Jak zbudować destylator wody morskiej

Używanie destylatora wody morskiej do produkcji własnej wody pitnej to doskonały pomysł, zwłaszcza jeśli planujesz mieszkać w pobliżu morza. Jest to również świetny sposób na oczyszczenie wody i zaoszczędzenie pieniędzy na rachunkach za wodę pitną. Jeśli zastanawiasz się nad skonstruowaniem jednego, istnieje kilka ważnych kroków, które należy wykonać.

Stawy solne

Na stawy przybrzeżne może mieć wpływ dopływ wody morskiej i odpływ. Skutki tych czynników można określić poprzez zrozumienie charakterystyki hydrologicznej słonych stawów. Charakterystyki te mogą być wykorzystane do kierowania decyzjami zarządczymi. W pracy zbadano przestrzenną zmienność zasolenia w słonych stawach na Brytyjskich Wyspach Dziewiczych (BVI).

W pracy zbadano grupę dziesięciu słonych stawów na pięciu wyspach w BVI. Stawy te były monitorowane co miesiąc od stycznia do grudnia 1995 roku. Każdy staw otrzymywał odpływ i bezpośredni dopływ wody morskiej. Stawy zostały podzielone na grupy w oparciu o ich główne cechy hydrologiczne. Cechy te obejmowały okres zalania, stopień zalania, zasolenie i połączenie z morzem.

Słone stawy w BVI wykazały dramatyczne wahania zasolenia. Zasolenie stawów wahało się od hyposaline do trzykrotnego zasolenia wody morskiej. Zasolenie stawów z bezpośrednim połączeniem z wodą morską było najwyższe. Zasolenie stawów bez połączeń z wodą morską było najniższe. Zasolone stawy na wyspie BVI obejmowały stawy od stale zalanych do całkowicie odizolowanych. Zasolenie stawów zależało od cyklu pływów i opadów. W porze suchej woda morska wypłukiwała się ze stawów, aby zmniejszyć ich zasolenie.

W październiku huragan Georges sprowadził na BVI 6,5 cm deszczu. Opady deszczu rozcieńczyły zasolenie stawów o około dwie trzecie. Kolejne 7,5 cm deszczu spadło od 21 do 23 października. W tym okresie kolejne 15% rozcieńczenie spowodowało, że zasolenie osiągnęło 60 ppt.

Stawy te wykazywały podobny wzór wahań zasolenia w sezonie 1995. Zasolenie wszystkich stawów spadło między sierpniem a listopadem. Ten spadek zasolenia był podobny do wahań stwierdzonych w innych stawach tymczasowych. Zasolenie wszystkich stawów wzrosło w lutym i sierpniu.

Podczas pory suchej na powierzchni stawów tworzyły się skorupy gipsowe. Do stawów napływała również woda morska z podziemnych wycieków. W obszarze przesiąkania SAL utworzył się nasyp z gruzu koralowego i osadów organicznych. W nasypie utrzymywano stosunkowo niskie zasolenie.

Podczas sezonu huraganowego zasolenie stawów zmniejszyło się o około 65%. Zasolenie stawów wzrosło również w grudniu i styczniu. Sezon huraganowy miał również wpływ na BAN. Poziom wody w BAN obniżył się o dziewięć cm bezpośrednio po huraganie Luis i o trzynaście cm po huraganie Marilyn.

Destylacja słoneczna

Wykorzystanie energii słonecznej do destylacji wody morskiej nie jest nowym pomysłem. Destylacja słoneczna to starożytny proces, który od tysięcy lat jest wykorzystywany do produkcji słodkiej wody pitnej. Może być stosowany na obszarach z niedoborem wody, takich jak pustynie i regiony dotknięte ubóstwem. Proces ten jest również pomocny w redukcji zanieczyszczeń.

Główne elementy destylatora słonecznego to zbiornik, materiał izolacyjny i kolektor. Niecka wykonana jest z cienkiej plastikowej lub szklanej miski. Musi być zamontowana pod kątem. Wlot do zbiornika pozwala wodzie destylowanej kapać do dzbanka lub dzbanka.

Materiał izolacyjny należy przyciąć na kształt miski. Należy go przymocować do wsporników 2 x 4. Urządzenie jest izolujące, ponieważ jest wykonane z tworzywa sztucznego, które zatrzymuje ciepło. Folia plastikowa na górze miski tworzy efekt cieplarniany.

Materiał izolacyjny jest zwykle wykonany z porowatego materiału, który ulega korozji. Może być również wykonany ze stali nierdzewnej lub rurki PEX. Musi mieć porowatość 0,62, aby działał zgodnie z oczekiwaniami.

Istnieje wiele zalet wykorzystania energii słonecznej do destylacji. Na przykład, może zmniejszyć koszty energii elektrycznej. Ponadto, może być również stosowany do produkcji czystej wody w obszarach z niedoborem wody. Proces ten naśladuje również naturalny cykl wodny.

Na szybkość odparowania w systemach destylacji słonecznej ma wpływ kilka parametrów, w tym powierzchnia kolektora słonecznego, masowe natężenie przepływu powietrza obiegowego, szybkość rozpylania wody morskiej oraz stężenie wody morskiej. Szybkość odparowania jest najniższa, gdy temperatura wody morskiej jest wysoka. Para wodna wytwarzana przez destylator będzie się kondensować na wężownicy chłodzącej i generować wodę destylowaną.

Wydajność destylatora słonecznego zależy również od procesu kondensacji. Podczas eksperymentów, płyta kondensacyjna ze zwilżoną tkaniną miała lepszą wydajność niż goła płyta chłodzona powietrzem otoczenia.

Główne elementy destylatora słonecznego do wody obejmują nieckę, materiał izolacyjny, kolektor i sekcję parowania. Powierzchnia parowania zwiększa się wraz ze wzrostem wielkości kolektora słonecznego.

Parowniki zanurzeniowe

Zastosowanie parownika zanurzeniowego do destylacji wody morskiej jest powszechne na statkach. Stosowane jest od wielu lat. Podstawowym celem destylacji jest uzyskanie wody wolnej od soli. Jest ona niezbędna w wielu procesach chemicznych i przemyśle spożywczym. Jednak nie zawsze jest ona wydajna. Może być nieefektywna ze względu na problemy ze skalowaniem, co może powodować problemy dla procesu.

Parowniki są szczególnie przydatne w przemyśle spożywczym. Jednak są one również stosowane w procesach naftowych. Szczególne znaczenie mają w przemyśle mleczarskim. Ich zaletą jest również to, że nie zanieczyszczają się. Mogą się jednak rozszczelnić. Nadają się również do przemysłu browarniczego. Można tego uniknąć, jeśli system jest eksploatowany w sposób kontrolowany.

Zasilająca woda morska jest dostarczana przez pompę do eżektora, który usuwa powietrze i inne gazy. Wsad wchodzi do parownika w temperaturze około 50 stopni Celsjusza. Termometr pozwala operatorowi kontrolować ogrzewanie. Ciepło jest następnie przekazywane do powłoki parownika.

W pierwszym etapie łączy się częściowo podgrzaną wodę morską i solankę. W drugim etapie, solanka wchodzi do skraplaczy. Solanka jest skraplana i powstaje woda produktowa. Jest ona następnie odprowadzana do zbiornika magazynowego. W tym etapie poziom wody w parowniku jest kontrolowany przez jaz solankowy.

Jeśli poziom solanki jest zbyt wysoki wewnątrz płaszcza, płaszcz nie będzie w stanie wytworzyć wystarczającej ilości pary. Możliwe jest również, że problem może spowodować nieszczelność płyt skraplacza.

Aby zapobiec problemom z osadzaniem się kamienia, ważne jest usuwanie nadmiaru solanki z parownika. Możliwe jest również kontrolowanie szybkości osadzania się kamienia poprzez dodanie antyskalentu. Poziom solanki wewnątrz płaszcza jest również ograniczony przez ilość solanki pompowanej wokół urządzenia.

Istnieją dwa rodzaje parowników zanurzonych w rurze. Pierwszy z nich to typ płytowy, który działa tak samo jak typ rurowy. Typ płytowy wykorzystuje płytowy wymiennik ciepła do odparowania niewielkiej części doprowadzanej wody morskiej. Zawór typu płytowego jest przeznaczony do pracy w temperaturze 400 stopni Celsjusza i ciśnieniu 150 psig. Jego zaletą jest również to, że jest bardziej ekonomiczny niż urządzenie wieloczynnościowe.

Ciepło odpadowe

Wykorzystanie ciepła odpadowego do budowy destylatora wody morskiej jest ekologicznym sposobem produkcji słodkiej wody z wody morskiej. Usuwa niebezpieczne metale ciężkie i inne zanieczyszczenia z wody morskiej. Proces może produkować wodę w tempie od 12,5 do 70,8 kilogramów na godzinę.

Proces destylacji polega na zastosowaniu specjalistycznej membrany nad ruchomym strumieniem ciepłej wody. Para skrapla się na szklanej pokrywie. Jest to pierwszy etap procesu. Następnie para wodna przechodzi przez drugą powierzchnię o niższej temperaturze niż woda zasilająca. Ciśnienie pary jest kontrolowane w każdym etapie przemywania.

Istnieje kilka metod destylacji, każda z nich ma swój zestaw zalet i wad. Koszt produkcji wody zależy od rodzaju zastosowanego procesu i wydajności zakładu. Koszt wody będzie również zależał od zasolenia wody zasilającej.

Ciepło odpadowe z paneli słonecznych może być wykorzystane do budowy destylatora wody morskiej. Ciepło odpadowe z paneli słonecznych jest zamieniane na ciepło, które ogrzewa wodę. Ciepło z pierwszego pojemnika jest następnie przekazywane do drugiego pojemnika. Para wodna przechodzi przez specjalistyczną membranę i skrapla się na drugiej powierzchni. Ciśnienie solanki musi być niższe niż w poprzednim etapie.

Oprócz kolektorów słonecznych do napędu procesów odsalania można wykorzystać inne źródła energii. Należą do nich m.in. akumulatory termiczne w zbiornikach wody. W celu zapewnienia ciągłości działania procesu można również zastosować rezerwowe źródło energii.

Przeprowadzono kilka badań dotyczących wykorzystania ciepła odpadowego do napędu procesu odsalania. Należą do nich badania wydajności baterii słonecznej oraz analiza teoretyczna baterii słonecznej typu basenowego. Ponadto zbadano instalację pilotażową destylacji wieloefektowej (MED). Zbudowano również prototypową instalację DDD, która produkuje 500 galonów słodkiej wody dziennie.

Wykorzystanie ciepła odpadowego może być wyzwaniem dla rozwoju w krajach rozwijających się. Ponadto, przemysł może nie być zainteresowany stosowaniem procesów odsalania termicznego, które wymagają ciepła odpadowego. Trudne może być również zlokalizowanie źródła ciepła odpadowego w pobliżu miejsca lokalizacji zakładu odsalania.