proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2024 год
  Агентство  ПРоАтом. 28 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[20/10/2023]     Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников

Виталий Узиков, инженер  (uzikov62@mail.ru)

Оптимизация технологии переработки жидких радиоактивных отходов является одной из нерешенных проблем развития ядерной энергетики. Об этом свидетельствуют разрушающиеся стальные бочки с так называемым «солевым плавом», полученным после доупаривания кубового остатка в УГУ-500. Основной причиной отсутствия приемлемой технологии переработки ЖРО является интенсивное солеотложение в выпарных аппаратах, что приводит к необходимости частых химических отмывок и механической очистке теплообменных трубок, обуславливающие высокие дозовые нагрузки на персонал.


Поиску выхода из сложившейся ситуации с кондиционированием ЖРО может способствовать новый тип универсальных тонкопленочных теплообменных аппаратов, предназначенных для использования в процессах дистилляции и концентрирования накипеобразующих растворов в различных отраслях промышленности, в частности, для концентрирования жидких радиоактивных отходов или для многоступенчатого опреснения воды в регионах с высоким уровнем инсоляции. 

 

С визуализацией конструкции и описанием технических параметров барабанов пленочного испарения (БПИ) можно ознакомиться по ссылке https://youtu.be/RHNf9HwFfFU (версия на английском языке https://youtu.be/meMXwANLirY ).

Благодаря используемой технологии непрерывной механической очистки греющей поверхности от солевых отложений эти аппараты обладают неограниченным циклом между остановками для химической или механической отмывки.

Использование барабанов плёночного испарения растворов позволят потребителям:

             решить проблему образования накипи на теплообменных поверхностях при проведении упаривания и дистилляции растворов;

             обеспечить высокую степень очистки вторичного пара от аэрозолей;

             отказаться от необходимости использования химических реагентов для борьбы с накипью;

             обеспечить энергосберегающий режим работы и низкие эксплуатационные затраты;

             полностью или частично возвращать растворитель в технологический цикл;

             достигать заданного высокого уровня концентрации раствора.

Технико-технологическая осуществимость проекта.          

Технология построена на применении исключительно известных и проверенных физических процессов (испарение тонких пленок, конденсация, теплопередача через стенку и т.д) осуществляемых во многих типах теплообменного оборудования (роторные испарители, вальцовые сушилки, пленочные испарители и т.д.).

 

Рыночная привлекательность проекта 

На рынке будет востребовано оборудование с неограниченным циклом работы между остановками с целью очистки от солевых отложений, низкими эксплуатационными и энергетическими затратами.

Диапазон потенциальной клиентуры и ее характер 

 потенциальным потребителям можно отнести широкий спектр предприятий различных отраслей, применяющих в своем технологическом процессе упаривание растворов, склонных к накипеобразованию:

             Атомная промышленность – переработка (концентрирование) жидких радиоактивных отходов;

             Цветная металлургия – выпаривание в гидрометаллургических технологиях;

             Химическая и пищевая промышленность – концентрирование растворов минеральных и других солей, а также щелочей;

             Фармацевтическая и пищевая промышленность – производство концентрированных жидких экстрактов растительного сырья и регенерация экстрагента;

             Мойка и очистка – регенерация технической воды из моечных машин;

             Гальванические производства – гальванические растворы и промывочные воды;

             Переработка токсичных растворов и промышленных стоков и т.д.

 

Конкурентные преимущества 

             Дистилляция и концентрирование растворов в барабанах пленочного испарения: простой принцип – эффективный результат!

             Рециркуляция тепловой энергии обеспечивает высокую эффективность процесса и отпадает необходимость в использовании греющего пара и контура охлаждения;

             Барабанный пленочный испаритель с системой самоочистки обеспечивает непрерывный цикл работы без ухудшения параметров теплопередачи; 

             Автоматический режим работы при простой системе контроля и управления;

             Возможность применения дополнительной системы доочистки вторичного пара;

             Многофункциональность комплекса: дистилляция, экстракция, концентрирование; 

             Низкие требования к квалификации персонала;

             В ядерной энергетике резко снижаются дозовые нагрузки на персонал из-за отсутствия необходимости при очистке от отложений теплообменных трубок;

             Высокая ремонтопригодность;

             Относительно низкая стоимость аппаратов и их монтажа;

             Вес и габариты выпарных аппаратов удобны для транспортировки и транспортно-технологических операций;

             Низкие эксплуатационные затраты;

             Удобная встраиваемость в непрерывный технологический цикл.

Наиболее перспективным направлением для массового производства БПИ является производство многоступенчатых опреснительных установок с нулевым сбросом жидкости, предназначенных для стран с высоким уровнем инсоляции (Аравийский полуостров, Сахара, Австралия и т.д.).

 

Для демонстрации технических возможностей рассмотрим подробно конструкцию отдельного модуля десятиступенчатой выпарной установки, которая в регионах с максимальной инсоляцией обеспечивает производство пресной воды в среднем около 10 кубометров в сутки (около 1 кубометра в сутки на каждый модуль).

 

Основным конструктивным элементом является частично заполненный жидкостью вращающийся барабан из тонкостенной трубы большого диаметра. Для рассматриваемого примера внутренний диаметр тонкостенной трубы составляет 480 мм, толщина стенки 2,5 мм, а длина трубы 6 метров.

Тепло подводится с внешней стороны вращающегося барабана, а отводится испарением воды со смачиваемой внутренней поверхности. Если барабан обогревается водяным пара, то давление снаружи барабана больше, чем давление во внутренней полости, поэтому для предотвращения смятия корпуса, барабан оснащен внешними кольцами, расположенными на равном расстоянии по длине барабана, что придает жесткость конструкции. В рассматриваемой конструкции внутренний диаметр кольца 485 мм, внешний диаметр 504 мм, ширина кольца 8 мм.

 

Чем меньше расстояние между внешними кольцами барабана, тем более устойчив барабан к внешнему давлению, которое может вызывать его смятие и тем меньше может быть толщина стенки барабана.

 

Внешние поверхности этих колец при вращении барабана опираются на керамические подшипники, закрепленные в спаренных кольцах кольцевых опор, жестко зафиксированных друг относительно друга на расстоянии 9 мм. Кольцевые опоры с внешним диаметром 549 мм и внутренним диаметром 506 мм устанавливаются в цилиндрическом корпусе БПИ в виде трубы с внутренним диаметром 550 и внешним диаметром 554 м.

 

Для увеличения пространства под установку керамических подшипников отверстия под барабан в опорных кольцах смещены вверх на 25 мм

Сборка выпарного модуля барабана пленочного испарения с паровым подогревом достаточно  технологична и не представляет особых трудностей. Готовые модули в зависимости от потребностей заказчика могут устанавливаться в технологической линии как по параллельной, так и по последовательной схеме. Греющий пар подается через нижний патрубок в кольцевое пространство между корпусом и вращающимся барабаном.

При подаче греющего пара в корпус он должен беспрепятственно проходить по всей длине через кольцевые опоры в канале между корпусом и барабаном, для чего в расширенной части кольцевых опор выполнены отверстия. В самом низу колец имеется вырез для стекания конденсата к точке выгрузки из корпуса.

Равномерное распределение кольцевых опор по длине барабана распределяет нагрузку, поэтому керамические подшипники работают при нагрузках, намного ниже расчетных, что благоприятно сказывается на их ресурсе. Другим фактором, обеспечивающим высокий ресурс подшипников, является материал, из которого они изготовлены подшипники. Это керамика, которая обладает высокой коррозионной стойкостью и не требует смазки. Условия чистого водяного пара идеально подходят для работы этих подшипников, обеспечивающих низкие механические потери при вращении барабана.

 

Важнейшим элементом конструкции барабанов пленочного испарения, выгодно отличающих их от других выпарных аппаратов, является система непрерывной механической очистки греющей поверхности при концентрировании накипеобразующих растворов.

 

Эта система достаточно проста и в рассматриваемой конструкции состоит из е скрученной в спираль тонкой металлической ленты, перекатывающейся под уровнем жидкости внутри вращающегося барабана под собственным весом. Для увеличения воздействия кромок шнека на прогреваемую поверхность с целью очистки поверхности, внутри спирали находится тяжелый металлически стержень, перекатывающийся вместе со спиралью. При этом внутренними кромками спирали поверхность стержня также очищается от отложений.

Малая толщина спиральной металлической ленты обеспечивает её упругость и периодические колебания витков относительно друг друга, что создаёт условия отслоения отложений от поверхности самой ленты.  Таким образом, создаются условия для поддержания работоспособности системы механической очистки греющей поверхности. Вращение ленты и невозможность её перемещения в продольном направлении из-за ограничения торцами барабана заставляет ленту выполнять функцию шнека, перемещающего выпавшие в осадок частицы со дна барабана в сторону выгрузки, где расположен всасывающий участок трубки периодического отвода концентрата из барабана.

Эффективность выпаривания раствора обеспечивается режимом пленочного испарения со смоченной внутренней поверхности вращающегося барабана. Для этого в нижней части барабана должен поддерживаться постоянный уровень жидкости. Этой цели служит поплавковый клапан, который автоматически регулирует расход поступающего на упаривание раствора (например, морской воды).

 

В отличие от потока постоянно поступающей через поплавковый клапан жидкости, отвод концентрата производится периодически, лишь по достижении необходимой концентрации солей. При опреснении морской воды высокая концентрация солей в отводимом из БПИ растворе создает условия для эффективного удаления небольших остатков воды и осушения этого концентрата до состояния сухой соли. Герметичность между греющим паром и генерируемым в барабане вторичным паром обеспечивается торцевым уплотнением из керамических колец. Отвод вторичного пара из барабана производится через осевой патрубок, оснащенный герметичным торцевым уплотнением.  Отвод воды, сконденсированной на внешней поверхности вращающегося барабана из БПИ производится автоматически, через термодинамический конденсатоотводчик.

Большая длина БПИ может вызвать прогиб корпуса и барабана под собственным весом, что существенно повысит механические потери при вращении барабана и потребует увеличения крутящего момента и, соответственно, мощности привода. Для того, чтобы избежать прогиб БПИ под собственным весом, корпус опирается жесткую конструкцию из стальных балок. Обеспечение жесткой опоры для корпуса БПИ, предотвращающей деформацию корпуса, дает возможность увеличивать длину барабана и корпуса при соответствующем повышении производительности. При этом стоимость установки будет увеличиваться намного медленней, чем ей производительность.

 

В рассматриваемой конструкции БПИ вращение барабана обеспечивается червячной передачей. Вал барабана приводится во вращение червячным колесом, которое сопряжено с червячным винтом. При вертикальном расположении модулей БПИ червячные колеса всех барабанов приводит во вращение червячными винтами,  расположенными на одном валу, который может вращаться от одного привода, например, мотор редуктора.

 

Нагрев барабанов пленочного испарения может производиться разными способами. В солнечной опреснительной установке пар генерируется солнечной энергией, которая концентрируется в параболическом рефлекторе. Внутреннее устройство вращающегося барабана, установленного в параболическом рефлекторе с одной осью вращения, аналогично уже рассмотренному выпарному модулю.

Подобные рефлекторы используются га солнечных электростанциях для нагрева циркулирующего расплава соли. Внешняя поверхность вращающегося барабана установленного в рефлекторе должна быть покрыта светопоглащающим покрытием для повышения эффективности использования солнечной энергии.

При расчетных оценках принято, что площадь поверхности отражения солнечных лучей составляет 70 квадратных метров, а для обеспечения средней производительности многоступенчатой опреснительной установки 22 кубометра пресной воды в сутки необходима тепловая энергия от трех рефлекторов, которые смогут обеспечить необходимое количество пара высоких параметров.

При наличии пара высокого давления 550 кПа, который генерируется в барабанах пленочного испарения, установленных в параболических солнечных концентраторах, имеется возможность обеспечить многоступенчатость процесса выпаривания по последовательной схеме монтажа барабанов пленочного испарения. В этом случае для рассматриваемой конструкции можно увеличить производительность солнечного опреснения в 10 раз.

 

В таблице приведено распределение технологических параметров по десяти ступеням выпарных аппаратов. 

 

 

Сгенерированный в солнечных концентраторах пар с давлением 550 кПа и температурой 155,5 градуса поступает в паровую рубашку барабана нижнего модуля и генерирует вторичный пар с давлением 484 кПа и температурой 150,6 градуса.

Этот пар поступает в греющую паровую рубашку второй ступени и так далее по цепочке до 10 ступени.

 

Вторичный пар последней десятой ступени с давлением 143 кПа и температурой 110 градусов направляется в паровоздушный конденсатор и нагревает воздух, который идет на осушение солевого концентрата до состояния сухой соли.

Конечно, использование солнечной энергии в качестве источника тепла для барабанов пленочного испарения является лишь частным случаем для регионов с очень высоким уровнем инсоляции. И для этого случая наиболее рационально использование многоступенчатая схема соединения барабанов пленочного испарения.

В случае отсутствия пара с высоким давлением оптимальной технологией является механическая рекомпрессия пара, когда модули барабанов пленочного испарения соединяются параллельно. При этом генерируемый в модулях пар направляется через коллектор в компрессор, например насос Рутса, а после повышения давления и температуры пара в компрессоре этот же пар направляется в качестве греющего пара с те же самые модули барабанов пленочного испарения, где конденсируется на внешней поверхности вращающихся барабанов.

 

При такой схеме нет необходимости в источнике греющего пара и контуре охлаждения пара для его конденсации. Эта технология может использоваться для концентрирования жидких радиоактивных отходов с целью последующей иммобилизации, например,  в цементной матрице. Более подробную информацию об этом можно получить по ссылкам:

https://infoingenering.ru/

https://www.youtube.com/channel/UC3gYF8IjvvUOWNVvfsjIjjg

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Обращение с РАО и ОЯТ
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Обращение с РАО и ОЯТ:
О недостатках закона № 190-ФЗ «Об обращении с радиоактивными отходами…»

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 0
Ответов: 0

Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 14 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 20/10/2023
Интересная анимация по указанной ссылке https://youtu.be/RHNf9HwFfFU


[ Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 20/10/2023
  • В расчётах (научных) принято указывать удельные характеристики процессов и аппаратов.
  • Решаем задачу по рефлекторам. 22 куба с 2,1 сотки, то есть примерно 1 куб с 10 м2 в сутки. Энергией на червячные передачи пренебрегаем. 
  • Итого, с 1м2 рефлектора можно получить за год 36,5 кубов дистиллята. Примерно в 10-20 раз больше, чем сама природа испаряет. 
  • В ОАЭ на полив расходуется примерно 2 куба воды на квадратный метр в год.
  • Установка позволяет создать райский оазис посреди пустыни, занимая всего 5,5% площади.
  • Гектар поливной земли даёт 100 тонн продукции высочайшего качества, типа томатов, за год. При оптовой цене 2 доллара за кг, это 0,2 миллиона за год.
  • Для сравнения, НИИАР имеет площадь 200 га. Такая поливная площадка в пустыне даёт за год 40 млн. долларов в год. 
  • При норме сбора 1 тонна в смену, на 200 га нужно 70 сборщиков. 
  • ИМХО применение аппаратов в сельском хозяйстве тропических стран выгоднее, чем остальные сферы применения.
  • С уважением.
  • Дементий Башкиров 


[ Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 21/10/2023
Сергей Макарыч! Спасибо за интересные вопросы и давай попробуем в них разобраться. 
  • ·         Сначала разделим понятия «теплообменный аппарат» (а речь идет именно о новом типе теплообменников) и, как в твоих рассуждениях». – «установка» («опреснительная установка»).
  • ·         В серийно выпускаемых теплообменниках, ну например какой-нибудь известно фирмы Альфа Лаваль, производитель не дает удельных параметров производительности, а лишь номер модели (где прописаны геометрические параметры) максимальное рабочее давление и температура, диаметр присоединительных патрубков, и как вишенка на торте, численный ряд количества пластин, который можно установить в этой модели теплообменника, тем самым становясь универсальным.
  • ·         Для постановки теплообменника в технологический цикл с известными параметрами расходов и температур сред, необходимо провести теплогидравлические расчеты, и в случае пластинчатых теплообменников подобрать модель и количество пластин. Расчеты могут провести производитель или продавцы теплообменников, это не сложно, лишь бы продать и получить прибыль. С кожухотрубными теплообменниками примерно также, но меньше возможностей -  поэтому либо проводить поверочный расчет по уже имеющейся конструкции, либо разрабатывать новый теплообменник под конкретные цели.
  • ·         В данном случае, в отличии от количества пластин, в качестве особенностей отдельной модели могут выступать: материал, диаметр и толщина стенки барабана, количество опорных колец и длина барабана.
  • ·         Но от «теплообменного» аппарата вернемся к «опреснительной установке» (хотя в статье и ролике упоминается еще и установка по концентрированию ЖРО, что для нас не менее важно,  чем поливные возможности саудитов).
  • ·         Только построенные в Саудовской Аравии и ОАЭ опреснительные заводы (как правило работающие по технологии  обратного осмоса) дают в сутки по 7000000 тонн обессоленной морской воды, а соответственно, рассола, который сбрасывается локально в кишащее жизнью теплое море, сбрасывается еще больше.
  • ·         По законам физики этот подогретый рассол, дополнительно насыщенный на заводах хлором и медью, почему то опускается и стелется по дну, создавая невыносимые условия жизни для местной морской флоры и фауны.
  • ·         Именно поэтому технология опреснения с нулевым сбросом жидкости занимает совершенно особое место не только при опреснении морской воды, но и при утилизации жидких токсичных отходов.
                


[
Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 21/10/2023
 
  • ·         Кроме того, не нужно забывать, что многоступенчатая установка, опресняя морскую воду до концентрата, который легко переводится в морскую соль, создает кроме пресной воды и более дорогой коммерческий продукт – морскую соль, что создаёт условия окупаемости опреснительной установки менее чем за год.
  • ·         В свое время саудиты под своими песками нашли огромные казалось бы, огромные залежи пресной воды и разрешили её использовать в неограниченном количестве для полива с целью создания продовольственной независимости. И всего за одно поколение 70% этой пресной воды было выкачено, праздник изобилия закончился.
  • ·         Поэтому нет ничего нерациональнее, чем просто распылять воду на поверхность в регионе с огромной инсоляцией, так как львиная доля воды не поступает к растениям, а сразу испаряется.
  • ·         Выход давно придуман и используется в Израиле (только в данном случае не будем развивать дискуссию о его политике). Это капельное орошение и теплицы. Казалось бы – какие теплицы в 50-ти градусную жару, с ума сошел? Нет, не сошел, так как есть очень простой способ снижать температуру в теплицах до комфортной за счет испарительного охлаждения. Кому это интересно, может посмотреть мой ролик https://youtu.be/60EyjclbWE8 . В этих теплицах вода может циркулировать по замкнутому циклу, для чего используется специальный охладительный бассейн.
  • ·         В этих теплицах 1 квадратный метр дает 50 кг томатов в год, поэтому время их окупаемости должно быть очень  маленьким.  
  • ·         С учетом возможности использования теплиц с замкнутым циклом испарение/конденсация расход воды в них очень мал, поэтому автономная опреснительная установка с производительностью 22 тонны в день легко обеспечит водой теплицу площадью 1 гектар. При этом необходимо лишь обеспечить подвод к опреснительной установки любой непригодной для питья воды, включая рассол после опреснительных заводов. Трубопровод с таким токсичным рассолом  может обеспечить «сырьем» десятки тысяч тепличных хозяйств по пути своей прокладки, одновременно решая экологическую проблему уничтожения рассолом флоры и фауны теплых морей.
                  


[
Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 21/10/2023
 
  • ·         Но вернемся от проблем в экзотических странах к родной атомной энергетике. Простой вопрос – как решалась проблема обезвреживания жидких радиоактивных отходов за последние лет 50-70.
  • ·         С моей точки зрения – никак. Как был огромный выпарной комплекс с аппаратом с вынесенной камерой СвердНИИхиммаш с производительностью упаривания ЖРО  6 т/ч, так он и остался со своими проблемами химотмывки и шомполения. Кубовый остаток он производит, но дальше тупик с проблемами его переработки в виде разрушающихся бочек с «солевым плавом» после УГУ-500, которые вопреки своим же нормативам захораниваем по 4 штуки в контейнере НЗК-150. А через 200-300 лет кто будет разгребать эти, возможно просачивающиеся в грунт, средеактивные РАО?
  • ·         Плавучий комплекс переработки ЖРО «Ландыш» абсолютно неэффективен и по факту это лишь бесполезно потраченные финансовые ресурсы (пусть и японские), но еще придется потратиться на утилизацию этой ржавеющей посудины.
  • ·         Установка УГУ-500 является источником бед с проржавевшими бочками с «солевого плава»
  • ·         Эта же установка УГУ-500  используется в комплексе переработки ЖРО на Кольской АЭС для получения солевого плава чистых (по проекту) солей, однако конечно даже при прохождении через сорбент соли остаются радиоактивными и перевести их в простые нерадиоактивные отходы все равно не удается (ОНАО). Тогда какой смысл в этом огромном и дорогом комплексе с очень дорогим процессом озонирования ЖРО, при котом всплывают свои недостатки. Разве несколько сотен кубометров перерабатываемых кубовых остатков за год стоят таких затрат? А ведь нужно еще решить проблемы с большим количеством образующихся радиоактивных фильтров-контейнеров.
  • ·         Неучет при проектировании тепла гидратации цементирования ЖРО на заводе 235 ПО «МАЯК» привело к огромным проблемам, невозможности проектной технологии заполнения отсеков и срыву всех сроков.
  • ·         Используя экономико-математические модели научно обоснована технология переработки ЖРО путем иммобилизации в цементную матрицу солевого концентрата ЖРО с солесодержанием 600-900 г/л.
  • ·         Предлагаемые тонкопленочные теплообменники дают возможность реализовать именно такую технологию цементирования, прописанную в нормативных документах. Подробное описание этой технологии в ролике https://youtu.be/OnGQ8kt5Ozs
               


[
Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 21/10/2023
Цитата: "
  • опресняя морскую воду до концентрата, который легко переводится в морскую соль, создает кроме пресной воды и более дорогой коммерческий продукт – морскую соль, что создаёт условия окупаемости опреснительной установки менее чем за год."
Конкуренцию Израилю составить собрались? Обанкротитесь. Ох обанкротитесь.
В Мертвом море начальная концентрация соли (1/3) массы рассола. Площадь 800 квадратных километров, в полдень соль выпаривают даровые 1000 ГВт мощности солнечного света. Соль остаётся только собрать и отвезти на продажу. Запас соли в Мёртвом море - всему Человечеству лет на 500. 



[ Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 21/10/2023
И тем не менее морскую соль получают путем выпаривания морской воды в специальных ваннах или прудах под действием солнца – это примерно треть рынка. Хотя, согласен,  конечно полученная простым выпариванием смесь солей из морской воды требует дополнительных стадий переработки. Но это хотя бы контролируемый процесс, не загрязняющий окружающую среду, в отличии, например от соли высохшего Аральского моря. Поэтому, в нулевом сбросе жидкости опреснительных установок больше заботы об экологии, чем коммерции


[
Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 21/10/2023
 
  • Есть такие организации, как СХК, ГХК, которые 50-60 лет безопасно закачивают ЖРО под землю, и никаких других способов не рассматривают. НИИАР также безопасно закачивает ЖРО, но масштабы на порядки меньше.
  • На АЭС на многие порядки меньше РАО, чем на радиохимических комбинатах.
  • Принцип подхода к жидким радиоактивным отходам следующий.
  • Нужно извлечь из раствора все ядерные материалы, так как их захоронение запрещено законодательно, плюс нужно создать требуемую около нулевую кислотность, чтобы не растворить трубы канализации. 
  • Про задачу получения сухих солей слышал, но понимаю, что их без вакуума получить нереально – или очень долго, как сушка под солнцем, или слишком много остаточной влаги.
  • Особенно опасны хлориды – нет материалов, стойких к таким солям.
  • ХТО НИИАР много лет декларировал, что отходы расплавов хлоридов очень компактны, и сразу получаются в сухом твердом виде. Но хранение 1 литра сухих отходов в герметичном контейнере в бассейне охлаждения, обходится дороже, чем закачка 20 кубов САО. Плюс, постоянно контейнеры разгерметизируются, и нужно дезактивировать  воду бассейна хранения.
  • Последний раз, на моей памяти, твердые соли разливали еще при СССР.
  • Все сливные растворы нормируются по активности (не более 100 мкР/сек от 6 кубов), контролируется рН, и после этого выдача на полигон закачки. Была даже такая задача – разбавление ВАО до уровня САО, чтобы получить изрядную экономию при сдаче растворов в КОРО, так как куб ВАО стоит на полтора порядка дороже, чем куб САО.  
  •  
  • Соль Персидского залива – 37 кг/куб, стоит пищевая соль у нас 15 р/кг. Итого с куба морской воды - 550 р.
  • В ДД морская соль 100-200 руб/кг – это нереально высокая цена за счет сверхагрессивной рекламы. Я использую морскую соль как источник магния и микроэлементов, нужно по ~1-1,5 грамм в сутки морской соли на человека.
  • Куб пресной воды в ОАЭ стоит 2 доллара (2016), то есть 200 руб по сегодняшнему курсу. Соглашусь, что из одного куба морской воды, пищевая соль в ДД стоит почти втрое дороже, чем куб поливной воды в ОАЭ (550/200).
  • Питьевая бутилированная вода в ОАЭ и в ДД намного дороже – 30-300 долларов/куб, и является высокоценным продуктом. Я пользуюсь для питья де-ионизированной и/или дождевой-снеговой водой, так как вода из крана содержит сумму минералов примерно 1 г/л, при санитарной норме 0,1-0,3 г/л.
  • У нас в кране вода почти питьевого качества 50 р/куб. В ОАЭ пить воду из крана нельзя (но если очень хочется, то можно).
  • У меня вода на полив сада-огорода обходится 10-15 руб/куб, потребление в зависимости от количества осадков. Рубль, вложенный в полив, дает 50-100 рублей продукции за 10 лет, или ежегодно 5-10 рублей в течение 10 лет. Водой из крана поливать нельзя – слишком много солей, примерно в 50 раз выше содержания в прудовой воде, холодная, без кислорода, и на порядки меньшая производительность, по сравнению с автономной системой полива с погружным насосом.
  • Теплицы в жарких странах – это холодильники. Зеркальные или белые крыши спасают растения от полуденного солнца в разгар лета. Такая теплица сохраняет влагу, и не дает растениям перегреваться выше 37*С (прекращение фотосинтеза). Я тоже иногда затеняю растения. Недостаток такой теплицы – нет притока свежего воздуха, нужен искусственный источник СО2 или проветривание горячим воздухом. В пик фотосинтеза, 27-30*С, концентрация СО2 падает в десятки раз, пропорционально падению лимитируя рост растений. Качество продукции в теплице также существенно ухудшается, по сравнению с открытым грунтом, нет ароматов и сахаров натуральных плодов.
  • 7-8 месяцев в году, в ОАЭ – идеальные условия для поливных растений открытого грунта.
  • Что делают в жарких странах для охлаждения помещений.
  • Качают воду с глубины более 200 метров из Индийского океана, где термоклин порядка 4*С. Но Персидский залив – мел

    Прочитать остальные комментарии...


[ Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 21/10/2023
 
  • По законам физики, градиент концентраций является мощной движущей силой осмоса. Вода залива и рассол непременно придут к единой концентрации.
  • Не зря арабы сливают рассол обратно в залив. Это экономически выгодней, чем выпаривать досуха.
  • Арабы всё готовят на морской соли.  Для консервации продуктов морская соль не очень подходит. Хранить же эту соль невозможно – в открытом виде хлориды неизбежно растворятся и попадут в грунт, а затем в заливы.
  • Объем Персидского залива 12 тысяч кубокилометров,1,2Е+13 кубов.
  • ОАЭ вмешивается в объем 7Е+6 кубов. Нарушает солевой баланс в одной десятимиллионной части Персидского залива.
  •  
  • Объем Индийского океана – 280 миллионов кубокилометров. 2,8Е+17 кубометров. На 7 порядков больше, чем потребляют все опреснительные установки в мире, расположенные в основном в заливах Индийского океана, на Аравийском полуострове.  
  • Естественных осадков в жаркой пустыне на порядок с лишним меньше, чем требуется для сельского хозяйства.  Жизнь современного населения возможна лишь потому, что опресняется в день 95 млн тонн воды, практически вся эта вода – морская или океаническая. 35 млрд кубов в год, примерно в среднем по 100 кубов на каждого жителя в год. Все рассолы сбрасываются обратно в море-океан, так как эта соль никому не нужна.
  • В исходной морской воде, взятой для опреснения, содержится порядка 1,2 млрд. тонн соли. Годовое мировое потребление соли в пищу 22 млн. тонн, то есть примерно 2% от массы соли, сбрасываемой в море при опреснении поливной воды. Морской соли для пищи производится порядка 7 миллионов тонн в год, то есть 0,6% от сбрасываемой соли обратно в море-океан.
  • Для сравнения. В Димитровграде норматив потребления холодной воды 50 кубов/год на одного человека.
  • Для выращивания продуктов питания нужно ~3000 м2 на человека. На эту площадь выпадает в год ~0,65 м осадков, или ~2000 кубов дождевой-снеговой воды.
  • СМ
 


[ Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 21/10/2023
Спасибо за комментарий, Сергей!
  • РАО 5 класса (закачка ЖРО под землю) признается только в России – другие страны этот способ даже не рассматривают.
  • Не собираюсь спорить о безопасности 3-х наших  полигонов глубинного захоронения – не специалист
  • Установки УГУ-500 для освобождения баков с кубовым остатком должны получать солевой плав, но получают проблемы
  • Воды спец прачечных не пригодны для закачки в подземные горизонты из-за наличия ПАВ, но деваться некуда
  • В наших нормативах прописаны 3 вида иммоболизации ЖРО – цементирование, битумирование и остекловывание. Понятно, что сверхдорогое остекловывание только для ВАО, битумирование огнеопасно и потом на бочках с этой органикой натурально растут грибы. Остается только цементирование.
  • Пример с установкой опреснения всего лишь показывает возможности применения многоступенчатости для повышения эффективности  выпарных  модулей, причеи хнергозатраты на кубометр произведенной воды меньше чем при обратном осмосе.
  • По теплицам спорить не буду - на открытом грунте продукция вкуснее
  • По поводу вредных последствий сброса рассола в море – это говорят экологи, а не мои домыслы
  • Сейчас модны различные проекты для пустынь, когда влага извлекается из воздуха. Производительность установок по таким проектам и энергозатраты на куб произведённой воды не идут ни в какое сравнение с параметрами многоступенчатой опреснительной установки на базе БПИ 



[
Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 26/10/2023
Спасибо за интересную статью!


[ Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 26/10/2023
Спасибо за интересную статью!


[ Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 26/10/2023
Коллеги! российская промышленность сможет это всё сделать? Червячные пары, фланцы нестандартные и прочее? Токарей и фрезеровщиков где взять?


[ Ответить на это ]


Re: Новый тип универсальных тонкопленочных теплообменников (Всего: 0)
от Гость на 26/10/2023
 Спасибо за благожелательный отзыв. В статье речь идет в основном о массовом производстве, заточенном на опреснении в каких нибудь жарких странах с недостатком пресной воды и достатком денежных средств для массового производства опреснительных установок. В нашей отрасли ситуация совсем иная - нужны единичные экземпляры, хотя бы для АЭС, которые будут доупаривать кубовый остаток из ХЖРО до 600-800 г/л, чтобы процедура цементирования имела хотя бы какой то смысл по все равно большим затратам при передаче РосРАО. Или попытаться решить проблемы с низкоактивными ЖРО из спецпрачечных. Много лет прошло после того, как Ю.А. Оленин дал указание изучить вопрос по этой технологии – но по-моему нижестоящим чиновникам проблемы переработки ЖРО вообще по барабану и они как черт ладана боятся влезать в технические вопросы. А без этого все посланные на рассмотрение предложения по этой теме, на составление и обоснование которых было потрачено много сил,  стало для меня бесполезной тратой времени. У нас любят говорить о инновациях и прочее, всякие принципы и шаги заставляют зубрить, но сделать простую теплообменную установку по сути из двух труб, хотя бы для эксперимента (если процессы конденсации и испарения тонких пленок кажутся кому то слишком уж сложными), по факту почему то задача либо неподъемная, либо совершенно ненужная для Росатома.
 


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.10 секунды
Рейтинг@Mail.ru