Каталог
Порталус
Крупнейшая база публикаций

ВОПРОСЫ НАУКИ есть новые публикации за сегодня \\ 20.06.18

Вода из воздуха или продуктов сгорания

Дата публикации: 10 января 2018
Автор: Плахута В. В.
Публикатор: Плахута Владимир Васильевич
Рубрика: ВОПРОСЫ НАУКИ
Номер публикации: №1515592267 / Жалобы? Ошибка? Выделите проблемный текст и нажмите CTRL+ENTER!


Плахута В. В., (c)

найти другие работы автора

    Способ получения воды из атмосферного

            воздуха или продуктов сгорания.

    Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды питьевого качества из влаги окружающего атмосферного воздуха или продуктов сгорания (дымовых или выхлопных газов двигателей). Изобретение может быть использовано в быту и для потребностей народного хозяйства. Техническим результатом его является получение пресной воды при отсутствии или недоступности её традиционных источников.

     Способ заключается в том, что вентилятором подают воздух или газы продуктов сгорания, содержащие пары воды, на блок газоразделительных селективных мембран. Пары воды вакуум-насосом отсасываются через мембраны, сжимаются компрессором, охлаждаются, и конденсируются в холодильнике. Получаемый при этом конденсат через конденсатоотводчик попадает в ёмкость для сбора воды. Обезвоженный воздух подают в теплообменник на охлаждение паров воды после компрессора, затем выбрасывают в атмосферу. В случае получения воды из продуктов сгорания, газы после блока мембран выбрасываются в атмосферу и на охладитель не подаются.

 

                                   Описание изобретения.   

    Получение воды из атмосферного воздуха возможно традиционным методом, охлаждая его ниже температуры ” точки росы”. При существующем дефиците воды питьевого качества, ряд фирм, производящие холодильное оборудование, в настоящее время приступили к выпуску установок, производящих питьевую воду на основе этого метода.

                  Вот перечень этих фирм:

      Air Water Corporation;

      Air 2 Water;

      Aquair;

      Airto H2O;

      Element Four;

      Water Master;  Aqua Maker;

      White Buffalo;  Nation;  Aqua Sciences.  

   Традиционный метод очень энергозатратен. Так как надо охлаждать весь объем воздуха, из которого получают воду. Существует целый ряд изобретений уменьшающих эти энергозатраты. Так в патентах Российской Федерации: RU 2146744;  RU 2064036;  RU  2211293, предлагается различными способами охлаждать поступающий в установку воздух, выбрасываемым из установки холодным воздухом. Этими способами  частично уменьшаются энергозатраты, однако значительно усложняются сами установки.

 

   Известны предложения для получения воды из воздуха традиционным способом почти без затрат энергии. Описания этого способа приведены в следующей литературе:

  1. Алексеев В.В., Алексеева О. В. Установка получения биологически чистой пресной воды при конденсации влаги из атмосферного воздуха. Патент РФ № 2185482 от 10.07.2002. Приоритет от 25.07.2002.
  2. Алексеев В.В. Установка интенсификации образования и сбора росы. Патент РФ № 2184815 0т 10 июля 2002. приоритет от 12.09.2000.
  3. Алексеев В. В., Рустамов Н. А. Экспериментальное изучение процесса наземной конденсации влаги для практического использования. Вести МГУ, Сер. 5. География 2004 № 1.
  4. ТЭО Проект “ РОСА”. От06.04.
  5. http://dewcollection.narod.ru/Russian/Rosa3red.htm

   Принцип действия  установки “ Роса 1” , где реализуется указанный выше способ. Потоки воздуха через систему, обусловленные естественным ветром (бризом) или потоком через конвективный канал. Когда температура этого воздуха достигает критической “точки  росы “ из-за более низкой температуры конденсирующего материала (щебня), водяной пар конденсируется на нём. Щебень находится в 156 габионах экспериментальной установки. Габариты каждого габиона: диаметр 0,48м; высота 2,8м. Расчетная производительность: 1,5 м3/сутки.

   Такая установка напоминает известные древние пирамиды Египта, и производит очень мало воды. Большие затраты на строительство, и зависимость от погодных условий, делают эти установки неперспективными.

 

     Известны способы получения воды путём пропускания атмосферного воздуха через адсорбент, который при этом обогащается влагой. Осушенный воздух возвращают в окружающую среду. Цикл извлечения адсорбированной воды является замкнутым и включает продувку нагретым воздухом сорбента, охлаждение выходящего влажного воздуха в теплообменнике с конденсацией водяного пара и нагрев осушенного воздуха. Таким образом, для полного удаления воды, воздух многократно подогревают и циркулируют через влажный сорбент. Что приводит к значительным энергозатратам. В качестве адсорбентов предлагается использовать селикагель, пористые угли, цеолит или композитные сорбенты.

     Известны способы, где на стадии десорбции необходимое тепло для извлечения адсорбированной воды  генерируют с помощью расположенных непосредственно в слое сорбента различных источников тепла. Этим достигают снижения тепловых потерь. Однако все известные способы получения воды из воздуха с помощью сорбентов энергозатратны, сложны в изготовлении и эксплуатации. К тому же существует угроза загрязнения воды сорбентами.

                                  Источники информации.

  1.Пвтент РФ № 2004719,Е 03 В3/28,15.12.93.

  2.Патент US 4050262, F 25 D 017/06,27.09.77.

  3.Патент US 4219341, B 01 D 053/04,26.08.80.

  4.Патент US 4197713, F 25 D 017/06.15.04.80.

  5.Патент US 4342569, B 01 D 053/04,03.08.92.

  6.Патент РФ № 2101423, Е 03 В3/28,06.06.96.

  1. www.truba.ua/artik/ru.

  

     За последние годы всё большее применение находят мембранные способы разделения газообразных смесей, отличающихся простотой, надёжностью и экономичностью.

     Известны способы извлечения таких газов как СО2,  Н2S  и  Не  из смеси углеводородных газов с помощью установок “ Senare”и “Delsep”.

     Известны способы выделения водорода из смеси газов в нефтехимической промышленности установками “Monsata” и “Sepa-rex”, а также аппаратами 

“МГА-5/10”, “ПРГе-30”, “ОМЕГА-7”, “АИР-24”, “ГЭРА-4”.

      Описание этих способов даны в следующей литературе:

  1. Журнал Вестник Химического Общества им.Д. И. Менделеева № 6 1987 ХХХ ||. (32).
  2. “Плазменно-мембранная технология переработки сероводородсодержащего природного газа”. Русанов В.Д.,Тульский М.Н

          “Курчатовский институт”. www.chem.msu.su/rus/jornals/membranes/2/st2_text.htm

  Во всех выше перечисленных установках применены способы разделения газов, которыми невозможно извлекать воду. Для этого необходимы другие типы мембран. Необходимо менять технологическую схему для использования конденсации паров воды.

 

   Известны осушители сжатого воздуха мембранного типа HMD Hankinson, реализуемые российской компанией “Технострой”. Компания  Zander  производит мембранные осушители сжатого воздуха и газов типа Sunser-W Представительство её в России – ООО “Иммертехник”. Способ  извлечения воды из воздуха, реализуемый  в этих осушителях является прототипом заявленного способа на изобретение. Ядром этих осушителей является мембрана из полимерного микроволокна, сконструированная таким образом, что через её стенки проходят только молекулы воды. Кислород и азот мембрана не пропускает. Эти устройства разработаны для осушения небольших объёмов сжатого воздуха или газа (до1000л/мин) и выполняют функции фильтрации жидких компонентов, масла, твёрдых частиц и аэрозолей. Пары воды в этих изделиях выбрасываются в атмосферу. Сжатый воздух после них подаётся для различных технологических производств.

     Отличительной особенностью заявленного способа от прототипа является получение воды для промышленных и бытовых потребителей. Реализация этой цели и является новизной заявки.        

 

       Описание работы установки для реализации предлагаемого способа получения воды из воздуха или продуктов сгорания.

    Воздух или продукты сгорания всасываются вентилятором 4 через заборное устройство 2, фильтр 3 и подаются на блок мембран 5, изготовленных на основе интерполимерного комплекса из полиамидосульфокислоты (ПАСК). Вакуум-насос 6 через мембранный блок 5 отсасывает пары воды и подает их в компрессор 7. Осушенный воздух подается в теплообменник 8 для охлаждения паров воды после компрессора7. Если вместо воздуха производится забор газов продуктов сгорания то, закрывается задвижка15, открывается задвижка 14, и обезвоженный газ сразу выбрасывается в атмосферу. Воздух же выбрасывается в атмосферу через выход 9 после охладителя 8. Пары воды после охладителя 8 попадают в холодильник-конденсатор 10, где конденсируются и через конденсатоотводчик 11 сливаются в бак для сбора воды 13. Несконденсировавшиеся газы отводятся через выход 12.

    Поскольку охлаждаются  только пары воды, а воздух или продукты сгорания не охлаждаются и не нагреваются, то энергозатраты в предлагаемом способе будут значительно меньше, чем при получении воды в способах при охлаждении воздуха и сбора росы на охлаждаемых поверхностях, и в способах использования процесса адсорбции, рассмотренных ранее.

 

    Способ получения воды из атмосферного воздуха или продуктов сгорания

 

 

    

                                   Перечень элементов схемы.

    1.Всас, воздуха из атмосферы или, продуктов сгорания.

    2.Заборное устройство.

    3.Фильтр газов.

    4.Вентилятор.

    5.Блок газоразделительных мембран.

    6.Вакуум- насос.

    7.Компрессор.

    8.Охладитель.

    9.Выход обезвоженного воздуха.

    10.Холодильник-конденсатор.

    11.Конденсатоотводчик.

    12.Выпуск несконденсировавшихся газов.

    13.Ёмкость для сбора воды.

    14.Задвижка для выпуска продуктов сгорания.

    15Задвижка подачи воздуха на охладитель пара.

                 Перечень элементов к схеме предлагаемого изобретения.

 

                Автор:  Плахута В. В.

                           Формула  изобретения.

   Способ извлечения воды из атмосферного воздуха или продуктов сгорания через мембрану. Которая сконструирована таким образом, что через её стенки проходят только молекулы воды, а кислород и азот мембрана не пропускает, отличается тем, что с целью получения питьевой воды для потребителей более экономичным и надежным способом, пары воды через мембранный блок отсасываются вакуум-насосом, сжимаются компрессором, охлаждаются воздухом и конденсируются в холодильнике-конденсаторе. Вода после конденсатора через конденсатоотводчик сливается в ёмкость.     

 

                           Автор         Плахута Владимир Васильевич.

                                       Тел:       057-7457146;   моб.- 098-83077749

                                  E-mail:    plax.vl@yandex.ua

                                                                                          

Опубликовано 10 января 2018 года




© Portalus.ru, возможно немассовое копирование материалов при условии обратной индексируемой гиперссылки на Порталус.
Ваше мнение?