Создание и эксплуатация вымораживающего опреснителя морской и загрязненной воды с получением чистой талой легкой воды (с остаточной минерализацией 50 - 200 мг/л, облегченной - с уменьшенным на 15-25% содержанием тяжелых изотопов водорода - дейтерия и трития) высокого качества.
Опресняет морскую и любую соленую воду, очищает любую загрязненную воду.
Не будет потреблять электроэнергию из городской электросети. Полностью и гарантированно обеспечит питьевой водой население города.
При необходимости:
• поставка холода (холодной воды или «мягкого льда») холодомощностью 3865 кВт для объектов кондиционирования воздуха;
• организация круглогодичного всепогодного бассейна с отепленным концентратом морской воды (5-8% солей, 22-25 град.С), имеющего эффект непотопляемости для развлечения детворы и курортников.
Выход на этапе 2 на тиражирование для опреснения морской, соленой и сточной воды в других регионах (в том числе и странах Ближнего Востока) и на производство тяжелой воды чистотой около 99,5% Д20 производительностью 74 т/год с возможной ее реализацией на мировом рынке по цене около 0,25-0,5 млн дол/т.
К 2045 году ожидается увеличение потребления тяжелой воды с выходом в промышленность реакции термоядерного синтеза, производящей огромное количество электроэнергии.
Технология опреснения (патенты СССР, России и Украины) - непрерывного действия - вымораживание дейтериевого и протиевого льда (под музыку Вивальди) из морской воды или любого другого соленого раствора или загрязненной воды через теплопередающую поверхность. Реализация воды населению – через таловодораздаточные пункты ТВП, а также по договорам различным организациям.
Технология опреснения состоит из процессов:
1. Очистка исходной морской или соленой воды от взвесей в фильтре грубой очистки Ф1.
2. Удаление в 1-ой ступени кристаллизации (бак рециркуляционный Брец.1) первых порций вымороженного льда (до 3%), обогащенного тяжелой водой.
Примечание: содержание тяжелого изотопа водорода – дейтерия в природной воде около 0,014%; тяжелая вода - дейтериевая - замерзает при +3,8 град.С; поскольку замечено - она угнетает жизнь, целесообразно питьевую воду от нее очистить.
3. Очистка воды дальнейшим вымораживанием льда во 2-ой и 3-ей ступенях кристаллизации Брец.2 и Брец.3 (до 80% по количеству) от солей, ядохимикатов и др. растворенных примесей.
4. Сепарация и промывка льда от поверхностной соленой пленки в сепарационно-промывочной колонне СПК.
5. Плавление чистого льда в плавителе - конденсаторе
П-КОНД.
6. Очистка расплава льда от тонких взвесей в фильтре тонкой очистки Ф2.
Примечание: эти взвеси, не задержанные раньше при первом фильтровании, при вымораживании растущим фронтом льда прилипают друг к другу, укрупняются в 10-100 раз, что позволяет теперь их задержать в фильтре Ф2.
7. Финишное обеззараживание талой воды ультрафиолетом.
Примечание: практически полное обеззараживание /на 90%/ уже производится при вымораживании льда – микроорганизмы в структуру льда не входят.
Для сборки ВОК-1000 используются типовые комплектующие и недефицитные материалы. Основные аппараты – из бетона.
Качество опресненной талой воды. Пригодна как для употребления непосредственно (без кипячения), так и для приготовления столовых блюд. Соответствует ГОСТ(у) 2874- 82 на питьевую воду. Очищена от солей (остаточная минерализация 100-150 мг/л - нижняя граница по санитарным нормам), ядохимикатов, пестицидов, радионуклидов, хлора, микроорганизмов, органики и др. растворенных примесей, а также от грубых и тонких взвесей. Эффект очистки от растворенных веществ - от свойства водородных связей строить кристаллы льда только из молекул кислорода и водорода, отторгая другие примеси. Вода - облегчена - в ней на 15-25% меньше ядовитой тяжелой воды Д2О (тяжелых изотопов водорода - дейтерия и трития), чем в исходной воде. Талая облегченная вода (установлено!) благоприятна для организма человека (уменьшение холестерина в крови, торможение старению, антираковое действие, улучшение потенции, ускоренное заживление ран и др.).
Характеристики ВОК-1000
Имеет 2 ступени - опреснительную и концентрационную (эвтектическую). В режиме опреснения опресняет морскую воду (2% солей) на опресненную воду питьевого стандарта (0,01-0,02% солей) и 8%-ный рассол. В режиме разделения опресняет морскую воду с ее концентрированием до 23,17%-ного концентрата или до солеконцентратной суспензии с общей минерализацией 31,7% (эта суспензия состоит из смеси жидкого 23,17%-ного насыщенного рассола и твердой фазы - кристаллов карбоната кальция СаCO3, кристаллогидрата сульфата кальция CaSO4•2H2O, кристаллогидрата галита NaCl•2H2O, а также карналлита KCl•MgCl2•6H2O и бишофита MgCl2•6H2O).
1. Производительность :
• по опресненной облегченной воде - 1000 т/сут;
• по исходной морской воде на опреснение - 1099 т/сут;
• по солеконцентратной суспензии с общей минерализацией 31,7% солей (23,17%-ный концентрат морской воды + соли - в основном в виде кристаллогидрата соли NaCl•2H2O) - 66,17 т/сут, причем эта суспензия состоит из:
- 23,17% - ного концентрата морской воды - 51,5 т/сут,
- кристаллогидратов NaCl•2H2O - 14,67 т/сут.
• по сбрасываемому льду, обогащенному тяжелой водой - 33 т/сут.
2. Суммарная мощность электрооборудования в режиме опреснения – до 400 кВт, в режиме разделения - 600 кВт.
3.Удельный расход электроэнергии в режиме опреснения 9 кВт-ч/т (опресненной воды), в режиме разделения - 14,29 кВт-ч/т (опресненной воды).
Примечание: ВОК-1000 не потребляет электроэнергию из городской электросети. А привод компрессоров осуществляется от «своей» ЭС-1 мощностью 1МВт по двум возможным вариантам:
• ЭС-1 вырабатывает электроэнергию в своем электрогенераторе и эта электроэнергия вращает электромоторы холодильных турбокомпрессоров.
• ЭС-1 не вырабатывает электроэнергию в своем электрогенераторе (его нет!), а передает энергию вращения лопастей своей турбины непосредственно турбокомпрессору. Турбина и холодильный турбокомпрессор «сидят» на одном валу.
4. Холодопроизводительность:
• при кипения хладоагента на уровне температуры -9град.С Q0* = 4014 кВт;
• при кипения хладоагента на уровне температуры -28град.С Q0** = 866 кВт.
7. Холодильный агент – неазеотропная смесь хладоагентов (пропан + н-бутан), позволяющая поддерживать две переменные температуры кипения (от 4,75 до -9 град.С и от -9 до -28 град.С) при одном давлении 94 кПа и две переменные температуры конденсации (от 20 до 14 град.С и от 14 до 5 град.С) при одном давлении 240 кПа с помощью одного компрессора;
Примечание: основная часть хладоагента (нижекипящий компонент) конденсируется за счет холода плавления льда, а другая меньшая часть (вышекипящий компонент) - за счет холода морской воды или воздуха.
8. Персонал опреснительного завода - 22 чел; всего персонала - 200 чел.
9. Стоимость оборудования ВОК-1000 - 1,27 млн. дол., стоимость здания насосно - компрессорного цеха - 0,1 млн. дол.
10. Стоимость одного ТВП - 0,105 млн.дол; 6-ти шт ТВП - 0,63 млн.дол; 6-ти шт ТВП с земельными участками под них (в ценах на южном берегу Крыма) - 0,893 млн.дол.
11. Стоимость таловодопровода (трубы, монтаж, разводка) - 0,54 млн. дол.
12. Доход от реализации талой легкой воды по цене 0,1 дол/л – 36,5 млн. дол/год.
11. Чистая прибыль после налогов и затрат -22 млн. дол/год.
Технология производства электроэнергии (патент Украины) – простая:
1. кипение бутана в испарителе;
2. расширение пара бутана в турбине с выработкой электроэнергии;
3. конденсация его пара в конденсаторе;
4. перекачка жидкого бутана в испаритель. Себестоимость электроэнергии по нашим расчетам не более 0,02 дол/кВт-ч, что повышает энергетическую эффективность и делает опреснители энергетически независимыми от внешней электросети, коммерческая цена электроэнергии в которой, например, в Крыму сегодня около 0,05 дол/кВт-ч.
Технико-экономические показатели ЭС-1:
1. Годовое производство электроэнергии - 8,76млн. кВт-ч/год.
2.Тепловая мощность аппаратов, кВт:
-конденсатора -6460
-испарителя -7460
-генератора холода (водяного т/о-ка) - 6460
-генератора тепла (солнечного бассейна) - 8000
3.Поверхность аппаратов, м2:
-конденсатора - 7485
-испарителя - 5040
4. Стоимость оборудования ЭС-1 = 1,3 млн. дол.
5. Удельная стоимость оборудования =1300 дол/кВт установленной мощности.
6. Поверхность генератора тепла (солнечного бассейна) = 10000 (200x50 м) м2.
7. Объем теплой подземной емкости (с аккумулированием тепла на 1 сут) для погружного испарителя = 8400 м3 (40x20x10,5 м).
8. Диаметр круга под 18 шт. скважин аккумулятора тепла, гарантирующий работу ЭС на 3 мес., 62 м (d=160 мм, h=200м).
9. Зарядка теплом аккумулятора тепла АТ-3 летних месяца.
10. Суммарная стоимость подземных объектов и земли = 1,22 млн. дол.
11. Все затраты на ЭС на начальном предпусковом периоде = около 3,87 млн. дол.
12. Персонал = 5 чел. (персонал ВОК участвует в работе ЭС).
13. Общая себестоимость производства = 0,23 млн. дол/год.
14.Удельная себестоимость электроэнергии = 0,026 дол/кВт-ч.
Очень подробно - см. БИЗНЕС-ПЛАН на ВОК-1000.
