Динамічні аспекти опріснення морської води шляхом виморожування

Анотація

Дана концепція виникла після проведеного у роботі огляду і порівняльного аналізу переваг та недоліків значної кількості методів опріснення, які застосовуються у наш час. Зроблено висновок про те, що багато з них споживають значні електричні потужності, які необхідні під час здійснення стандартної дистиляції, тобто чергування кипіння та конденсації морської води. Такі процеси мають порівняно низький ККД та характеризуються в цілому негативним впливом на навколишнє середовище. Удосконалення методів опріснення виморожуванням необхідно з низки причин. Сама ідея чергування затвердіння і плавлення води не потребує, в принципі, обов’язкової кристалізації морської води у структуру льоду перед його наступними фазовими перетвореннями у більш слабкий (weak brine) у порівнянні з вихідним розсолом (brine). Можливою являється стратегія економії електроенергії на першому із вказаних етапів шляхом отримання аморфних форм, які складаються з великої кількості умовних фрагментів – градин. Вони структурно і внутрішньо менш пов’язані зсередини та між собою. Тому їх плавлення досягається при менших затратах енергії, хоча і потребує повторення декількох, а не одного, як прийнято, циклічних перетворень. Більш ефективне розділення продукту такого циклу бажано здійснювати при невеликих відхиленнях від атмосферних умов з метою мінімізації впливу на навколишнє середовище. У роботі встановлено, що саме перераховані характеристики можливої оптимізації опріснення методом виморожування спостерігаються у природі без будь-якої участі людини. Розчин великої кількості солей поводиться, в цілому, при циклічній зміні температури доби, сезонної температури, зниження і підвищення зовнішнього та гідростатичного тиску, як від’ємний бінарний азеотроп. Він характеризується максимумом температури кипіння при дуже малих тисках, а також самоорганізацією процесу безперервного очищення на кожній стадії опріснення