодержа-ние не позволяет использовать ее для питья. [c.4] Солесодержание (ионный состав) воды во всех океанах практически одинаково. Поэтому в дальнейшем под термином морская вода будем понимать воду океанов, ионный состав, которой приведен в табл. 1. Стандартные образцы морской воды поставляет гидрографическая лаборатория в Копенгагене. В этой таблице указаны лишь так называемые главные ионы, концентрация каждого из которых превышает 1 мг/л. В сумме они составляют 99,99% всех растворенных в океане минеральных веществ. По.мимо них в океанской воде содержатся почти все элементы, входящие в состав земной коры. Однако их концентрация чрезвычайно мала. Так, среди других микроэлементов наиболее велико содержание лития, но и оно не превышает 200 мкг/л. Содержание золота в воде 0,004 жкг/л, что во всей массе океанов составляет 5,5 млн. т. Сумма всех ионов называется солесодержанием. Оно выражается в м.г л (S) или в процентах (В), а в океанографической п химической литературе— в промилле (S%o). Наряду с этим понятием в судостроительной литературе часто используется и соленость, характеризующая содержание хлоридов. [c.4] Примечание. I. Общее солесодержание 36 0314-35 145 мг л. [c.5] В отечественной литературе по судостроению солесодержание океанской воды и ее производных принято оценивать в градусах Брандта (°Бр). Один градус по Брандту соответствует содержанию хлоридов вместе с йодидами и бромидами, эквивалентному 10 мг Na l или 6,06 хлор-иона в 1 л воды. В соответствии с этим соленость океанской воды составляет в среднем 3250—3300° Бр . [c.6] В табл. 1 указано содержание только одного карбоната, в форме НСОз . В действительности же это сумма СО3 + Ч-НСОз , причем содержание СОз составляет в среднем 4—10% от общего количества карбонатов и сильно зависит от температуры и количества растворенной углекислоты [1]. [c.6] например, в процессе фотосинтеза растворенная углекислота потребляется водными растительными организмами, то равновесие сдвигается вправо, и содержание карбонатных ионов увеличивается за счет соответствующего уменьшения би-карбонатных ионов. Аналогично действует нагревание воды. [c.6] Этим СЛОЖНЫМ поведением карбонатной системы и объясняются существенные различия в интенсивности процессов на-кипеобразования в испарителях в зависимости от районов плавания и различия в значениях pH. [c.7] Молекулы гидратной оболочки удерживаются возле иона электростатическими силами притяжения. [c.8] Аналогичным образом сольваты задерживаются полупроницаемыми ионитовыми мембранами при опреснении воды методом электродиализа. [c.8] Расход энергии на опреснение. Минимальный расход энергии на опреснение может быть достигнут только в процессах, не связанных с изменением агрегатного состояния воды. Определить величину наименьшего расхода энергии на выделение чистой воды из раствора можно наиболее наглядно для процесса обратного осмоса (гиперфильтрации). [c.9] Как известно из молекулярной физики жидкостей, на границе раздела чистой жидкости и раствора, которая проницаема для жидкости, возникает осмотическое давление. Это давление направлено в сторону раствора. Следовательно, если из морской воды (примем ее для простоты за раствор Na l 3,5%-ной концентрации) нужно выделить химически чистую воду, то на стороне раствора следует создать давление, превышающее осмотическое. В этом случае через перегородку, отделяющую чистую воду от морской, будет просачиваться вода, а соли будут концентрироваться в морской воде. [c.9] Следует оговорить, что в этом примере не учтены гидравлическое сопротивление фильтрующей пленки или мембраны. Поскольку размеры пор в ней весьма малы и сопоставимы с размерами сольватов, сопротивление трения при проходе воды через них составляет величину того же порядка, что и осмотическое давление. Поэтому в любой реальной опреснительной установке для океанской воды расход энергии не может быть меньше 5 кет ч на 1 г опресненной воды. [c.10] Го — наименьшая температура, при которой отводится основная доля тепла, °К. [c.10] Для разбавленных растворов, к которым относится морская вода, разница между Qi и Q2 пренебрежимо мала, так что примем A = Qi—Q2 = 0. [c.10] Все практически выполнимые установки требуют значительно большего расхода энергии. Даже наиболее экономичные из нынешних опреснителей расходуют энергии в десятки раз больше (около 20 квт-ч/т). Поэтому разработка новых методов опреснения может привести к появлению более экономичных установок. Например, применение нескольких десятков или сотен пар мембран в электроионитовых установках может уменьшить расход энергии против указанной цифры. Но при этом, естественно, резко ухудшатся другие показатели установки (стоимость, вес и размеры), так что целесообразность усложнения установки ради снижения расхода энергии должна быть доказана детальными технико-экономическими расчетами. [c.11] На судах, как правило, вместо усложнения опреснительных установок в целях снижения расхода топлива стремятся найти более простые пути (утилизация отбросного тепла главных или вспомогательных двигателей, утилизация отработавшего пара, использование теплоты вторичного пара в главном цикле и т. д.). [c.11] Дистилляция — основной метод опреснения морской воды. [c.11] Вернуться к основной статье