Дистилляция термокомпрессионная

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 13 мая 2011.

Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии.

Дистилляция термокомпрессионная — способ дистилляции (перегонки), использующий принцип теплового насоса.

История проблемы

Дистилляция любых жидкостей — это очень энергоёмкий процесс. Тепло конденсата может быть использовано для нагрева новых порций сырья, а вот энергия фазового перехода пропадает впустую. В то же время, для воды энергия парообразования-конденсации превышает энергию, нужную для нагрева воды до кипения^{[уточнить]}, примерно в 7 раз. Эта проблема была решена использованием технологии теплового насоса.

Принцип действия

В термокомпрессионных дистилляторах рабочим телом теплового насоса является само дистиллируемое вещество (дистилляторы с паровым компрессором).

Жидкость первоначально нагревается до кипения, пар отсасывается насосом и нагнетается в теплообменник, где конденсируется и отдаёт энергию новым порциям испаряемой жидкости. В результате такой циркуляции тепла общие затраты энергии на перегонку снижаются во много раз.

Так, при температуре испарения 96 °C (полость низкого давления) и температуре конденсации 104 °C (полость повышенного давления), расход энергии на перегонку примерно в 50 раз меньше, чем при обычной перегонке. Увеличивая площадь теплопередачи и уменьшая толщину стенок теплообменника, можно снизить перепад температур и ещё увеличить экономичность работы дистиллятора.

После начала работы дистиллятор не нуждается в дополнительном нагреве и охлаждении. Всё устройство должно быть теплоизолированным. Результатом работы насоса является более тёплый по сравнению с сырьём дистиллят.

Применение

Данная технология принадлежит к энергосберегающим и у неё большое будущее. Возможные области применения:

• фракционная перегонка в химической промышленности (в нефтеперегонке затраты энергии составляют до 50 % стоимости конечного продукта),
• опреснение воды,
• кристаллизация солей из рассолов,
• разделение изотопов.

На сегодняшний день известны установки для дистилляции воды в фармацевтической промышленности. Они довольно сложны в эксплуатации, экономия энергии не является главным критерием их применения. Спокойное испарение жидкости, без бурного кипения, позволяет получить чистый дистиллят после однократной перегонки.

В то же время, дистилляторы фирмы Potomac, судя по характеристикам, обладают очень высокой экономичностью и приличной производительностью.

Есть также установки химической промышленности, где компрессор, сжимая пар лёгкой фракции, нагревает таким образом исходную смесь и компенсирует теплоту испарения.

Недостатки

Описанная технология требует насосного оборудования и использует электрическую энергию.

Этот недостаток может считаться несущественным, поскольку удается добиться значительной экономии энергии по сравнению с обычной дистилляцией. К тому же, альтернативная энергетика в основном направлена на получение из ветра, солнечного тепла, энергии волн электричества. Атомная энергетика тоже преимущественно даёт электроэнергию. Использование тепла ядерного реактора в химии представляется проблематичным.

Для крупных установок имеет смысл заменить компрессор поршневой или роторный на осевой лопаточный. Помимо упрощения обслуживания, лопаточные машины имеют большую производительность и могут оказаться достаточно экономичными. Приводом машины может быть любой тепловой двигатель, в том числе - сжигающий органическое топливо. И в этом случае термокомпрессионная дистилляция оказывается гораздо более выгодной, чем обычная.

См. также

• Энергосбережение